(57)【要約】【課題】簡単な構成で複雑な制御も必要とせず除湿効果を高める除湿装置を提供することを目的とする。【解決手段】室内側空気と室外側空気を各々循環させて熱交換させる熱交換素子２を備えて室内側空気を除湿する除湿装置１であって、熱交換素子２に室内側空気を送る室内側送風機９を室内側風路５内の熱交換素子２の上流側に設け、熱交換素子２に室外側空気を送る室外側送風機１０を室外側風路８内の前記熱交換素子２の下流側に設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2012030192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内側空気と室外側空気を各々循環させて熱交換させる熱交換素子を備えて室内側空気を除湿する除湿装置であって、
前記熱交換素子に室内側空気を送る室内側送風機を室内側空気通路内の前記熱交換素子の上流側に設け、
前記熱交換素子に室外側空気を送る室外側送風機を室外側空気通路内の前記熱交換素子の下流側に設けたことを特徴とする除湿装置。
【請求項２】
熱交換素子は、
複数の伝熱板を積層したことを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
【請求項３】
伝熱板は、
水蒸気のみを選択的に透過する透湿膜を有する透湿層と、空隙を有する断熱層を備え、
前記断熱層の厚みは、前記透湿層の厚みより厚いことを特徴とする請求項２記載の除湿装置。
【請求項４】
伝熱板は、
断熱層が少なくとも室外空気側に配置される構成としたことを特徴とする請求項３記載の除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換素子を用いた除湿装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、湿度も交換する全熱交換素子を用いた除湿において、除湿効果を高める熱交換装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この装置について図３を用いて説明する。
【０００４】
図３に示す熱交換装置１０００は、四個の流体口ａ、ｂ、ｃ、ｄにそれぞれ対応する四個の二方向流体ポンプ１１１、１１２、１１３、１１４を設置して二方向流体ポンピング装置１２３を構成することにより、気相または液相の流体をポンピングする。
【０００５】
また、四個の二方向流体ポンプ１１１、１１２、１１３、１１４を制御することによって、二方向流体ポンピング装置１２３のポンピング方向を周期的に変更する方向変更制御装置２５０を設ける。
【０００６】
二方向流体ポンプ１１１、１１２、１１３、１１４は、二方向流体ポンプ１１１、１１３を一セットとして、及び二方向流体ポンプ１１２、１１４を別の一セットとして、負圧または正圧により流体をポンピングする。
【０００７】
その駆動電源３００は、個別に電力モータを設置するか、或いはセットごとに電力モータを共用することができる。
【０００８】
二方向流体ポンピング装置１２３は、四個の二方向流体ポンプ１１１、１１２、１１３、１１４から構成され、方向変更制御装置２５０に制御されて、ツーウェイ流体の流向を周期的に正逆方向に変更するようにポンピングする。
【０００９】
圧送する流体の温度変化、または気相または液相の流体成分変化を直接或いは間接に測定できる位置に、少なくとも一個の温度測定装置１１或いは少なくとも一個の湿度測定装置２１或いは少なくとも一個の気相または液相の流体成分測定装置３１のいずれか一種またはいずれか二種または全三種を設置し、その測定信号を参照して流体の流向の周期変更時期を制御する。
【００１０】
温度測定装置１１と湿度測定装置２１と気相または液相の流体成分測定装置３１は一体構造で、または分離して別々に設置することができる。
【００１１】
上記構成で、周期的に正逆方向へ圧送する二流路を持つことによって、熱交換体に浸透式や吸着式等の吸湿材料を挟込むか塗布し、或いは熱交換体自体が吸湿機能を兼ね備え、或いは流体通路を吸湿装置の全熱交換装置と直列に接続する場合、流体流量或いは流向またはその両方を周期的に変更させるように制御し、そして熱交換装置の内部を互いに反対方向に通過する流体の、熱交換体の両端及び／或いは熱交換装置の両側の湿度飽和度の差を変更さることによって、除湿効果を高めるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１０−２５５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このような従来の除湿装置においては、方向変更制御装置等を設けて制御する必要があり、構成と制御が複雑になるという課題を有していた。
