CN110709643A - 换气系统 - Google Patents

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Abstract

换气系统包括室内空气通路(P1)、至少一个渗透膜单元(30)和供气通路(P3),所述室内空气通路(P1)具有流入端及流出端,所述流入端及所述流出端分别与成为换气对象的室内空间(R)连通,所述渗透膜单元(30)具有渗透膜(35),所述渗透膜(35)供包含室内空气中的二氧化碳及挥发性有机化合物中的至少一者的对象气体透过,并将已透过的对象气体朝室外空气释放,所述室内空气在所述室内空气通路(P1)中流动,所述供气通路(P3)具有与室外空间(O)连通的流入端、和与所述室内空气通路(P1)中的所述渗透膜(35)的下游侧连接的流出端。

Description

换气系统
技术领域
本发明涉及一种换气系统。
背景技术
迄今为止,进行室内换气的换气系统已为人所知。作为这种换气系统,在专利文献1中公开了一种边使室内空气循环边去除二氧化碳的换气系统。
如同一文献的图2所示,换气系统包括室内空气通路,所述室内空气通路取入成为换气对象的室内空间中的室内空气,并且使该室内空气再次朝室内空间循环。在室内空气通路中设置有二氧化碳去除装置。二氧化碳去除装置具有用于吸收或吸附对象气体的药剂(例如,液体胺类、固体胺类或者活性碳等)。当室内空气通过二氧化碳去除装置时,室内空气中的二氧化碳被药剂吸收或吸附,从而室内空气中的二氧化碳会被去除。这样一来,能够降低室内空间的室内空气中的二氧化碳浓度,进而能够减少室内空间的换气量。
专利文献1:日本公开专利公报特开2006-275487号公报
发明内容
-发明所要解决的技术问题-
在专利文献1的换气系统中,为了去除对象气体而使用了药剂。因此,若要利用该药剂连续去除室内空气中的二氧化碳,则药剂的吸收能力或吸附能力就会马上下降。其结果是,需要更换药剂或者恢复药剂的能力,这将会增加运行成本和初期成本。
本发明正是为了解决上述问题而完成的,其目的在于:提供一种既能够实现低成本化,又能够长期去除室内空气中的对象气体的换气系统。
-用以解决技术问题的技术方案-
第一方面涉及一种换气系统,其特征在于:该换气系统包括室内空气通路P1、至少一个渗透膜单元30和供气通路P3,所述室内空气通路P1具有流入端及流出端,所述流入端及所述流出端分别与成为换气对象的室内空间R连通,所述渗透膜单元30具有渗透膜35,所述渗透膜35供对象气体透过,并将已透过的对象气体朝室外空气释放,其中,所述对象气体包含室内空气中的二氧化碳和挥发性有机化合物中的至少一者,所述室内空气在所述室内空气通路P1中流动,所述供气通路P3具有与所述室外空间O连通的流入端、和与所述室内空气通路P1中的所述渗透膜35的下游侧连接的流出端。
在第一方面中,成为换气对象的室内空间R中的室内空气由室内空气用风扇21取入室内空气通路P1。在渗透膜单元30中,对象气体(二氧化碳、挥发性有机化合物等)在室内空气与室外空气之间进行移动,所述室内空气在室内空气通路P1中流动。具体而言,室内空间R中的室内空气的对象气体的浓度大于室外空间O中的室外空气的对象气体的浓度。这是因为受存在于室内空间R中的人、其它物体的影响,而使得室内空气中的二氧化碳、挥发性有机化合物的浓度变大之故。因此,在渗透膜单元30中,借助室内空气中的对象气体的分压和室外空气中的对象气体的分压之差(分压差),而使得对象气体有选择地透过渗透膜35。即,室内空气通路P1的室内空气中的对象气体在透过渗透膜35之后被朝着室外空气释放。
这样一来,在室内空气通路P1中流动的室内空气的对象气体得以减少。对象气体的浓度得到降低之后的室内空气被从室内空气通路P1再次供向室内空间R。经由此,能够降低室内空间R的室内空气中的对象气体的浓度,进而能够减少室内空间R的换气量。因此,能够抑制室内空间R的空调负荷随换气而增大,从而能够谋求提高节能性。
渗透膜单元30由于利用了室内空气与室外空气之间的对象气体的分压差,因而不会像专利文献1所公开的二氧化碳装置那样出现随着连续使用而导致药剂的吸附能力、吸收能力下降的现象。因此,在本发明中,能够在不导致运行成本、初期成本增加的情况下,连续去除室内空气中的对象气体。
对象气体的浓度较高的室内空气被连续供向渗透膜单元30。因此,能够可靠地确保室内空气与室外空气之间的对象气体的分压差。其结果是,能够提高渗透膜35分离对象气体的分离效率。
另外,由于渗透膜35与吸收剂、吸附剂相比相对较轻,因此渗透膜单元30的布局自由度亦较高。
在第一方面中,能够将已取入到供气通路P3中的室外空气经由室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧流路供向室内空间R。即,室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧流路兼作下述流路使用,即:用于将通过渗透膜35降低了对象气体的浓度的室内空气送往室内空间R的流路、以及用于将从室外空间O取入的室外空气送往室内空间R的流路。这样一来,能够谋求简化用于形成流路的管道等,从而能够谋求换气系统的低成本化。
第二方面是在第一方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括室外空气通路P2,所述室外空气通路P2具有流入端及流出端,所述流入端及所述流出端分别与室外空间O连通,所述渗透膜35被设置成将所述室内空气通路P1及所述室外空气通路P2分隔开。
在第二方面中,室外空间O中的室外空气被取入室外空气通路P2中。在渗透膜单元30中,借助在室内空气通路P1中流动的室内空气的对象气体的分压和在室外空气通路P2中流动的室外空气的对象气体的分压之差,而使得对象气体有选择地透过渗透膜35。即,在室内空气通路P1中流动的室内空气中的对象气体在透过渗透膜35之后,被朝着在室外空气通路P2中流动的室外空气释放。在室内空气通路P1中对象气体的浓度降低了的室内空气被从室内空气通路P1再次供向室内空间R。在室外空气通路P2中对象气体的浓度增大了的室外空气被排向室外空间O。
如上所述,对象气体的浓度较高的室内空气和对象气体的浓度较低的室内空气被连续供向渗透膜单元30。因此,能够可靠地确保室内空气与室外空气之间的对象气体的分压差。其结果是,能够提高渗透膜35分离对象气体的分离效率。
第三方面是在第二方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括排气通路P4,所述排气通路P4具有与所述室内空间R连通的流入端、和与所述室外空气通路P2中的所述渗透膜35的下游侧连接的流出端。
在第三方面中,能够使已被取入到排气通路P4中的室内空气经由室外空气通路P2中的渗透膜35的下游侧流路向室外空间O排出。即,室外空气通路P2中的渗透膜35的下游侧流路兼作下述流路使用,即:用于将含有从渗透膜35释放出的对象气体的室外空气排向室外空间O的流路、和用于将室内空间R中的室内空气排向室外空间O的流路。这样一来,能够谋求简化用于形成流路的管道等,从而能够谋求换气系统的低成本化。
第四方面涉及一种换气系统,其特征在于:所述换气系统包括室外空气通路P2、至少一个渗透膜单元30和排气通路P4,所述室外空气通路P2具有流入端及流出端,所述流入端及所述流出端分别与室外空间O连通,所述渗透膜单元30具有渗透膜35,所述渗透膜35供对象气体透过,并将已透过的对象气体朝所述室外空气通路P2中的室外空气释放,其中,所述对象气体包含成为换气对象的室内空间R的室内空气中的二氧化碳及挥发性有机化合物中的至少一者,所述排气通路P4具有与所述室内空间R连通的流入端、和与所述室外空气通路P2中的所述渗透膜35的下游侧连接的流出端。
在第四方面中,室外空间O中的室外空气被取入室外空气通路P2。在渗透膜单元30中,借助室内空间R的室内空气中的对象气体的分压和在室外空气通路P2中流动的室外空气中的对象气体的分压之差(分压差),而使得对象气体有选择地透过渗透膜35。即,室内空间R的室内空气中的对象气体在通过渗透膜35之后,被朝着在室外空气通路P2中流动的室外空气释放。
