(57)【要約】【課題】従来では数ヶ所に流路切り替え手段を設ける必要であった。またプレート式全熱交換素子は透湿性、伝熱性の高い伝熱板と流路を形成するための剛性の高い間隔板から構成され吸放湿性の高い材料は使用されていなかった。またプレート式熱交換素子は顕熱は回収するものの、潜熱としては回収率が低いものであり、空気中の水分は捕集され難いものであった。【解決手段】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有するための少なくとも吸放湿剤を含む間隔板を交互に積層した熱交換気素子と、前記熱交換気素子を回転させる回転手段と、前記熱交換換気素子の交差する二つの流路に室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送るための送風手段と、前記熱交換換気素子へ送る空気を加熱するための加熱手段を備えた熱交換換気装置とするものである。【選択図】  図１
2005024156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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有するための少なくとも吸放湿剤を含む間隔板とを交互に交差して積層した熱交換気素子と、前記熱交換気素子を回転させる回転手段と、前記熱交換換気素子の交差する二つの流路に室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送るための送風手段と、前記熱交換換気素子へ送る空気を加熱するための加熱手段を備えたことを特徴とする熱交換換気装置。
【請求項２】
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有するための少なくとも吸放湿剤を含む間隔板とを交互に交差して積層した熱交換気素子と、前記熱交換気素子を回転させる回転手段と、前記熱交換換気素子の交差する二つの流路に空気を送るための送風手段と、前記熱交換換気素子へ送る空気を加熱するための加熱手段を備えた熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２を繰り返し行うことを特徴とする熱交換換気装置の制御方法。
【請求項３】
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有するための少なくとも吸放湿剤を含む間隔板とを交互に交差して積層した熱交換気素子と、前記熱交換気素子を回転させる回転手段と、前記熱交換換気素子の交差する二つの流路に室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送るための送風手段と、前記熱交換換気素子へ送る空気を加熱するための加熱手段を備えた熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２を行う制御信号を繰り返し発することを特徴とする熱交換換気装置の制御装置。
【請求項４】
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有するための少なくとも吸放湿剤を含む間隔板とを交互に交差して積層した熱交換気素子と、前記熱交換気素子を回転させる回転手段と、前記熱交換換気素子の交差する二つの流路に空気を送るための送風手段と、前記熱交換換気素子へ送る空気を加熱するための加熱手段を備えた熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２、さらに前記熱交換気素子を１８０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作３を動作１、動作２、動作３の順に繰り返し行うことを特徴とする熱交換換気装置の制御方法。
【請求項５】
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有するための少なくとも吸放湿剤を含む間隔板とを交互に交差して積層した熱交換気素子と、前記熱交換気素子を回転させる回転手段と、前記熱交換換気素子の交差する二つの流路に空気を送るための送風手段と、前記熱交換換気素子へ送る空気を加熱するための加熱手段を備えた熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２、さらに前記熱交換気素子を１８０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作３を動作１、動作２、動作３の順に行う制御信号を繰り返し発することを特徴とする熱交換換気装置の制御装置。
【請求項６】
前記熱交換気素子が円筒形状で、前記加熱手段が前記熱交換気素子の外周に沿った弧形状であ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７】
吸放湿剤がゼオライト、シリカゲル、イオン交換樹脂であることを特徴とする請求項１記載の熱交換換気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内からの湿分放出防止と室外からの湿分室内導入を防止する熱交換換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、流路切り替え手段を用いて、プレート式全熱交換換気素子により室内空気と室外空気の全熱交換換気、室内の加湿、除湿を行うものであった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２６３０７４６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では数ヶ所に流路切り替え手段を設ける必要であった。またプレート式全熱交換素子は透湿性、伝熱性の高い伝熱板と流路を形成するための剛性の高い間隔板から構成され吸放湿性の高い材料は使用されていなかった。またプレート式熱交換素子は顕熱は回収するものの、潜熱としては回収率が低いものであり、空気中の水分は捕集され難いものであった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、請求項１記載の熱交換換気装置は、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有するための少なくとも吸放湿剤を含む間隔板とを交互に交差して積層した熱交換気素子と、前記熱交換気素子を回転させる回転手段と、前記熱交換換気素子の交差する二つの流路に室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送るための送風手段と、前記熱交換換気素子へ送る空気を加熱するための加熱手段を備えたものである。