【００１４】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、簡単な構成で複雑な制御も必要とせず除湿効果を高める除湿装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そして、この目的を達成するために、本発明は、室内側空気と室外側空気を各々循環させて熱交換させる熱交換素子を備えて室内側空気を除湿する除湿装置であって、前記熱交換素子に室内側空気を送る室内側送風機を室内側空気通路内の前記熱交換素子の上流側に設け、前記熱交換素子に室外側空気を送る室外側送風機を室外側空気通路内の前記熱交換素子の下流側に設けたことを特徴とする除湿装置であり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱交換素子に室内側空気を送る室内側送風機を室内側空気通路内の前記熱交換素子の上流側に設け、熱交換素子に室外側空気を送る室外側送風機を室外側空気通路内の熱交換素子の下流側に設けたことにより、熱交換素子内の室内側空気通路を正圧に、熱交換素子内の室外側空気通路を負圧にすることができるため、室内側空気から室外側空気への湿分の移動を促進することが可能となり、除湿効果を高めることができる。
【００１７】
すなわち、室内側送風機の押し込みにより熱交換素子内の室内側空気の圧力が高められ、一方室外側送風機の引っ張りにより熱交換素子内の室外側空気の圧力は低下するため、熱交換素子内の室内側空気通路の圧力が熱交換素子内の室外側空気通路の圧力より高くなり、室内側空気通路から室外側空気通路への水蒸気の移動を促進し、熱交換素子による除湿効果を高めることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１の除湿装置の概略構成図、（ｂ）同伝熱板の水蒸気移動方向を示すイメージ図
【図２】同熱交換素子の概略構成図
【図３】（ａ）同伝熱板の概略構成図、（ｂ）同他の伝熱板の概略構成図
【図４】従来の除湿装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１（ａ）に示すように、除湿装置１は、熱交換素子２を内蔵し、室内流入口３から熱交換素子２を経て室内吐出口４までの室内側空気通路である室内側風路５と、室外流入口６から熱交換素子２を経て室外吐出口７までの室外側空気通路である室外側風路８と、室内流入口３と熱交換素子２の間に設けた室内側送風機９と、熱交換素子２と室外吐出口７の間に設けた室外側送風機１０とで構成され、室内と室外を仕切る壁面１６に設置されている。
【００２１】
また、図２に示すように、熱交換素子２は、水蒸気のみを選択的に透過する透湿膜を有する透湿層と、空隙を有する断熱層を備える伝熱板１２を、間隔板１３により各伝熱板１２どうしの間隔を設けて積層され構成されている。
【００２２】
そして隣合う伝熱板１２の間隔は、実線の矢印で示す室内側空気を通過させる室内側風路５と、破線の矢印で示す室外側空気を通過させる室外側風路８が交互になるよう風路構成されている。
【００２３】
ここで、室内側風路５を通過する室内側空気は室内を循環させ、室外側風路８を通過する室外側空気も室外で循環させており、室内と室外の空気交換、いわゆる換気は行われていない。
【００２４】
さらに、図３に示すように、伝熱板１２は、湿分を通過させる透湿層１４と顕熱を通過させにくい断熱層１５の複層構造で、図３（ａ）は室外空気側に断熱層１５を設け、図３（ｂ）は透湿層１４の両側に断熱層１５を設けた例である。
【００２５】
伝熱板１２の透湿層１４は、厚さが０．２〜０．１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．０１ｍｍの伝熱性と透湿性を有する非水溶性の透湿膜で構成される。透湿膜としては、ポリプロピレン（以下、ＰＰと記載）、ポリエチレン（以下、ＰＥと記載）、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記載）、ポリテトラフルオロエチレン、別名テフロン（登録商標）（以下、ＰＴＦＥと記載）、エーテル系ポリウレタンなどを素材とし、非水溶性に処理したエーテル系のポリウレタン系樹脂、エーテル系のポリエステル系樹脂などを素材とし、非水溶性に処理した無孔質樹脂シートである。図２に示した伝熱板１２の透湿層１４は、エーテル系のポリエステル系樹脂を素材とした厚さ０．０５ｍｍの非水溶性に処理した無孔質樹脂シートの透湿膜で構成される。
【００２６】
また、伝熱板１２の透湿層１４は前記透湿膜の別の形態として、非水溶性の多孔質樹脂膜の片面に、気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿膜を重合した２層構造の透湿膜で構成してもよい。多孔質樹脂膜としては、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＴＦＥなどを素材とした多孔質樹脂シートである。特に多孔質樹脂膜として、孔径が小さく、非常に空隙率を大きくでき、膜厚を薄くできるＰＴＦＥが好ましい。気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿膜としては、エーテル系のポリウレタン系樹脂、エーテル系のポリエステル系樹脂などを素材とする。