这样一来,室内空间R的室内空气中的对象气体减少,进而能够减少室内空间R的换气量。因此,能够抑制室内空间R的空调负荷随换气而增大,从而能够谋求提高节能性。
渗透膜单元30由于利用了室内空气与室外空气之间的对象气体的分压差,因而不会像专利文献1所公开的二氧化碳装置那样出现随着连续使用而导致药剂的吸附能力、吸收能力下降的现象。因此,在本发明中,能够在不导致运行成本、初期成本增加的情况下,连续去除室内空气中的对象气体。
对象气体的浓度较低的室外空气被连续供向渗透膜单元30。因此,能够可靠地确保室内空气与室外空气之间的对象气体的分压差。其结果是,能够提高渗透膜35分离对象气体的分离效率。
另外,由于渗透膜35与吸收剂、吸附剂相比相对较轻,因此渗透膜单元30的布局自由度亦较高。
在第四方面中,能够将已取入到排气通路P4中的室内空气经由室外空气通路P2中的渗透膜35的下游侧流路排向室外空间O。即,室外空气通路P2中的渗透膜35的下游侧流路兼作下述流路使用,即:用于将含有从渗透膜35释放出的对象气体的室外空气排向室外空间O的流路、和用于将室内空间R中的室内空气排向室外空间O的流路。这样一来,能够谋求简化用于形成流路的管道等,从而能够谋求换气系统的低成本化。
第五方面是在第四方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括室内空气通路P1,所述室内空气通路P1具有流入端及流出端,所述流入端及所述流出端分别与成为换气对象的室内空间R连通,所述渗透膜35被设置成将所述室内空气通路P1及所述室外空气通路P2分隔开。
在第五方面中,借助在室内空气通路P1中流动的室内空气的对象气体的分压和在室外空气通路P2中流动的室外空气的对象气体的分压之差,而使得对象气体有选择地透过渗透膜35。即,在室内空气通路P1中流动的室内空气中的对象气体在透过渗透膜35之后,被朝着在室外空气通路P2中流动的室外空气释放。在室内空气通路P1中对象气体的浓度降低了的室内空气被从室内空气通路P1再次供向室内空间R。在室外空气通路P2中对象气体的浓度增大了的室外空气被排向室外空间O。
如上所述,对象气体的浓度较高的室内空气和对象气体的浓度较低的室内空气被连续供向渗透膜单元30。因此,能够可靠地确保室内空气和室外空气之间的对象气体的分压差。其结果是,能够提高渗透膜35分离对象气体的分离效率。
第六方面是在第一到第三方面中的任一方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括室内空气用风扇21,所述室内空气用风扇21布置在所述室内空气通路P1中的比连接有所述供气通路P3的连接部靠下游侧的位置处。
在第六方面中,室内空气用风扇21兼作下述风扇使用,即:用于将已通过渗透膜35后的空气送向室内空间R的风扇、和用于将室外空间O中的室外空气送向室内空间R的风扇。这样一来,就能够谋求换气系统的低成本化。
第七方面是在第一、第二、第三和第六方面中的任一方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述室内空气通路P1包括位于连接有所述供气通路P3的连接部的上游侧的室内空气导入路径11、12、和位于连接有所述供气通路P3的连接部的下游侧的室内空气供给路径13,所述换气系统包括供气侧调节机构23,所述供气侧调节机构23对在所述室内空气导入路径11、12中流动的空气的流量和在所述供气通路P3中流动的空气的流量中的任意一者或这两者进行调节。
在第七方面中,能够利用供气侧调节机构23来调节在室内空气导入路径11、12中流动的空气的流量和在供气通路P3中流动的空气的流量中的一者或这两者。若使室内空气在室内空气导入路径11、12中流动,则通过渗透膜35的室内空气的流量增大,从而能够将室内空气中的对象气体经由渗透膜35向室外空气释放。若使室外空气在供气通路P3中流动,则供向室内的室外空气的流量增大,从而能够迅速降低室内空间R中的对象气体的浓度。
第八方面是在第七方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括浓度检测部40和控制装置50,所述浓度检测部40对室内空间R的室内空气中的对象气体的浓度进行检测,所述控制装置50根据所述浓度检测部40的检测浓度,来控制供气侧调节机构23。
在第八方面中,能够根据室内空间R中的对象气体的浓度,改变从渗透膜35向室外空气释放的对象气体的浓度,或者改变供向室内空间R的室外空气的量。
第九方面是在第三到第五方面中的任一方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括室外空气用风扇22,所述室外空气用风扇22布置在所述室外空气通路P2中的比连接有所述排气通路P4的连接部靠下游侧的位置处。
在第九方面中,室外空气用风扇22兼作下述风扇使用,即:用于将已通过渗透膜35之后的空气送往室外空间O的风扇、和用于将室内空间R中的室内空气送往室外空间O的风扇。这样一来,能够谋求换气系统的低成本化。
第十方面是在第三、第四、第五和第九方面中的任一方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述室外空气通路P2包括位于连接有所述排气通路P4的连接部的上游侧的室外空气导入路径14、16、和位于连接有所述排气通路P4的连接部的下游侧的室外空气排出路径15,所述换气系统包括排气侧调节机构24,所述排气侧调节机构24对在所述室外空气导入路径14、16中流动的空气的流量和在所述排气通路P4中流动的空气的流量中的任意一者或这两者进行调节。
在第十方面中,能够利用排气侧调节机构24来改变在室外空气导入路径14、16中流动的空气的流量和在排气通路P4中流动的空气的流量。若使室外空气在室外空气导入路径14、16中流动,则通过渗透膜35的室外空气的流量增大,从而能够将室内空气中的对象气体经由渗透膜35向室外空气释放。若使室内空气在排气通路P4中流动,则供向室外的室内空气的流量增大,从而能够迅速降低室内空间R中的对象气体的浓度。
第十一方面是在第十方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括浓度检测部40和控制装置50,所述浓度检测部40对所述室内空间R的室内空气中的对象气体的浓度进行检测,所述控制装置50根据所述浓度检测部40的检测浓度,来控制所述排气侧调节机构24。
在第十一方面中,能够根据室内空间R中的对象气体的浓度,改变从渗透膜35向室外空气释放的对象气体的浓度,或者改变排向室外空间O的室内空气的量。
第十二方面是在第一到第十一方面中的任一方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括多个所述渗透膜单元30,多个所述渗透膜单元30与成为换气对象的多个室内空间R对应着设置。
在第十二方面中,与成为换气对象的多个室内空间R相对应地设置有多个渗透膜单元30。当一个渗透膜单元30欲以多个室内空间R为对象来去除对象气体时,有可能会导致渗透膜35的分离效率下降。具体而言,例如,当在一部分室内空间R中没有人而使得二氧化碳的浓度变低时,要用渗透膜35处理的室内空气中的二氧化碳便会被稀释,二氧化碳的分压就有可能下降。此时,夹着渗透膜35的二氧化碳的分压差变小,二氧化碳的分离效率下降。
相对于此,在本方面中,由于对应多个室内空间R分别设置有渗透膜单元30,因此能够避免对象气体像上文所述的那样被稀释,从而能够确保渗透膜35的分离效率。
第十三方面是在第一到第十二方面中的任一方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括加湿器61、68、83、84,所述加湿器61、68、83、84用于将水分供给所述渗透膜35。
在第十三方面中,能够通过调节加湿器61、68、83、84的加湿能力,来调节供给渗透膜35的水量,进而能够调节渗透膜35分离对象气体的分离能力。
第十四方面是在第十三方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述加湿器61、68、83、84构成为可调节加湿能力。
在第十四方面中,能够通过调节加湿器61、68、83、84的加湿能力,来调节供给渗透膜35的水量,进而能够调节渗透膜35分离对象气体的分离能力。
