JP2002349905A - 暖房対応型デシカント空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 暖房時でも熱回収が行え、かつ冷暖房時で加
湿器を兼用することができ、構成が非常に簡単な暖房対
応型デシカント空調装置の提供。 【解決手段】 デシカント空調装置２は、２つの流路２
２、２３からなる向流型流路と、顕熱交換器６及び除湿
器４と、ヒータ１６と、２つの流路２２、２３のエア導
入側にそれぞれ接続され、２つの流路２２、２３をそれ
ぞれ屋外にまた室内にそれぞれ交互に切り替えて連通さ
せる第１の流通切替手段２６と、２つの流路２２、２３
のエア導出側にそれぞれ接続され、２つの流路２２、２
３を屋外にまたは室内にそれぞれ交互に切替えて連通さ
せる第２の流通切替手段とを備える。室内に供給される
エアを調湿する加湿器１８を第２の流通切替手段２７と
室内とを結ぶ流路３２上に設置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、暖房に対応可能な
デシカント空調装置に関し、特に暖房時及び冷房時の両
方で熱回収を行えかつ構成がきわめて簡単な暖房対応型
デシカント空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大気の温暖化やフロンによるオゾ
ン層破壊等の地球環境の破壊問題がクローズアップされ
ている。このような状況の中、効率的なエネルギーの利
用が求められている。そこで現在、次世代空調システム
としてデシカント空調装置に注目が集まっている。この
デシカント空調装置は、例えばシリカゲルやゼオライト
系といった除湿剤（デシカント）を用いて室内に供給さ
れる外気を除湿して空調を行う装置で、都市ガスや低レ
ベルの排熱を除湿剤の再生用熱源として利用することが
可能であることから、省エネルギーに役立つとして期待
が高まっている。しかし、このデシカント空調装置は、
主に除湿を中心に利用が進められていることから冷房装
置として使用されており、暖房には使用されていなかっ
た。

【０００３】そこで、最近、このようなデシカント空調
装置に暖房機能を付加したものが提案されている。図３
は、従来提案されていた暖房機能を備えたデシカント空
調装置２の一例を示したものである。このデシカント空
調装置２は、屋外から外気を取り込んで室内に送給する
給気経路８と、室内から室内空気を取り込んで屋外に排
出する排気経路１０との２つの流路８、１０を備えてい
る。外気は給気経路８の給気口８ｂ付近に設置された給
気ファン１２により送給され、室内空気は排気経路１０
の排気口１０ｂ付近に設置された排気ファン１４により
送給されて、それぞれ室内または屋外に強制的に送られ
る。室内空気および外気は、給気経路８中および排気経
路１０中をそれぞれ相対向して流通され、給気経路８及
び排気経路１０は向流型流路となっている。

【０００４】給気経路８及び排気経路１０には、これら
両経路に跨って除湿器４および顕熱交換器６が設けられ
ている。除湿器４は、冷房時に給気経路８に取り込まれ
た外気を除湿する。除湿された外気は顕熱交換器６へと
送給される。また、顕熱交換器６は、冷房時に、除湿さ
れた外気と排気経路１０に取り込まれた室内空気との間
で熱交換をする。つまり、屋外へ排出される室内空気か
ら冷熱を回収して室内へと送り込まれる外気に付与す
る。顕熱交換器６により冷却された外気は、途中、加湿
器１８により調湿された後、室内へと放出される。顕熱
交換器６により冷熱が回収された室内空気は除湿器４へ
送られる。この室内空気は、除湿器４へと向かう途中、
顕熱交換器６と除湿器４との間に設置された再生用ヒー
タ１６により加熱される。加熱された室内空気は、除湿
器４と接触して当該除湿器４を加熱再生した後、屋外へ
と排出される。

【０００５】一方、暖房時には、給気経路８上の顕熱交
換器６と加湿器１８との間に設置された暖房用ヒータ２
０を使用して外気を加熱し、室内空気に送給する。

【０００６】しかしながら、このデシカント空調装置に
あっては、暖房時には除湿器４や再生用ヒータ１６が全
く機能せず、このため、排気経路１０を流通する室内空
気の圧力損失の増大につながり、流通の妨げになってい
た。また、暖房用ヒータ２０についても同様、冷房時に
は全く機能せず、給気経路８を流通する外気の圧力損失
の増大につながり、流通の妨げになっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような圧力損失を
解消するとともに暖房時においても除湿器を利用すべく
次のような構成を有するデシカント空調装置が提案され
ている。図４及び図５は、このデシカント空調装置を概
略的に示したものである。図４は冷房時の運転状況を簡
略的に示し、図５は暖房時の運転状況を簡略的に示して
いる。