【００２７】
図３に示した伝熱板１２の透湿層１４は、ＰＴＦＥを素材とした厚さ０．０２ｍｍの多孔質樹脂膜の片面に、エーテル系のポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂を厚さ０．０１ｍｍに薄く形成した親水性透湿膜を重合した２層構造の透湿膜である。この明細書における重合とは、膜と膜をつなぎ合わせること、すなわち多孔質樹脂膜と親水性透湿膜をヒートシールやラミネートなどの加工による構造的な密着状態のことである。
【００２８】
伝熱板１２の断熱層１５は、空隙を有する非水溶性の多孔質樹脂基材で構成される。多孔質樹脂基材としては、ＰＥＴなどのポリエステル系樹脂、ＰＰ、ＰＥなどのポリオレフィン系樹脂などを素材とした熱可塑性樹脂の不織布を用いる。不織布は、坪量が３０ｇ／ｍ２以上で、厚みが０．１５ｍｍ以上であり、多孔質により空隙を有するため、空気による断熱効果を創出する。
【００２９】
さらに不織布を構成する繊維として中空糸構造を用いると、空気による断熱効果を増加させることができ、例えばＰＥＴを素材とした中空糸構造の繊維の不織布で、坪量４０ｇ／ｍ２、厚さ０．２ｍｍの多孔質樹脂基材を用いることができる。
【００３０】
図３（ａ）に示した伝熱板１２は、多孔質樹脂膜と親水性透湿膜を重合した２層構造の透湿膜の片面に、断熱層１５をヒートシールやラミネートなどの加工により重合したものである。伝熱板１２は、断熱層１５の厚みが０．２ｍｍであり、透湿層１４の厚みが０．０１ｍｍの２層構造の透湿膜であり、伝熱板１２の厚みは０．２１ｍｍとなるが、断熱層１５の厚みは透湿層１４より厚い構成である。
【００３１】
図３（ｂ）に示した伝熱板１２は、図３（ａ）の伝熱板１２の透湿層１４面に断熱層１５を接着剤で点接着したドットラミー加工により貼り合わせたものである。伝熱板１２は、断熱層１５の厚みが０．２ｍｍであり、透湿層１４の厚みが０．０１ｍｍの２層構造の透湿膜であり、伝熱板１２の厚みは０．４１ｍｍとなるが、断熱層１５の厚みは透湿層１４より厚い構成である。
【００３２】
上記構成において、室内の温度と湿度が高く、室外の温度と湿度が低い暖房時において、図１に示した除湿装置１を運転すると、室内側送風機９により室内流入口３から熱交換素子２を経て室内吐出口４までの室内側空気通路である室内側風路５を形成し、室外側送風機１０により室外流入口６から熱交換素子２を経て室外吐出口７までの室外側空気通路である室外側風路８を形成する。
【００３３】
そして図２に示す熱交換素子２内で、室内側空気と室外側空気の熱交換が行われる。
【００３４】
すなわち図１（ｂ）に示すように、室内側風路５内の室内側空気から室外側風路８内の室外側空気へ水蒸気は移動する。
【００３５】
このとき、室内側送風機９は室内側風路５内で熱交換素子２の上流側に設けているので、室内側送風機９により昇圧された空気が熱交換素子２内へ送り込まれ、熱交換素子２内の室内側風路５は正圧に、室外側送風機１０は室外側風路８内で熱交換素子２の下流側に設けているので、室外側送風機１０により熱交換素子２内の室外側風路８内の室外側空気は吸引され、熱交換素子２内の室外側風路８は負圧になる。
【００３６】
つまり図１（ｂ）に示す室内側風路５が室外側風路８より気圧が高くなり、室内側風路５から室外側風路８への水蒸気の移動を促進する。
【００３７】
次に伝熱板１２を説明する。
【００３８】
図２に示す熱交換素子２を形成している伝熱板１２は、図３に示すように、水蒸気のみを選択的に透過させる透湿層１４と顕熱を通過させにくい断熱層１５の複層構造で構成されているため、室内と室外の絶対湿度差により室内の湿度は室外に透過して室内は除湿される。また、除湿の際に室内側空気と室外側空気との間で伝熱板１２を介して起こる顕熱交換は、断熱層１５が顕熱を通過させにくい構成のため、室内の温度は室外の低温によって低下することを抑制することができ、室内の暖房負荷の増加を抑制することができる。
図３（ａ）の伝熱板１２において室内から室外への湿度の移動は、室内側の湿度は透湿層１４の透湿膜により水蒸気のみが選択的に透過し、断熱層１５では空隙の不織布の間の空気を通過して室外側の空気に湿度が移動していくことにより、室内は除湿される。
【００３９】
また、室内と室外の温度（顕熱）交換においては、室外側に設けた断熱層１５で空気を含む不織布の厚みによる温度勾配により伝熱を抑制することができる。さらに、不織布を構成する繊維として中空糸構造を用いた場合、不織布の繊維が中空糸構造であるため、中空糸の中の空気が断熱効果を高めるので、室内の温度は室外の低温によって低下することを抑制することができる。
【００４０】