第十五方面是在第十三或第十四方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述换气系统包括除湿器62、69、83、84,所述除湿器62、69、83、84对在所述渗透膜35的下游侧流动的空气进行除湿。
在第十五方面中,能够利用除湿器62、69、83、84对在渗透膜35的下游侧流动的空气进行除湿。当利用上述加湿器61、68、83、84将水分供给渗透膜35时,该水分有可能被供向室内空间R等。例如,在夏季,当上述湿度较高的空气被供向室内空间R时,室内空间R的舒适性就会受到破坏。相对于此,在本发明中,由于能够对供向室内空间R等的空气进行除湿,因此能够确保室内空间R等的舒适性。
第十六方面是在第十五方面所涉及的换气系统的基础上,其特征在于:所述加湿器61、68、83、84构成为将利用所述除湿器62、69、83、84进行除湿而得到的水分用作加湿水。
在第十六方面中,用除湿器62、69、83、84进行除湿而得到的水分被用作加湿器61、68、83、84的加湿水。因此,能够不需要向加湿器61、68、83、84供给加湿水,或者能够削减供水量。
-发明的效果-
根据本发明,能够利用室内空气和室外空气的对象气体的分压差,借助渗透膜35降低室内空气中的对象气体的浓度。这样一来,能够提供一种既能够实现低成本化,又能够长期去除室内空气中的对象气体的换气系统。
附图说明
图1是实施方式所涉及的整个换气系统的结构简图。
图2是整个换气机组的结构简图。
图3是示意地示出换气机组的主要部分的结构图。
图4是示意地示出变形例1所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图5是示意地示出变形例2所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图6是示意地示出变形例3所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图7是示意地示出变形例4所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图8是示意地示出变形例5所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图9是示意地示出变形例6所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图10是示意地示出变形例7所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图11是示意地示出变形例8所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图12是示意地示出变形例9所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图13是示意地示出变形例10所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图14是示意地示出变形例11所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图15是示意地示出变形例12所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图16是示意地示出变形例13所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图17是示意地示出变形例14所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图18是示意地示出变形例15所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图19是示意地示出变形例16所涉及的换气机组的主要部分的结构图。
图20是用于详细说明供气侧调节机构以及排气侧调节机构的相当于图3的图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是,下面的实施方式本质上是优选的示例,并没有对本发明、其应用对象或其用途的范围加以限制的意图。
<换气系统的整体结构>
本实施方式的换气系统S例如是对大楼等建筑物进行换气的换气系统。如图1所示,建筑物1具有多层,在各层划分出作为换气对象的室内空间R。本实施方式的换气系统S包括多个换气机组10,多个换气机组10与多个上述室内空间R对应。各个换气机组10被布置在例如建筑物1的天花板背面空间2中。本实施方式的换气系统S构成为不仅进行室内空间R的换气,还去除室内空间R的室内空气中的对象气体(二氧化碳)。
<换气机组的整体结构>
如图1及图2所示,换气机组10被布置在室内空间R的位于上侧的天花板背面空间2中。需要说明的是,在建筑物1中设置有与各个室内空间R对应的多台空调机3。空调机3构成面向室内空间R的室内机组,并切换着进行室内空间R的制冷和制热。
如图2或图3所示,换气机组10包括多根管道11~18、供气扇21、排气扇22、供气侧调节机构23、排气侧调节机构24、渗透膜单元30、二氧化碳浓度传感器40以及控制器50。渗透膜单元30具有纵向长度较长的分离管道31和收纳在该分离管道31的内部的渗透膜35。渗透膜35将分离管道31的内部空间分隔成第一通路32(供给面侧通路)和第二通路33(渗透面侧通路)。
<管道>
多根管道包括第一室内空气管道11、室内空气中继管道12、供气管道13、第一室外空气管道14、排气管道15、室外空气中继管道16、第二室外空气管道17以及第二室内空气管道18。
第一室内空气管道11的流入端与室内空间R连通,第一室内空气管道11的流出端与分离管道31的第一通路32相连。室内空气中继管道12的流入端与分离管道31的第一通路32相连,室内空气中继管道12的流出端与供气管道13的流入端相连。供气管道13的流出端与室内空间R连通。
第一室内空气管道11、第一通路32、室内空气中继管道12以及供气管道13依次连接起来,从而构成室内空气通路P1。室内空气通路P1是供从室内空间R取入的室内空气RA流动,并用以将该空气作为供给空气SA送往室内空间R的室内空气循环流路。
第一室外空气管道14的流入端与室外空间O连通,第一室外空气管道14的流出端与分离管道31的第二通路33相连。室外空气中继管道16的流入端与分离管道31的第二通路33相连,室外空气中继管道16的流出端与排气管道15的流入端相连。排气管道15的流出端与室外空间O连通。
第一室外空气管道14、第二通路33、室外空气中继管道16以及排气管道15依次连接起来,从而构成室外空气通路P2。室外空气通路P2是供从室外空间O取入的室外空气OA流动,并用以将该空气作为排出空气EA送往室内空间R的室外空气循环流路。
第二室外空气管道17的流入端与室外空间O连通,第二室外空气管道17的流出端与供气管道13的流入端连通。即,第二室外空气管道17构成具有流入端和流出端的供气通路P3,所述流入端与室外空间O连通,所述流出端与室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧相连。
第二室内空气管道18的流入端与室内空间R连通,第二室内空气管道18的流出端与排气管道15连通。即,第二室内空气管道18构成具有流入端和流出端的排气通路P4,所述流入端与室内空间R连通,所述流出端与室外空气通路P2中的渗透膜35的下游侧相连。
<供气扇>
供气扇21与供气管道13相连。供气扇21兼作将室内空间R中的室内空气取入室内空气通路P1中以后,再次将该室内空气送往室内空间R的室内空气用风扇。
<排气扇>
排气扇22与排气管道15相连。排气扇22兼作将室外空间O中的室外空气取入室外空气通路P2中以后,再次将该室外空气送往室外空间O的室外空气用风扇。
<供气侧调节机构>