【０００８】このデシカント空調装置は、前述したデシ
カント空調装置と同様、給気経路及び排気経路となる向
流型の２つの流路２２、２３と、これら２つの流路２
２、２３に跨って設置された除湿器４及び顕熱交換器６
と、流路２３上に顕熱交換器６と除湿器４との間に設置
された再生用ヒータ１６と、各流路２２、２３にそれぞ
れ設置されたファン２４、２５とを備えている。ただ
し、暖房用ヒータは省略され、暖房時には、再生用ヒー
タ１６を使用して外気を加熱して室内に供給する。つま
り、暖房用ヒータと再生用ヒータとを１つのヒータで兼
用しているのである。このため、この装置では、冷房時
と暖房時とで、向流する２つの流路２２、２３を交互に
切り替えて給気経路及び排気経路として利用すべく、２
つの流路２２、２３のエア導入側とエア導出側にそれぞ
れ第１及び第２の流通切替弁２６、２７を備えている。
各流通切替弁２６、２７は、２つの流路２２、２３のう
ちの一方を室内に、他方を屋外に交互に切り替えてそれ
ぞれ連通させる。第１の流通切替弁２６と流路２２及び
流路２３との間はそれぞれ流路２８及び流路２９で結ば
れ、第２の流通切替弁２７と流路２２及び流路２３との
間は、それぞれ流路３０及び流路３１で結ばれている。

【０００９】冷房時には、図４に示すように、屋外から
の外気は、図中の実線矢印に沿って、第１の流通切替弁
２６を通じて流路２８に送られて流路２２に導入され
る。他方、室内空気は同じく第１の流通切替弁２６を通
じて流路２９に送られて流路２３に導入される。流路２
２に導入された外気は除湿器４と接触して除湿される。
他方、流路２３に導入された室内空気は顕熱交換器６と
接触し、冷熱が回収される。回収された冷熱は、当該顕
熱交換器６を通じて、流路２２を流通する除湿済みの外
気に供与される。顕熱交換器６により冷却された外気
は、加湿器１８により調湿された後、流路３０を通って
第２の流通切替弁２７に送られ、そこから室内に送給さ
れる。他方、冷熱が回収された室内空気は、除湿器４と
顕熱交換器６との間に介設されたヒータ１６により加熱
されて、除湿器４と接触して除湿器４を加熱再生する。
除湿器４を加熱再生した後、室内空気は流路３１を通っ
て第２の流通切替弁２７に送られ、そこから屋外に排出
される。

【００１０】他方、暖房時には、図５に示すように、２
つの流通切替弁２６、２７が切替えられる。つまり、第
１の流通切換弁２６では、流路２８が室内に連通され、
流路２９が屋外に連通される。また、第２の流通切換弁
２７では、流路３１が室内に連通され、流路３０が屋外
に連通される。室内空気は、図中破線矢印で示すよう
に、第１の流通切替弁２６を通じて流路２８に送られ、
向流する一方の流路２２に導入される。一方の流路２２
に導入された室内空気は除湿器４により除湿された後、
顕熱交換器６と接触し、そこで熱回収される。他方、屋
外からの外気は第１の流通切替弁２６から流路２９に送
られ、向流する他方の流路２３に導入される。他方の流
路２３に導入された外気は、顕熱交換器６により一方の
流路２２で回収された温熱が供与される。その後、ヒー
タ１６で加熱された後、除湿器４と接触し、当該除湿器
４により加湿される。除湿器４により加湿された外気
は、加湿器１９により調湿され、そこから流路３１を通
って第２の流通切替弁２７に送られ、室内に送給され
る。つまり、暖房時は、エア流通が冷房時と逆方向とな
る。

【００１１】しかしながら、このデシカント空調装置に
あっては次のような問題点があった。すなわち、前述し
た装置に比べて、除湿器４を利用して除加湿が行えると
ともに顕熱交換器６を利用して熱回収を行えるものの、
給気の湿度を制御するために冷房時と暖房時とでそれぞ
れ個別に加湿器が必要となり、その分コストが嵩む結果
になった。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、暖房時でも熱回収を行え
るとともに、加湿器を増やす必要がなく冷房時と暖房時
とで共用できるような、構成が非常に簡単な暖房対応型
デシカント空調装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明に係る暖房対応型デシカント空調装置に
あっては、相対向する方向にエアを流通させる２つの流
路からなる向流型流路と、前記向流型流路の２つの流路
に跨って設置された顕熱交換器及び除湿器と、前記向流
型流路の一方の流路上に設置されかつ前記顕熱交換器と
前記除湿器の間に設置されたヒータと、前記向流型流路
の各流路のエア導入口にそれぞれ接続されて前記向流型
流路の一方の流路を屋外に、また他方の流路を室内に交
互に切り替えて連通させる第１の流通切替手段と、前記
向流型流路の各流路のエア導出口にそれぞれ接続されて
前記向流型流路の一方の流路を屋外に、また他方の流路
を室内に交互に切替えて連通させる第２の流通切替手段
とを備え、前記第２の流通切替手段と室内とを結ぶ流路
上に調湿用の加湿器を設置したことを特徴とする。