図２（ａ）の伝熱板１２は室外空気側に断熱層１５を設けた構成であり、例えば幹線道路の近傍の住宅では、室外の空気は室内の空気より汚れているため、断熱層１５は空隙を有する不織布で構成することにより、少なくとも室外側の断熱層１５はフィルターのように汚れる可能性はあるが、透湿機能を有する透湿層１４は室外空気の汚れが付着することがなく、透湿性能を長期に保持することができる。
【００４１】
図２（ｂ）の伝熱板１２は、図２（ａ）の伝熱板１２に室内側にも断熱層１５を設けた構成であり、図２（ｂ）の伝熱板１２において、特に室内と室外の温度（顕熱）交換では、室内側に設けた断熱層１５により一層の断熱効果が得られ、室内の温度は室外の低温によって低下することを一層抑制することができる。さらに伝熱性を有する透湿層１４を断熱層１５で挟み込む構成とすることにより、透湿層１４を直接室内側空気に触れさせず、断熱効果を高めることができる。
【００４２】
伝熱板１２の透湿層１４は骨組みを非水溶性の多孔質樹脂膜が担い、この骨組みに気体遮蔽性と透湿性を有する非水溶性の親水性透湿膜を重合したことにより親水性透湿膜を薄くすることができ、気体移行が少なく水蒸気のみを選択的に、且つ透過抵抗を小さくすることができるので、気流の漏れを防止することができると伴に、水蒸気透過を向上することができる。
【００４３】
また多孔質樹脂膜は細孔を多数有するため、親水性透湿膜が細孔に入り込むように重合することができるので、２層構造の透湿膜はアンカー効果により重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで透湿膜の基本性能を長期に保持することができる。
【００４４】
またＰＴＦＥは多孔質樹脂膜の孔径を小さく、多数にすることができるため空隙率を大きくすることができるので、多孔質樹脂膜と重合した親水性透湿膜の有効透湿面積は広くなり水蒸気透過を向上することができる。
【００４５】
また図２の透湿層１４は多孔質樹脂膜と親水性透湿膜を重合した２層構造の透湿膜であり、図２（ａ）の伝熱板１２では、多孔質樹脂膜の片面に親水性透湿膜を重合した他面に、断熱層１５をヒートシール加工で重合することができる。すなわち、多孔質樹脂膜の細孔に断熱層１５の不織布が入り込むように重合することができるので、アンカー効果により重合強度を向上することができる。
【００４６】
また図２（ｂ）の伝熱板１２は、前記図２（ａ）の伝熱板１２の親水性透湿膜面と断熱層１５とを、接着剤で点接着したドットラミー加工により貼り合わせたものであり、親水性透湿膜は透湿性能を高めるため、薄く凹凸が少なく形成しているので、接着剤を用いた点接着により確実な接着強度と透湿面の減少を抑制することができる。
【００４７】
以上のように、熱交換素子２に室内側空気を送る室内側送風機９を室内側風路５内の熱交換素子２の上流側に設け、熱交換素子２に室外側空気を送る室外側送風機１０を室外側風路８内の熱交換素子２の下流側に設けたことにより、熱交換素子２内の室内側風路を正圧に、熱交換素子２内の室外側風路８を負圧にすることができるため、室内側空気から室外側空気への湿分の移動を促進することが可能となり、除湿効果を高めることができる。
【００４８】
すなわち、室内側送風機９の押し込みにより熱交換素子２内の室内側空気の圧力が高められ、一方、室外側送風機１０の引っ張りにより熱交換素子２内の室外側空気の圧力は低下するため、熱交換素子２内の室内側風路５の圧力が熱交換素子２内の室外側風路８の圧力より高くなり、室内側風路５から室外側風路８への水蒸気の移動を促進し、熱交換素子２による除湿効果を高めることができるという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明にかかる除湿装置は、熱交換素子に室内側空気を送る室内側送風機を室内側空気通路内の前記熱交換素子の上流側に設け、熱交換素子に室外側空気を送る室外側送風機を室外側空気通路内の熱交換素子の下流側に設けたことにより、熱交換素子内の室内側空気通路を正圧に、熱交換素子内の室外側空気通路を負圧にすることができるため、室内側空気から室外側空気への湿分の移動を促進することが可能となり、除湿効果を高めることができるものであるので、熱交換素子を用いた室内の除湿装置として有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１    除湿装置
２    熱交換素子
３    室内流入口
４    室内吐出口
５    室内側風路
６    室外流入口
７    室外吐出口
８    室外側風路
９    室内側送風機
１０  室外側送風機
１２  伝熱板
１３  間隔板
１４  透湿層
１５  断熱層
１６  壁面
【図１】
2012030192.tif 000003
【図２】
2012030192.tif 000004
【図３】
2012030192.tif 000005
【図４】
2012030192.tif 000006