如图3所示,在室内空气中继管道12、第二室外空气管道17以及供气管道13的连接部设置有供气侧调节机构23。供气侧调节机构23构成为能够在第一状态和第二状态之间进行切换,在所述第一状态下,供气管道13与第二室外空气管道17连通,并与室内空气中继管道12断开,在所述第二状态下,供气管道13与第二室外空气管道17和室内空气中继管道12都连通。供气侧调节机构23由至少一个风阀或至少一个开关阀等构成。
<排气侧调节机构>
如图3所示,在室外空气中继管道16、第二室内空气管道18以及排气管道15的连接部设置有排气侧调节机构24。排气侧调节机构24构成为能够在第一状态和第二状态之间进行切换,在所述第一状态下,排气管道15与第二室内空气管道18连通,并与室外空气中继管道16断开,在所述第二状态下,排气管道15与第二室内空气管道18和室外空气中继管道16都连通。供气侧调节机构23由至少一个风阀或至少一个开关阀等构成。
<渗透膜单元>
本实施方式的渗透膜单元30构成为以室内空间R的室内空气中的二氧化碳为对象气体,并去除室内空气中的二氧化碳。即,渗透膜单元30的渗透膜35构成为有选择性地至少让室内空气中的二氧化碳透过。
渗透膜单元30的分离管道31构成为纵向长度较长的空心圆筒状、或者纵向长度较长的空心矩形。渗透膜35例如构成为在分离管道31的长度方向上伸长的平板状,并且将分离管道31的内部空间分隔成第一通路32和第二通路33。渗透膜35的面向第一通路32的部分构成供给面36,渗透膜35的面向第二通路33的部分构成渗透面37。需要说明的是,分离管道31和渗透膜35的形状并不局限于此。
本实施方式的渗透膜单元30是在第一通路32中流动的室内空气和在第二通路33中流动的室外空气沿大致相同的方向流动的并流式渗透膜单元。
在渗透膜单元30中,在第一通路32中流动的室内空气中的二氧化碳从渗透膜35的供给面36侧向渗透膜35的内部渗透,已渗透过来的二氧化碳从渗透面37朝着在第二通路33中流动的室外空气释放。
<二氧化碳浓度传感器>
各个换气机组10包括二氧化碳浓度传感器40,所述二氧化碳浓度传感器40对所对应的室内空间R的室内空气中的二氧化碳浓度进行检测。二氧化碳浓度传感器40例如设置在室内空间R中。
<控制器>
控制器50是用于切换换气机组10的运转动作的控制装置。控制器包括处理器(例如,CPU、微处理器、可执行计算机的指令的其它处理单元)、存储器(RAM、ROM、EEPROM、闪存、其它可存储数据的存储介质等)、用于进行信号的接收以及发送的通信用接口、以及用于使计算机工作来执行各个处理的程序。
用二氧化碳浓度传感器40检测出的信号(检测浓度)被输入控制器50。控制器50控制换气机组10,以执行第一换气动作和第二换气动作。具体而言,例如,当二氧化碳浓度传感器40的检测浓度低于规定值的条件(第一条件)成立时,控制器50就将供气侧调节机构23及排气侧调节机构24设为第一状态,以执行第一换气动作。另外,例如,当二氧化碳浓度传感器40的检测浓度在规定值以上的条件(第二条件)成立时,控制器50将供气侧调节机构23及排气侧调节机构24设为第二状态,以执行第二换气动作。
-运转动作-
在换气系统S中,图1所示的每个换气机组10分别切换着执行第一换气动作和第二换气动作。
<第一换气动作>
例如,第一换气动作是在室内空间R中的二氧化碳浓度较低的条件下执行的。即,当某换气机组10的二氧化碳浓度传感器40的检测浓度低于规定值时,就由该换气机组10执行第一换气动作。在第一换气动作中,供气侧调节机构23及排气侧调节机构24成为第一状态。另外,在第一换气动作中,供气扇21及排气扇22成为工作状态。在第一换气动作中,渗透膜单元30实质上不工作。
当供气扇21工作时,室外空间O中的室外空气OA依次在第二室外空气管道17、供气管道13中流动,并被作为供给空气SA供向室内空间R。另外,当排气扇22工作时,室内空间R中的室内空气RA依次在第二室内空气管道18、排气管道15中流动,并被作为排出空气EA排向室外空间O。经由此来对室内空间R进行换气。
<第二换气动作>
例如,第二换气动作是在室内空间R中的二氧化碳浓度较高的条件下执行的。即,当某换气机组10的二氧化碳浓度传感器40的检测浓度在规定值以上时,就由该换气机组10执行第二换气动作。在第二换气动作中,供气侧调节机构23及排气侧调节机构24成为第二状态。另外,在第二换气动作中,供气扇21及排气扇22成为工作状态。在第二换气动作中,渗透膜单元30工作。
当供气扇21工作时,室内空间R中的室内空气经由第一室内空气管道11在分离管道31的第一通路32中流动。另外,当排气扇22工作时,室外空间O中的室外空气经由第一室外空气管道14在分离管道31的第二通路33中流动。在分离管道31中,第一通路32中的室内空气沿着渗透膜35的供给面36流动,同时第二通路33中的室外空气沿着渗透膜35的渗透面37流动。
在此,第一通路32中的室内空气的二氧化碳浓度例如是1200ppm,第二通路33中的室外空气的二氧化碳浓度例如是500ppm。因此,第一通路32的室内空气中的二氧化碳的分压高于第二通路33的室外空气中的二氧化碳的分压。因此,在夹着渗透膜35的室内空气与室外空气之间产生分压差。渗透膜35就利用该分压差来去除二氧化碳。即,第一通路32的室内空气中的二氧化碳借助该分压差从供给面36不断地渗透到渗透膜35的内部。然后,透过渗透膜35之后的二氧化碳从渗透面37被释放到第二通路33的室外空气中。其结果是,在第一通路32中,通过渗透膜35之后的室内空气中的二氧化碳浓度降低。另一方面,在第二通路33中,通过渗透膜35之后的室外空气中的二氧化碳浓度上升。
已流出第一通路32的空气在与从第二室外空气管道17取入的室外空气混合之后,经由供气管道13被供向室内空间R。在此,在室内空气通路P1中循环的室内空气通过渗透膜单元30而使得二氧化碳浓度降低。因此,能够降低室内空间R中的二氧化碳浓度。这样一来,通过使二氧化碳浓度降低后的室内空气循环,从而能够减少供向室内空间R的室外空气的流量。由此,能够降低室内空间R中的空调机3的空调负荷,从而能够提高节能性。
已流出第二通路33的空气在与从第二室内空气管道18取入的室内空气混合之后,经由排气管道15被排向室外空间O。
-实施方式的效果-
根据上述实施方式,能够利用室内空气与室外空气之间的二氧化碳的分压差,借助渗透膜单元30连续地去除室内空气中的二氧化碳。其结果是,能够降低室内空间R中的二氧化碳浓度,从而能够减少室内空气R的换气量。因此,能够避免出现空调机3的空调负荷随换气而增大的现象,从而能够谋求提高节能性。另外,若采用的是渗透膜单元30,则与吸附材料和吸收剂那样的药剂不同,不会出现因连续使用而导致二氧化碳的去除能力下降的情况。因此,既能够降低运行成本和初期成本,又能够长期去除二氧化碳。
在渗透膜单元30中,夹着渗透膜35的室内空气和室外空气都是连续流动的空气流。因此,能够可靠地确保室内空气中的二氧化碳和室外空气中的二氧化碳的分压差,从而能够确保渗透膜35的分离性能。
在换气系统S中,针对多个室内空间R中的每一个室内空间分别设置换气机组10,且当与换气机组10对应的室内空间R中的二氧化碳浓度在规定值以上时,就让该换气机组10进行第二换气动作。因此,在第二换气动作中,二氧化碳浓度较高的室内空气在室内空气通路P1中流动。其结果是,在换气机组10中,能够可靠地确保二氧化碳的分压差,从而能够确保渗透膜35的分离性能。
如图3所示,室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧流路(供气管道13)兼作下述流路使用,即:用于将已去除了二氧化碳的室内空气再次送往室内空间R的流路、以及用于将室外空气送往室内空间R的流路。另外,布置在供气管道13上的供气扇21(室内空气用风扇)兼作下述风扇使用,即:用于让室内空气循环的风扇、和用于将室外空气供向室内空间R的风扇。这样一来,能够谋求换气系统S的低成本化。
同样地,室外空气通路P2中的渗透膜35的下游侧流路(排气管道15)兼作下述流路使用,即:用于将包含所释放出的二氧化碳的室外空气排向室外空间O的流路、和用于将室内空间R中的室内空气排向室外空间O的流路。另外,布置在排气管道15上的排气扇22(排气扇)兼作下述风扇使用,即:用于让室外空气循环的风扇、和用于将室内空气排向室外空间O的风扇。这样一来,能够进一步谋求换气系统的低成本化。
-变形例-