【０００６】
また、請求項２記載の熱交換換気装置の制御方法は、前記熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２を繰り返し行うものである。
【０００７】
また、請求項３記載の熱交換換気装置の制御装置は、前記熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２を行う制御信号を繰り返し発するものである。
【０００８】
また、請求項４記載の熱交換換気装置の制御方法は、前記熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２、さらに前記熱交換気素子を１８０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作３を動作１、動作２、動作３の順に繰り返し行うものである。
【０００９】
また、請求項５記載の熱交換換気装置の制御装置は、前記熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２、さらに前記熱交換気素子を１８０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作３を動作１、動作２、動作３の順に行う制御信号を繰り返し発するものである。
【００１０】
また、請求項６記載の熱交換換気装置は、前記熱交換気素子を円筒形状とし、前記加熱手段が前記熱交換気素子の外周に沿った弧形状とするものである。
【００１１】
また、請求項７記載の熱交換換気装置は、前記熱交換換気装置において吸放湿剤を熱による再生が可能なゼオライト、シリカゲル、イオン交換樹脂とするものである。
【００１２】
【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。１はケーシング、２および３は仕切り板、４は熱交換素子で４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの面に開口しており、４ａと４ｃ、４ｂと４ｄが同一経路である。５、６は加熱手段でニクロムヒータ、セラミックヒータ等である。７と８は送風機で、室外側に開放となっている。９、１０は開口部で室内側へ連結されている。
【００１３】
図２に本発明に用いる４の熱交換素子の斜視図を示す。４ａ側と４ｃ側、４ｂ側と４ｄ側はつながり経路を構成している、各経路を通過する空気は交差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２０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複数の間隔板２１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２１にはセルロースを含むシートに予め吸放湿剤を含有させたもの、セルロースを含むシートに吸放湿剤を塗布したもので、前記吸放湿剤には例えば、シリカゲルやゼオライト、イオン交換樹を用いることができる。とくに、シリカゲル、ゼオライ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。
【００１４】
操作について説明する。まず、室内の水分の放出を防ぐ換気を行う場合には、制御１Ａとして送風機７、８を動作させ、４ａから４ｃに、４ｂから４ｄに風を流す。加熱手段５、６は動作させない。このとき熱交換が伝熱板２０を通して行われると同時に、間隔板２１に水分が吸着する。次に制御２Ａとして送風機７を停止、送風機８のみを動作させたままにする。また熱交換素子４を装置上からみて右周りに９０度回転、さらに加熱手段５も動作させ通過空気の加熱を行い、間隔板２１に吸着した水分を脱離させ、加湿空気を室内へ送りこむ。ほぼ湿分が脱離したら、再度前記制御１で動作させるというように、制御１Ａと制御２Ａを繰り返し行う。
【００１５】
次に、室内への湿分導入を防止した換気を行う場合について説明する。制御１Ｂとして送風機７、８を動作させ、４ａから４ｃに、４ｂから４ｄに風を流す。加熱手段５、６は動作させない。このとき熱交換が伝熱板２０を通して行われると同時に、間隔板２１に水分が吸着する。次に制御２Ｂとして送風機８を停止、送風機７のみを動作させ、４ｃから４ａに風が流れるようにする。また熱交換素子４を装置上からみて右周りに９０度回転さらに加熱手段６も動作させ通過空気の加熱を行い、間隔板２１に吸着した水分を脱離させ、室外へ湿分を放出し、吸放湿剤を再生する。ほぼ湿分が脱離したら、前記制御１で動作させるというように、制御１Ｂと制御２Ｂを繰り返し行う。
【００１６】
さらに十分に吸放湿剤を再生する方法について説明する。室内の水分の放出を防ぐ換気を行う場合には、制御１Ａとして送風機７、８を動作させ、４ａから４ｃに、４ｂから４ｄに風を流す。加熱手段５、６は動作させない。このとき熱交換が伝熱板２０を通して行われると同時に、間隔板２１に水分が吸着する。次に制御２Ａとして送風機７を停止、送風機８のみを動作させたままにする。また熱交換素子４を装置上からみて右周りに９０度回転、さらに加熱手段５も動作させ通過空気の加熱を行い、間隔板２１に吸着した水分を一定時間脱離させ、加湿空気を室内へ送りこむ。次に制御３Ａとして熱交換素子４を装置上からみてさらに１８０度回転し、ほぼ湿分が脱離したら、再度前記制御１で動作させるというように、制御１Ａと制御２Ａ、制御３Ａを繰り返し行う。室内への湿分導入を防止した換気を行う場合については、制御１Ｂとして送風機７、８を動作させ、４ａから４ｃに、４ｂから４ｄに風を流す。加熱手段５、６は動作させない。このとき熱交換が伝熱板２０を通して行われると同時に、間隔板２１に水分が吸着する。次に制御２Ｂとして送風機８を停止、送風機７のみを動作させ、４ｃから４ａに風が流れるようにする。また熱交換素子４を装置上からみて右周りに９０度回転さらに加熱手段６も動作させ通過空気の加熱を行い、間隔板２１に吸着した水分を脱離させ、室外へ湿分を放出し、吸放湿剤を一定時間再生する。次に制御３Ｂとして熱交換素子４を装置上からみてさらに１８０度回転し、ほぼ湿分が脱離したら、再度前記制御１で動作させるというように、制御１Ｂと制御２Ｂ、制御３Ｂを繰り返し行う。