【００１４】このデシカント空調装置にあっては、向流
型流路の２つの流路のエア導出側の第２の流通切替手段
と室内とを結ぶ流路上に加湿器を設置したことで、１台
の加湿器で冷房時及び暖房時の両方に対応することがで
き、これにより従来に比べて加湿器を１台省略すること
ができる。もちろん、冷房時と暖房時とで２つの流通経
路を切替えるから、暖房時でも熱回収が行え、省エネル
ギー化が図れる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る暖房対応型デ
シカント空調装置の一実施形態について添付図面を用い
て説明する。図１及び図２は、本発明に係る暖房対応型
デシカント空調装置の一実施形態を示したものである。
図１はこの装置の冷房時の運転状況を示し、図２はこの
装置の暖房時の運転状況を示す。なお、従来例と同一の
構成要素には同一の符号を付すものとする。

【００１６】このデシカント空調装置は、図１に示すよ
うに、前述した従来のデシカント空調装置と同様、給気
経路及び排気経路となる向流型の２つの流路２２、２３
と、これら２つの流路２２、２３に跨って設置された除
湿器４及び顕熱交換器６と、流路２３上の顕熱交換器６
と除湿器４との間に設置された再生用ヒータ１６と、２
つの流路２２、２３のエア導入側及びエア導出側にそれ
ぞれ接続されて各流路２２、２３を室内または屋外にそ
れぞれ交互に切り替えて連通させる第１流通切替弁２６
及び第２流通切替弁２７とを備えている。第１の流通切
替弁２６と流路２２及び流路２３との間はそれぞれ流路
２８及び流路２９で結ばれ、第２の流通切替弁２７と流
路２２及び流路２３との間は、それぞれ流路３０及び流
路３１で結ばれている。第２の流通切替弁２７と室内ま
たは屋外とはそれぞれ流路３２及び流路３３により結ば
れている。

【００１７】調湿用の加湿器１８は、第２流通切換弁２
７と室内とを結ぶ流路３２上に設置される。この流路３
２には外気を強制的に室内へ送給するための給気ファン
２４も設けられている。他方、第２流通切換弁２７と屋
外とを結ぶ流路３３上には、室内空気を強制的に屋外へ
送給するための排気ファン２５が設けられている。

【００１８】この装置の冷房時の運転状況について説明
する。冷房時は、図１に示すように、屋外からの外気
は、図中の実線矢印に沿って、第１の流通切替弁２６か
ら流路２８に送られ、向流する一方の流路２２に導入さ
れる。他方、室内空気は同じく第１の流通切替弁２６を
通じて流路２９に送られて、向流する他方の流路２３に
導入される。一方の流路２２に導入された外気は除湿器
４と接触して除湿される。他方、他方の流路２３に導入
された室内空気は顕熱交換器６と接触し、冷熱が回収さ
れる。回収された冷熱は、当該顕熱交換器６を通じて、
一方の流路２２を流通する除湿済みの外気に供与され
る。顕熱交換器６により冷却された外気は、流路３０を
通って第２の流通切替弁２７に送られる。第２の流通切
替弁２７に送られた外気は、流路３２に送られて、加湿
器１８によって調湿された後、室内に送給される。他
方、冷熱が回収された室内空気は、除湿器４と顕熱交換
器６との間に介設されたヒータ１６により加熱されて、
除湿器４と接触して除湿器４を加熱再生する。その後、
室内空気は流路３１を通って第２の流通切替弁２７に送
られ、そこから流路３３を通じて屋外に排出される。

【００１９】次にこの装置の暖房時の運転状況について
説明する。暖房時は、図２に示すように、２つの流通切
替弁２６、２７が切替えられる。つまり、第１の流通切
換弁２６では、流路２８が室内に連通され、流路２９が
屋外に連通される。また、第２の流通切換弁２７では、
流路３１が室内に連通され、流路３０が屋外に連通され
る。室内空気は、図中破線矢印で示されるように、第１
の流通切替弁２６を通じて流路２８に送られ、向流する
一方の流路２２に導入される。流路２２に導入された室
内空気は除湿器４により除湿された後、顕熱交換器６と
接触し、そこで熱回収される。他方、屋外からの外気は
第１の流通切替弁２６から流路２９に送られ、向流する
他方の流路２３に導入される。他方の流路２３に導入さ
れた外気は顕熱交換器６から流路２２で回収された温熱
が供与される。その後、外気は、ヒータ１６で加熱され
た後、除湿器４と接触し、当該除湿器４により加湿され
る。除湿器４により加湿された外気は、流路３１を通じ
て第２の流通切替弁２７に送られ、そこから流路３２に
送られる。この流路３２で外気は、加湿器１８により調
湿され、その後、室内に送給される。他方、顕熱交換器
６により熱回収された室内空気は、流路３０に導入さ
れ、第２の流通切替弁２７に送られ、そこから流路３３
を通って屋外に排出される。