对上述实施方式的变形例进行说明。需要说明的是,上述实施方式及以下所说明的各个变形例也可以在能够实施的范围内进行适当组合,或者置换其中的一部分。
<变形例1>
在图4所示的变形例1中,在室内空气通路P1中的渗透膜35的上游侧流路(第一室内空气管道11)上设置有加湿器61。加湿器61构成为将水分供给渗透膜单元30的渗透膜35。作为加湿器61的加湿方式,能够列举出:使水分气化来对空气进行加湿的方式(例如,沸腾式、超声波式、喷雾式等)、以及让水分脱离开吸附剂、吸着剂、吸收剂等而排到空气中来对空气进行加湿的方式。
在变形例1中,流入到室内空气通路P1中的室内空气在加湿器61中被加湿后,在渗透膜单元30的第一通路32中流动。这样一来,就由室内空气向渗透膜35(更严格地说,是渗透膜35的供给面36)供给水分,从而能够维持渗透膜35的湿润状态。其结果是,渗透膜35分离二氧化碳的分离效率提高。
加湿器61构成为能够调节加湿能力。具体而言,加湿器61在控制器50的控制下在工作和停止之间进行切换,且在加湿器61工作时能够对向空气中释放的水分的释放量进行微调。例如,根据二氧化碳浓度传感器40的检测浓度来调节加湿器61的加湿能力。
例如,在冬季,能够通过让加湿器61工作,来对从室内空气通路P1供向室内空间R的空气进行加湿。即,加湿器61不仅被用于湿润渗透膜35,还被用于对作为换气对象的室内空间R进行加湿。
<变形例2>
在图5所示的变形例2中,在室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧流路(供气管道13)上设置有除湿器62。除湿器62构成为对在供气管道13中流动的空气进行除湿。作为除湿器62的除湿方式,能够列举出:使水分固定在吸附剂、吸着剂等上的方式、让吸收剂吸收水分的方式。另外,除湿器62也可以采用将空气冷却到露点温度以下,再将该空气中的水分作为冷凝水去除的方式。
在变形例2中,流入到室内空气通路P1中的室内空气在加湿器61中被加湿后,在渗透膜35的第一通路32中流动。这样一来,水分被供给渗透膜35。然后,在室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧流动的空气被除湿器62除湿。其结果是,能够降低从室内空气通路P1供向室内空间R的空气的湿度。
例如,在夏季,当湿度较高的空气被供向室内空间R时,室内空间R的舒适性就会受到破坏。相对于此,在变形例2中,由于能够利用除湿器62降低从室内空气通路P1供向室内空间R的空气的湿度,因此能够确保室内的舒适性。
<变形例3>
在图6所示的变形例3中,变形例2所涉及的加湿器61和除湿器62被组装到除湿加湿单元63中。除湿加湿单元63包括供水部64,所述供水部64将用除湿器62从空气中获得的水分送往加湿器61。即,加湿器61构成为将利用除湿器62进行除湿而得到的水分用作加湿水。因此,在除湿加湿单元63中,能够使另外供向加湿器61的水量为零,或者能够削减该水量。
<变形例4>
在图7所示的变形例4中,以跨越室内空气通路P1中的渗透膜35的上游侧流路(第一室内空气管道11)和室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧流路(供气管道13)的方式,设置有除湿加湿转子65。除湿加湿转子65包括跨越第一室内空气管道11和供气管道13的转子主体66和驱动该转子主体66旋转的驱动轴67。在转子主体66上承载有能够对水分进行吸附及脱附的吸附剂。
在转子主体66的位于第一室内空气管道11侧的部分,形成有向空气中释放水分的脱附区域68。在转子主体66的位于供气管道13侧的部分,形成有吸附空气中的水分的吸附区域69。在第一室内空气管道11上,用于加热空气的加热部(例如,加热器70)设置在转子主体66的脱附区域68的上游侧。脱附区域68构成用于将水分供给渗透膜35的加湿器。吸附区域69构成用于对供向室内空间R的空气进行除湿的除湿器。
在变形例4中,流入到室内空气通路P1中的室内空气在由加热器70加热之后,在转子主体66的脱附区域68中流动。在脱附区域68的吸附剂被空气加热之后,水分从该吸附剂脱离出来,该水分被释放到空气中。其结果是,该空气得到加湿。按照上述方式被加湿的空气在渗透膜35的第一通路32中流动,从而将水分供给渗透膜35。
然后,流到室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧的空气在转子主体66的吸附区域69中流动。在吸附区域69中,空气中的水分被吸附剂吸附,该空气被除湿。在除湿加湿转子65中,转子主体66由驱动轴67驱动着进行旋转,使得已在吸附区域69中吸附了水分的吸附剂位移到脱附区域68。同时,在脱附区域68中失去了水分的吸附剂位移到吸附区域69。其结果是,就除湿加湿转子65而言,能够同时且连续地进行第一室内空气管道11中的空气的加湿和供气管道13中的空气的除湿。
<变形例5>
在图8所示的变形例5中,以跨越第一室内空气管道11和供气管道13的方式,设置有调湿单元80。调湿单元80包括空心状的调湿壳体81、以及收纳在调湿壳体81的内部的第一吸附热交换器83和第二吸附热交换器84。
第一吸附热交换器83及第二吸附热交换器84是承载有吸附剂(严格地说,也称作吸着剂)的热交换器,并与填充有制冷剂的制冷剂回路连接。在制冷剂回路中连接有压缩机、膨胀阀及四通换向阀(省略图示),并且构成为根据四通换向阀的状态,制冷剂的循环方向是可逆的。这样一来,在制冷剂回路中,能够切换着进行第一制冷循环和第二制冷循环。在第一制冷循环中,用压缩机压缩后的制冷剂在第二吸附热交换器84中冷凝,然后经膨胀阀减压之后,在第一吸附热交换器83中蒸发。在第二制冷循环中,用压缩机压缩后的制冷剂在第一吸附热交换器83中冷凝,然后经膨胀阀减压之后,在第二吸附热交换器84中蒸发。
在调湿壳体81的内部,设置有空气流路切换部(省略图示)。空气流路切换部由风阀构成,所述风阀对多个空气流路和各个空气流路的通断状态进行切换。空气流路切换部在第一状态和第二状态之间进行切换,在所述第一状态下,在调湿壳体81的内部形成第一空气流路(用图8的实线示意性示出的流路),在所述第二状态下,在调湿壳体81的内部形成第二空气流路(用图8的虚线示意性示出的流路)。
在第一空气流路中,从第一室内空气管道11流入到调湿壳体81的内部的空气通过第二吸附热交换器84后被送往渗透膜单元30侧,同时从渗透膜单元30侧流入到调湿壳体81的内部的空气通过第一吸附热交换器83后被送往室内空间R侧。在第二空气流路中,从第一室内空气管道11流入到调湿壳体81的内部的空气通过第一吸附热交换器83后被送往渗透膜单元30侧,同时从渗透膜单元30侧流入到调湿壳体81的内部的空气通过第二吸附热交换器84后被送往室内空间R侧。
在调湿单元80中,每隔规定时间(几分钟)交替地反复进行以下的第一动作和第二动作。
在第一动作中,在制冷剂回路中进行第一制冷循环,同时形成第一空气流路。因此,从第一室内空气管道11流入到调湿壳体81的内部的空气在成为冷凝器的第二吸附热交换器84中流动。在第二吸附热交换器84中,吸附剂被冷凝的制冷剂加热,已由吸附剂吸附的水分被释放到空气中。这样一来,在第二吸附热交换器84中,空气得到加湿。已被加湿后的空气被送往渗透膜单元30的第一通路32,并将水分供给渗透膜35。
另外,在第一动作中,从渗透膜单元30侧流入到调湿壳体81的内部的空气在成为蒸发器的第一吸附热交换器83中流动。在第一吸附热交换器83中,空气中的水分被吸附剂吸附。此时产生的吸附热成为制冷剂的蒸发热。这样一来,在第一吸附热交换器83中,空气得到除湿。已被除湿后的空气被再次送往室内空间R。
如上所述,在第一动作中,成为冷凝器的第二吸附热交换器84作为加湿器发挥作用,成为蒸发器的第一吸附热交换器83作为除湿器发挥作用。
在第二动作中,在制冷剂回路中进行第二制冷循环,同时形成第二空气流路。因此,从第一室内空气管道11流入到调湿壳体81的内部的空气在成为冷凝器的第一吸附热交换器83中流动。在第一吸附热交换器83中,吸附剂被冷凝的制冷剂加热,已由吸附剂吸附的水分被释放到空气中。这样一来,在第一吸附热交换器83中,空气得到加湿。已被加湿后的空气被送往渗透膜单元30的第一通路32,并将水分供给渗透膜35。