【００１７】
図３は本発明による空調装置の一実施例を示す構成図である。４は熱交換素子で円筒型で、立方体の熱交換素子を切断して用意に作成することが可能である。さらに５、６の加熱手段は円筒の外周に沿うように設置している。円弧状の加熱手段とすることで立方体の素子を設置した場合に比べ、前記熱交換素子と前記加熱手段の距離を近くすることができる。
【００１８】
【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。熱交換素子は一辺２０ｃｍ、ピッチ５ｍｍ、山高さ５ｍｍのものを用い、間隔板にシリカゲルを塗布したものを用いた。加熱手段にはニクロムヒータを用い入力は３００Ｗとした。送風機７および送風機８の風量が０．６ｍ３となるように運転した。
【００１９】
前記制御１Ａおよび制御２Ａの運転を１０分間隔で繰り返し行い、１時間経過時の室内中央の温度、湿度を測定した。比較例１として制御１Ａの運転のみを同様の換気時間となるように３０分連続して行った。
【００２０】
室内中央の温度、湿度を測定したところ、実施例１では２３．０℃、３７．１％ＲＨ、比較例１では２３℃、２８．７％であり、室内湿度に明らかな差があった。
なお制御１の熱交換運転時の全熱交換効率は３５〜４０％あり、十分に全熱交換されていた。
【００２１】
次に制御１Ａを１０分および制御２Ａを５分、制御３Ａを５分で繰り返し行い、１時間経過時の室内中央の温度、湿度を測定した。室内中央の温度、湿度を測定したところ、２３．０℃、３９．５％ＲＨとなり、より室内湿度が高くなっていた。
【００２２】
（実施例２）
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２８℃６０％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。熱交換素子は一辺２０ｃｍ、ピッチ５ｍｍ、山高さ５ｍｍのものを用い、間隔板にシリカゲルを塗布したものを用いた。加熱手段にはニクロムヒータを用いた。入力は３００Ｗとした。送風機７および送風機８の風量が０．６ｍ３となるように運転した。
【００２３】
また前記制御１Ｂおよび制御２Ｂの運転を１０分間隔で繰り返し行い、１時間経過時の室内中央の温度、湿度を測定した。比較例２として制御１Ｂの運転のみを同様の換気時間となるように３０分連続して行った。
【００２４】
室内中央の温度、湿度を測定したところ、実施例２では２３．１℃、５９％ＲＨ、比較例２では２３．１℃、７２％であり、室内湿度に明らかな差があった。なお制御１の熱交換運転時の全熱交換効率は３５〜４０％あり、十分に全熱交換されていた。
【００２５】
次に制御１Ｂを１０分および制御２Ｂを５分、制御３Ｂを５分で繰り返し行い、１時間経過時の室内中央の温度、湿度を測定した。室内中央の温度、湿度を測定したところ、２３．０℃、５２％ＲＨとなり、より室内湿度が低くなっていた。
【００２６】
【発明の効果】
上記実施例からも明らかなように、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有するための少なくとも吸放湿剤を含む間隔板を交互に積層した熱交換気素子と、前記熱交換気素子を回転させる回転手段と、前記熱交換換気素子の交差する二つの流路に室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送るための送風手段と、前記熱交換換気素子へ送る空気を加熱するための加熱手段を備えた熱交換換気装置とするもので、前記熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２を繰り返し行う制御方法を行い、またその制御信号を発信する制御装置を用いるもので、この構成によれば複数の経路切り替え手段を用いることなく、回転手段のみの簡単な構成とすることができ、明らかに熱交換換気時に室内からの湿分放出量を低減し、湿度の低下を防ぐことができる、また熱交換換気時の室外からの湿分室内導入量を低減し、湿度の上昇を防ぐことができるという効果を奏する。
【００２７】
また、前記熱交換換気装置において、前記熱交換気素子の二つの交差する流路に一定時間同時に、室内から室外へ、および室外から室内へ空気を送る動作１と、前記熱交換気素子を９０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作２、さらに前記熱交換気素子を１８０度回転させ、前記加熱手段により加熱させた室内空気または室外空気を前記熱交換気素子の流路に一定時間送る動作３を動作１、動作２、動作３の順に繰り返し行う制御方法およびその制御を行う制御装置を用いるもので、この構成によれば複数の経路切り替え手段を用いることなく、回転手段のみの簡単な構成で、明らかに熱交換換気時に室内からの湿分放出量を低減し、湿度の低下を防ぐことができる、また熱交換換気時の室外からの湿分室内導入量を低減し、湿度の上昇を防ぐことができ、かつ吸放湿剤を効率良く利用することができる。
【００２８】
また、前記熱交換気素子を円筒形状とし、前記加熱手段が前記熱交換気素子の外周に沿った弧形状となるようにするもので、この構成によれば明らかに前記加熱手段により発生させた熱を効率良く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空調装置の一実施例を示す構成図
【図２】本発明に用いる熱交換素子の斜視図
【図３】本発明による空調装置の一実施例を示す構成図
【符号の説明】
１  ケーシング
２、３  仕切り板
４  熱交換素子
５、６  加熱手段
７、８  送風機
９、１０  開口部
２０  伝熱板
２１  間隔板
【図１】
2005024156.tif 000003
【図２】
2005024156.tif 000004
【図３】
2005024156.tif 000005