【００２０】このデシカント空調装置２では、向流型流
路の２つの流路２２、２３のエア導出側の第２の流通切
替弁２７と室内とを結ぶ流路３２上に加湿器１８を設置
したことで、１台の加湿器１８で冷房時及び暖房時の両
方に対応することができる。これにより、図４及び図５
に示す従来例のように向流する２つの流路２２、２３に
それぞれ加湿器を設置する必要がなく、従来に比べて加
湿器を１台省略することができ、構成の簡略化とコスト
ダウンを図ることができるとともに、コンパクト化を図
ることができる。しかも、冷房時と暖房時とで２つの流
通経路を切替えるから、暖房時でも熱回収が行え、省エ
ネルギー化が図れる。

【００２１】さらにこのデシカント空調装置２において
は、取り込んだ室内空気を再び室内に送り戻し、取り込
んだ外気を再び屋外に排出するように第１及び第２の流
通切替弁２６，２７を切替え設定する。ここで、室内空
気を除湿側、即ち流路２２に送り込むようにすれば、夏
季等の冷房時において室内空気を除湿してこれを再び室
内に送り返すことができる。また、室内空気を再生側、
即ち流路２３に送り込むようにすれば、冬季等の暖房時
において室内空気を再度加熱・加湿してこれを再び室内
に送り返すことができる。このとき、除湿された室内空
気若しくは外気は温度が若干上昇するため、顕熱交換器
６を通じて外気若しくは室内空気との間で熱交換を行
い、冷房時においては室内空気を冷却するとともに、暖
房時においては室内空気を加熱する。

【００２２】なお、本発明に係る第１及び第２流通切替
手段にあっては、前述したような単独の流通切替弁２
６、２７からなる流通切替機構により構成される場合に
限らず、実質的に２つの流路２２、２３を室内側または
屋外側に交互に切り替えられれば、どのような機構であ
ってもかまわない。

【００２３】

【発明の効果】本発明に係る暖房対応型デシカント空調
装置によれば、向流型流路の２つの流路のエア導出側の
第２の流通切替手段と室内とを結ぶ流路上に加湿器を設
置したことで、１台の加湿器で冷房時及び暖房時の両方
に対応することができる。これによって、従来に比べて
加湿器を１台省略することができ、構成の簡略化とコス
トダウンを図ることができるとともに、コンパクト化を
図ることができる。しかも、冷房時と暖房時とで２つの
流通経路を切替えるから、暖房時でも熱回収が行え、省
エネルギー化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデシカント空調装置の一実施形態
の冷房時の運転状況を示した説明図である。

【図２】本発明に係るデシカント空調装置の一実施形態
の暖房時の運転状況を示した説明図である。

【図３】従来のデシカント空調装置の一例を示したブロ
ック構成図である。

【図４】従来のデシカント空調装置の他例の冷房時の運
転状況を示したブロック構成図である。

【図５】従来のデシカント空調装置の他例の暖房時の運
転状況を示したブロック構成図である。

【符号の説明】

２ デシカント空調装置 ４ 除湿器 ６ 顕熱交換器 １６ ヒータ １８ 加湿器 ２２ 給気経路 ２３ 排気経路 ２４、２５ ファン ２６、２７ 流通切替弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対向する方向にエアを流通させる２つ
   の流路からなる向流型流路と、前記向流型流路の２つの
   流路に跨って設置された顕熱交換器及び除湿器と、前記
   向流型流路の一方の流路上に設置されかつ前記顕熱交換
   器と前記除湿器の間に設置されたヒータと、前記向流型
   流路の各流路のエア導入側にそれぞれ接続されて前記向
   流型流路の一方の流路を屋外に、また他方の流路を室内
   に交互に切り替えて連通させる第１の流通切替手段と、
   前記向流型流路の各流路のエア導出側にそれぞれ接続さ
   れて前記向流型流路の一方の流路を屋外に、また他方の
   流路を室内に交互に切替えて連通させる第２の流通切替
   手段とを備え、前記第２の流通切替手段と室内とを結ぶ
   流路上に調湿用の加湿器を設置したことを特徴とする暖
   房対応型デシカント空調装置。