另外,在第二动作中,从渗透膜单元30侧流入到调湿壳体81的内部的空气在成为蒸发器的第二吸附热交换器84中流动。在第二吸附热交换器84中,空气中的水分被吸附剂吸附。此时产生的吸附热成为制冷剂的蒸发热。这样一来,在第二吸附热交换器84中,空气得到除湿。已被除湿后的空气被再次送往室内空间R。
如上所述,在第二动作中,成为冷凝器的第一吸附热交换器83作为加湿器发挥作用,成为蒸发器的第二吸附热交换器84作为除湿器发挥作用。
<变形例6>
在图9所示的变形例6中,在室外空气通路P2中的渗透膜35的上游侧设置有加湿器61。加湿器61构成为将水分供给渗透膜单元30的渗透膜35。在变形例6中,流入到室外空气通路P2中的室外空气在加湿器61中被加湿之后,在渗透膜单元30的第二通路33中流动。这样一来,就由室外空气向渗透膜35(更严格地说,是渗透膜35的渗透面37)供给水分,从而能够维持渗透膜35的湿润状态。其结果是,渗透膜35分离二氧化碳的分离效率提高。
<变形例7>
在图10所示的变形例7中,在室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧流路(供气管道13)上设置有除湿器62。这样一来,在夏季等,能够对供向室内空间R的空气进行除湿,从而能够提高室内空间R的舒适性。
<变形例8>
在图11所示的变形例8中,变形例7所涉及的加湿器61和除湿器62被组装到除湿加湿单元63中。除湿加湿单元63的结构、作用和效果与变形例3相同。
<变形例9>
在图12所示的变形例9中,以跨越室外空气通路P2中的渗透膜35的上游侧流路(第一室外空气管道14)和室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧流路(供气管道13)的方式,设置有除湿加湿转子65。除湿加湿转子65的结构、作用和效果与变形例4相同。
<变形例10>
在图13所示的变形例10中,以跨越室外空气通路P2中的渗透膜35的上游侧流路(第一室外空气管道14)和室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧流路(供气管道13)的方式,设置有调湿单元80。调湿单元80的结构、作用和效果与变形例5相同。
<变形例11>
在图14所示的变形例11中,在室内空气通路P1中的渗透膜35的上游侧流路(第一室内空气管道11)上,设置有冷却空气的冷却部85。冷却部85例如由连接在制冷剂回路中的蒸发器构成。在变形例11中,在第一室内空气管道11中流动的室内空气在冷却部85中被冷却,这样一来,室内空气的相对湿度增大。其结果是,易于维持渗透膜35的湿润状态,使得用渗透膜35分离二氧化碳的分离效率提高。
<变形例12>
在图15所示的变形例12中,渗透膜单元30和管道的结构与上述实施方式不同。渗透膜单元30布置在室外空间O中。渗透膜单元30具有例如筒状的渗透膜35,在其内部形成有作为室内空气通路P1的一部分的第一通路32。即,渗透膜35的内周面构成供给面36,渗透膜35的外周面构成渗透面37。
供气通路P3的流出端与室内空气通路P1中的渗透膜35的下游侧相连。在室内空气通路P1中的连接有供气通路P3的连接部的下游侧,设置有省略了图示的供气扇(室内空气用风扇)。在室内空气通路P1和供气通路P3的连接部,设置有与上述实施方式相同的供气侧调节机构23。
换气机组10包括排气通路P4,所述排气通路P4具有与室内空间R连通的流入端及与室外空间O连通的流出端。在排气通路P4中设置有省略了图示的排气扇。
在变形例12中,例如,在第一换气动作中,与上述实施方式相同,供气侧调节机构23成为第一状态。这样一来,在第一换气动作中,渗透膜单元30不工作,室外空气经由供气通路P3及室内空气通路P1而被供向室内空间R。同时,室内空气经由排气通路P4被排向室外空间O。
另一方面,在第二换气动作中,与上述实施方式相同,供气侧调节机构23成为第二状态。这样一来,在第二换气动作中,室内空气流入室内空气通路P1后,在渗透膜单元30的第一通路32中流动。在渗透膜单元30中,借助在第一通路32中流动的室内空气中的二氧化碳和渗透膜35的周围的室外空气中的二氧化碳之间的分压差,使得室内空气中的二氧化碳透过渗透膜35而被朝着室外空间O释放。已去除了二氧化碳后的室内空气在与从供气通路P3送来的室外空气混合之后,被供向室内空间R。同时,室内空气经由排气通路P4被排向室外空间O。
如上所述,就变形例12而言,在第二换气动作中也能够降低室内空间R中的二氧化碳浓度。其结果是,能够减少室内空间R的换气量,进而能够降低空调机3的空调负荷。
<变形例13>
在图16所示的变形例13中,渗透膜单元30和管道的结构与上述实施方式不同。渗透膜单元30布置在室内空间R中。渗透膜单元30具有例如筒状的渗透膜35,在其内部形成有作为室外空气通路P2的一部分的第二通路33。即,渗透膜35的内周面构成供给面36,渗透膜35的外周面构成渗透面37。
排气通路P4的流出端与室外空气通路P2中的渗透膜35的下游侧相连。在室外空气通路P2中的连接有排气通路P4的连接部的下游侧,设置有省略了图示的排气扇(室外空气用风扇)。在室外空气通路P2和排气通路P4的连接部,设置有与上述实施方式相同的排气侧调节机构24。
换气机组10包括供气通路P3,所述供气通路P3具有与室外空间O连通的流入端及与室内空间R连通的流出端。在供气通路P3中设置有省略了图示的供气扇。
在变形例13中,例如,在第一换气动作中,与上述实施方式相同,排气侧调节机构24成为第一状态。这样一来,在第一换气动作中,渗透膜单元30不工作,室内空气经由排气通路P4和室外空气通路P2而被排向室外空间O。同时,室外空气经由供气通路P3被供向室内空间R。
另一方面,在第二换气动作中,与上述实施方式相同,排气侧调节机构24成为第二状态。这样一来,在第二换气动作中,室外空气流入室外空气通路P2后,在渗透膜单元30的第二通路33中流动。在渗透膜单元30中,借助在第二通路33中流动的室外空气中的二氧化碳和渗透膜35的周围的室内空气中的二氧化碳之间的分压差,使得室内空间R的室内空气中的二氧化碳透过渗透膜35而被朝着第二通路33释放。室内空气中的二氧化碳被释放到室外空气中,该室外空气在与从排气通路P4送来的室内空气混合之后,被排向室外空间O。同时,室外空气经由供气通路P3被供向室内空间R。
如上所述,就变形例13而言,在第二换气动作中也能够降低室内空间R中的二氧化碳浓度。其结果是,能够减少室内空间R的换气量,进而能够降低空调机3的空调负荷。
<变形例14>
在图17所示的变形例14中,渗透膜单元30的结构与上述实施方式不同。渗透膜单元30包括空心筒状的分离管道31和布置在该分离管道31的内部的多个渗透膜35。
分离管道31例如形成为纵向长度较长的圆筒状,在其内部被分隔成第一集合空间91、第二集合空间92及中央空间93。第一集合空间91形成在分离管道31的靠轴向上的一端的位置处(图18中靠左侧)。第二集合空间92形成在分离管道31的靠轴向上的另一端的位置处(图18中靠右侧)。中央空间93形成在第一集合空间91与第二集合空间92之间。
在分离管道31的一端侧连接有第一流入管94,在分离管道31的另一端侧连接有第一流出管95。第一流入管94的流出端与第一集合空间91连通,第一流出管95的流入端与第二集合空间92连通。
在分离管道31的周壁上连接有第二流入管96和第二流出管97。第二流入管96与中央空间93的靠分离管道31的一端侧的部位连通,第二流出管97与中央空间93的靠分离管道31的另一端侧的部位连通。
多个渗透膜35由细长的筒状中空纤维膜构成。各个渗透膜35在分离管道31的轴向上延伸,它们的大部分位于中央空间93。各个渗透膜35的轴向上的一端侧的各个开口与第一集合空间91连通。各个渗透膜35的轴向上的另一端侧的各个开口与第二集合空间92连通。
在变形例14的渗透膜单元30中,例如,室内空气被从第一流入管94送往第一集合空间91。流入到第一集合空间91中的室内空气在各个渗透膜35的内部流动。另一方面,室外空气被从第二流入管96送往中央空间93,并在各个渗透膜35的周围流动。这样一来,各个渗透膜35的内部的室内空气中的二氧化碳就透过各个渗透膜35被朝着各个渗透膜35周围的室外空气释放。
在各个渗透膜35的内部被去除了二氧化碳的室内空气在第二集合空间92中汇合起来以后,在第一流出管95中流动,被再次供向室内空间R。在中央空间93中二氧化碳被释放到室外空气中后,该室外空气在第二流出管97中流动,被排向室外空间O。
<变形例15>
在图18所示的变形例15中,渗透膜单元30的结构与变形例14中相同,但空气的流动情况不同。具体而言,室外空气在第一流入管94、第一集合空间91、各个渗透膜35、第二集合空间92及第一流出管95中依次流动后,被排向室外空间O。室内空气在第二流入管96、中央空间93及第二流出管97中依次流动后,被供向室内空间R。
<变形例16>
图19所示的变形例16的渗透膜单元30构成为逆流式。即,沿着渗透膜35的供给面36流动的室内空气的流动方向与沿着渗透膜35流动的室外空气的流动方向互为逆向。
-调节机构的详细说明-
参照图20对上述供气侧调节机构23和排气侧调节机构24以及它们周边结构的具体情况进行详细说明。
<空气通路>
图20的换气系统S的结构基本上与上述实施方式(图3)的结构相同。即,换气系统S包括室内空气通路P1和供气通路P3,所述室内空气通路P1具有分别与成为换气对象的室内空间R连通的流入端及流出端,所述供气通路P3具有与所述室外空间O连通的流入端和与所述室内空气通路P1中的所述渗透膜35(渗透膜单元30)的下游侧连接的流出端。室内空气通路P1包括:位于连接有供气通路P3的连接部的上游侧的室内空气导入路径11、12、和位于连接有所述供气通路P3的连接部的下游侧的室内空气供给路径13。室内空气导入路径11、12是包括上述实施方式的第一室内空气管道11及室内空气中继管道12的流路。室内空气供给路径相当于上述实施方式的供气管道13。在室内空气通路P1中的比连接有供气通路P3的连接部靠下游侧(即,供气管道13)的位置上布置有供气扇21。
换气系统S包括室外空气通路P2和排气通路P4,所述室外空气通路P2具有分别与室外空间O连通的流入端及流出端,所述排气通路P4具有与室内空间R连通的流入端和与室外空气通路P2中的所述渗透膜35的下游侧连接的流出端。室外空气通路P2包括:位于连接有排气通路P4的连接部的上游侧的室外空气导入路径14、16、和位于连接有排气通路P4的连接部的下游侧的室外空气排出路径15。室外空气导入路径14、16是包括上述实施方式的第一室外空气管道14及室外空气中继管道16的流路。室外空气排出路径15相当于上述实施方式的排气管道15。在室外空气通路P2中的比排气通路P4的连接部靠下游侧的位置上布置有排气扇22。
<供气侧调节机构>
供气侧调节机构23对在室内空气导入路径11、12中流动的空气的流量和在供气通路P3中流动的空气的流量进行调节。在此,这些空气的流量也包括零。例如,供气侧调节机构23包括第一风阀D1和第二风阀D2,所述第一风阀D1布置在室内空气导入路径11、12(例如,室内空气中继管道12)上,所述第二风阀D2布置在供气通路P3(第二室外空气管道17)上。本例中的第一风阀D1和第二风阀D2构成为分别对所对应的空气流路进行打开、关闭。第一风阀D1和第二风阀D2也可以对所对应的空气流路的开度进行细微的改变。供气侧调节机构23也可以是设置在室内空气导入路径11、12及供气通路P3中的至少一者上的风阀、流量调节阀、开关阀及辅助风扇。经由此,也能够对在室内空气导入路径11、12中流动的空气的流量和在供气通路P3中流动的空气的流量中的任意一者或这两者进行调节。
<排气侧调节机构>
排气侧调节机构24对在室外空气导入路径14、16中流动的空气的流量和在排气通路P4中流动的空气的流量进行调节。在此,这些空气的流量也包括零。例如,排气侧调节机构24包括第三风阀D3和第四风阀D4,所述第三风阀D3布置在室外空气导入路径14、16(例如,室外空气中继管道16)上,所述第四风阀D4布置在排气通路P4(第二室内空气管道18)上。本例中的第三风阀D3和第四风阀D4构成为分别对所对应的空气流路进行打开、关闭。第三风阀D3和第四风阀D4也可以对所对应的空气流路的开度进行细微的改变。排气侧调节机构24也可以是设置在室外空气导入路径14、16和排气通路P4中的至少一者上的风阀、流量调节阀、开关阀及辅助风扇。经由此,也能够对在室外空气导入路径14、16中流动的空气的流量和在排气通路P4中流动的空气的流量中的任意一者或这两者进行调节。
在室内空间R中设置有检测二氧化碳的浓度的二氧化碳浓度传感器40。二氧化碳浓度传感器40构成检测渗透膜单元30的对象气体的浓度的浓度检测部。
换气系统S包括作为控制装置的控制器50。控制器50根据由二氧化碳浓度传感器40检测出的二氧化碳浓度,来控制供气侧调节机构23及排气侧调节机构24。具体而言,控制装置50对第一风阀D1、第二风阀D2、第三风阀D3及第四风阀D4的开关状态进行切换。
<循环动作>
例如,当二氧化碳浓度传感器40的检测浓度小于规定值(例如,1000ppm)的第一条件成立时,进行分别使室内空气和室外空气循环的循环动作。即,当第一条件成立时,控制装置50将供气侧调节机构23设定成第一状态,以便使室内空气导入路径11、12和室内空气供给路径13连通,并且使供气通路P3和室内空气供给路径13断开。在处于第一状态的供气侧调节机构23中,第一风阀D1成为打开状态,第二风阀D2成为关闭状态。另外,当上述第一条件成立时,控制装置50将排气侧调节机构24设定成第一状态,以便使室外空气导入路径14、16和室外空气排出路径15连通,并且使排气通路P4和室外空气排出路径15断开。在排气侧调节机构24的第一状态下,第三风阀D3成为打开状态,第四风阀D4成为关闭状态。
如上所述,在循环动作中,通过将供气侧调节机构23及排气侧调节机构24设定成第一状态,而使得室内空气经由室内空气通路P1在室内空间R中循环,并且室外空气经由室外空气通路P2在室外空间O中循环。此时,在渗透膜单元30中,室内空气中的二氧化碳经由渗透膜35而被送往室外空气。
<换气动作>
例如,当二氧化碳浓度传感器40的检测浓度在规定值(例如,1000ppm)以上的第二条件成立时,进行将室内空气排向室外且将室外空气供向室内的换气动作。即,当第二条件成立时,控制装置50将供气侧调节机构23设定成第二状态,以便使室内空气导入路径11、12和室内空气供给路径13断开,并且使供气通路P3和室内空气供给路径13连通。在处于第二状态的供气侧调节机构23中,第一风阀D1成为关闭状态,第二风阀D2成为打开状态。另外,当上述第二条件成立时,控制装置50将排气侧调节机构24设定成第二状态,以便使室外空气导入路径14、16和室外空气排出路径15断开,排气通路P4和室外空气排出路径15连通。在处于第二状态的排气侧调节机构24中,第三风阀D3成为关闭状态,第四风阀D4成为打开状态。
如上所述,在换气动作中,通过将供气侧调节机构23及排气侧调节机构24设定成第二状态,而使得室内空气在不通过渗透膜单元30的情况下被排向室外,并且室外空气在不通过渗透膜单元30的情况下被供向室内。其结果是,由于积极地进行室内空间R的换气,因此能够迅速地降低室内空气中的二氧化碳的浓度。
以上所说明的供气侧调节机构23及排气侧调节机构24的结构及控制也能够应用于上述变形例1~变形例18中的任意一个。
例如,在图15所示的变形例12中,当上述第一条件成立时,将供气侧调节机构23设定成上述第一状态。其结果是,在室内空气通过渗透膜单元30之后,进行在室内循环的循环动作。当上述第二条件成立时,将供气侧调节机构23设定成上述第二状态。其结果是,进行室外空气在不通过渗透膜单元30的情况下被供向室内的换气动作。
例如,在图16所示的变形例13中,当上述第一条件成立时,将排气侧调节机构24设定成上述第一状态。其结果是,在室外空气通过渗透膜单元30之后,进行在室外循环的循环动作。当上述第二条件成立时,将排气侧调节机构24设定成上述第二状态。其结果是,进行室内空气在不通过渗透膜单元30的情况下被排向室外的换气动作。
<其它实施方式>
包含上述实施方式和各个变形例的方式在可适用的范围内还能够采用以下结构。
上述方式的换气系统S也可以以一个室内空间R作为换气对象,并且包括与一个室内空间R对应的一个渗透膜单元30。另外,一个渗透膜单元30也可以以多个室内空间R作为换气对象。
上述方式的渗透膜35可以由使挥发性有机化合物(VOC)透过的材料制成,也可以由使二氧化碳和挥发性有机化合物这两者透过的材料制成。此时,只要采用检测挥发性有机化合物的浓度的传感器来代替二氧化碳浓度传感器40即可。
上述方式的供气通路P3也可以是与室内空气通路P1断开的通路。此时,如图16所示,供气通路P3包括与室外空间O连通的流入端和与室内空间R连通的流出端。
上述方式的排气通路P4也可以是与室外空气通路P2断开的通路。此时,如图15所示,排气通路P4包括与室内空间R连通的流入端和与室外空间O连通的流出端。
在上述方式中,除了第一换气动作和第二换气动作之外,也可以对第三换气动作进行切换。在第三换气动作中,例如,通过供气侧调节机构23使室内空气通路P1和供气通路P3断开,同时通过排气侧调节机构24使室外空气通路P2和排气通路P4断开。即,在第三换气动作中,不从室外空间O向室内空间R供给室外空气,并且不从室内空间R向室外空间O排出室内空气。另一方面,室内空间R中的室内空气在室内空气通路P1中流动,在由渗透膜35去除了对象气体后,再次被送往室内空间R。室外空间O中的室外空气在室外空气通路P2中流动,在对象气体经由渗透膜35释放到该室外空气中后,该室外空气被排向室外空间O。在第三换气动作中,由于实质上室内空气并没有被排向室外空间O,因此能够可靠地防止空调负荷增大。
在上述方式中,加湿器61也可以将水分直接供向渗透膜35的表面。
-产业实用性-
本发明对换气系统很有用。
-符号说明-
P1 室内空气通路
P2 室外空气通路
P3 供气通路
P4 排气通路
S 换气系统
10 换气机组
23 供气侧调节机构
24 排气侧调节机构
30 渗透膜单元
35 渗透膜
61 加湿器
62 除湿器
68 脱附区域
69 吸附区域
83 第一吸附热交换器(加湿器、除湿器)
84 第二吸附热交换器(除湿器、加湿器)

Claims (16)

1.一种换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括:
室内空气通路(P1),其具有流入端及流出端,所述流入端及所述流出端分别与成为换气对象的室内空间(R)连通;
至少一个渗透膜单元(30),所述渗透膜单元(30)具有渗透膜(35),所述渗透膜(35)供对象气体透过,并将已透过的对象气体朝室外空气释放,其中,所述对象气体包含室内空气中的二氧化碳及挥发性有机化合物中的至少一者,所述室内空气在所述室内空气通路(P1)中流动;以及
供气通路(P3),其具有与室外空间(O)连通的流入端、和与所述室内空气通路(P1)中的所述渗透膜(35)的下游侧连接的流出端。
2.根据权利要求1所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括室外空气通路(P2),所述室外空气通路(P2)具有流入端及流出端,所述流入端及所述流出端分别与室外空间(O)连通,
所述渗透膜(35)被设置成将所述室内空气通路(P1)及所述室外空气通路(P2)分隔开。
3.根据权利要求2所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括排气通路(P4),所述排气通路(P4)具有与所述室内空间(R)连通的流入端、和与所述室外空气通路(P2)中的所述渗透膜(35)的下游侧连接的流出端。
4.一种换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括:
室外空气通路(P2),其具有流入端及流出端,所述流入端及所述流出端分别与室外空间(O)连通;
至少一个渗透膜单元(30),所述渗透膜单元(30)具有渗透膜(35),所述渗透膜(35)供对象气体透过,并将已透过的对象气体朝所述室外空气通路(P2)中的室外空气释放,其中,所述对象气体包含成为换气对象的室内空间(R)的室内空气中的二氧化碳及挥发性有机化合物中的至少一者;以及
排气通路(P4),其具有与所述室内空间(R)连通的流入端、和与所述室外空气通路(P2)中的所述渗透膜(35)的下游侧连接的流出端。
5.根据权利要求4所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括室内空气通路(P1),所述室内空气通路(P1)具有流入端及流出端,所述流入端及所述流出端分别与成为换气对象的室内空间(R)连通,
所述渗透膜(35)被设置成将所述室内空气通路(P1)及所述室外空气通路(P2)分隔开。
6.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括室内空气用风扇(21),所述室内空气用风扇(21)布置在所述室内空气通路(P1)中的比连接有所述供气通路(P3)的连接部靠下游侧的位置处。
7.根据权利要求1、2、3和6中任一项权利要求所述的换气系统,其特征在于:
所述室内空气通路(P1)包括:位于连接有所述供气通路(P3)的连接部的上游侧的室内空气导入路径(11、12)、和位于连接有所述供气通路(P3)的连接部的下游侧的室内空气供给路径(13),
所述换气系统包括供气侧调节机构(23),所述供气侧调节机构(23)对在所述室内空气导入路径(11、12)中流动的空气的流量和在所述供气通路(P3)中流动的空气的流量中的任意一者或这两者进行调节。
8.根据权利要求7所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括:
浓度检测部(40),其对室内空间(R)的室内空气中的对象气体的浓度进行检测;和
控制装置(50),其根据所述浓度检测部(40)的检测浓度,来控制所述供气侧调节机构(23)。
9.根据权利要求3至5中任一项权利要求所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括室外空气用风扇(22),所述室外空气用风扇(22)布置在所述室外空气通路(P2)中的比连接有所述排气通路(P4)的连接部靠下游侧的位置处。
10.根据权利要求3、4、5和9中任一项权利要求所述的换气系统,其特征在于:
所述室外空气通路(P2)包括:位于连接有所述排气通路(P4)的连接部的上游侧的室外空气导入路径(14、16)、和位于连接有所述排气通路(P4)的连接部的下游侧的室外空气排出路径(15),
所述换气系统包括排气侧调节机构(24),所述排气侧调节机构(24)对在所述室外空气导入路径(14、16)中流动的空气的流量和在所述排气通路(P4)中流动的空气的流量中的任意一者或这两者进行调节。
11.根据权利要求10所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括:
浓度检测部(40),其对所述室内空间(R)的室内空气中的对象气体的浓度进行检测;和
控制装置(50),其根据所述浓度检测部(40)的检测浓度,来控制所述排气侧调节机构(24)。
12.根据权利要求1至11中任一项权利要求所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括多个所述渗透膜单元(30),多个所述渗透膜单元(30)与成为换气对象的多个室内空间(R)对应着设置。
13.根据权利要求1至12中任一项权利要求所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括加湿器(61、68、83、84),所述加湿器(61、68、83、84)用于将水分供给所述渗透膜(35)。
14.根据权利要求13所述的换气系统,其特征在于:
所述加湿器(61、68、83、84)构成为可调节加湿能力。
15.根据权利要求13或14所述的换气系统,其特征在于:
所述换气系统包括除湿器(62、69、83、84),所述除湿器(62、69、83、84)对在所述渗透膜(35)的下游侧流动的空气进行除湿。
16.根据权利要求15所述的换气系统,其特征在于:
所述加湿器(61、68、83、84)构成为将利用所述除湿器(62、69、83、84)进行除湿而得到的水分用作加湿水。
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