JP2004069222A - 換気調湿装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】換気をしながら梅雨期や夏期における外気湿分の流入を抑制し、冬期における室内の湿分の流出を抑制する構成において、風路を切換えることにより単一の加熱器とすることで、装置を小型化し、コストを低下させることができる換気調湿装置を提供することを目的とする。
【解決手段】吸湿経路３が給気経路１０４中または排気経路１０５中のいずれかに介在するようにし、再生経路４が給気経路１０４中または排気経路１０５中のいずれかに介在するようにし、吸湿経路３が給気経路１０４に介在している場合は排気経路１０５に再生経路４が、吸湿経路３が排気経路１０５に介在している場合は給気経路１０４に再生経路４が介在するようにした構成により、単一の再生加熱器３という安価な構成で梅雨期もしくは夏期における湿分の流入と冬期における室内湿分の流出の抑制を実現できる換気調湿装置が得られる。
【選択図】 図１
【解決手段】吸湿経路３が給気経路１０４中または排気経路１０５中のいずれかに介在するようにし、再生経路４が給気経路１０４中または排気経路１０５中のいずれかに介在するようにし、吸湿経路３が給気経路１０４に介在している場合は排気経路１０５に再生経路４が、吸湿経路３が排気経路１０５に介在している場合は給気経路１０４に再生経路４が介在するようにした構成により、単一の再生加熱器３という安価な構成で梅雨期もしくは夏期における湿分の流入と冬期における室内湿分の流出の抑制を実現できる換気調湿装置が得られる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅等において部屋の中の汚れた空気を換気することにより建物内の清浄度を保つとともに換気に伴い侵入もしくは失われていく湿分を排湿もしくは保湿することにより、室内の湿度を快適に保つ換気調湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建築基準法の改正により計画換気が推奨される中で、換気に伴う湿分の流入もしくは流出が快適性、エネルギー損失の面から問題視されている。このような課題に対し、計画換気を行いつつ湿分の流出入を調整し換気による潜熱損失を抑制する換気調湿装置が既に種々考案されているが、例として特開平５−３４６２５３号公報に記載されたものが知られている。以下、その構成について図８を参照しながら説明する。
【０００３】
図８に示すように、住宅の天井に設置された本体１０１内に空気中の水分を可逆的に吸脱湿する吸着材１０２と、吸着材１０２を回転させる駆動手段としての駆動モータ１０３と、室外から外気を導入し室内に供給するための給気経路１０４と、室内の空気を室外に排気するための排気経路１０５と、給気経路１０４内に給気経路１０４に送風するための給気ファン１０６と、排気経路１０５内に排気経路１０５に送風するための排気ファン１０７とが設けられ、吸着材１０２は給気経路１０４と排気経路１０５とに跨り且つ回転自在に配されている。また、給気経路１０４中の吸着材１０２近傍には、給気経路１０４内に在る吸着材１０２を再生させるための加熱空気を創出する加熱手段としての給気側ヒータ１０８が設けられ、排気経路１０５中の吸着材１０２近傍にも同様に排気経路１０５内に在る吸着材１０２を再生させるための加熱空気を創出する加熱手段としての排気側ヒータ１０９が設けられている。
【０００４】
以上のように構成された換気調湿装置の動作について説明する。まず住宅内の汚れた空気を外気と入替えることにより室内の清浄度を保つ換気動作は、給気ファン１０６および排気ファン１０７を作動させることにより行われる。給気ファンを動作させることにより外気は給気経路１０４を通って室内に供給され、汚れた室内の空気は排気ファン１０７の作動により排気経路１０５を通って室外へと排気される。このようにして汚れた室内の空気が外気と入れ替わり換気がなされることになる。
【０００５】
ここで梅雨期や夏期等の外気が高湿状態である場合に換気による外気湿分の室内流入を抑制する場合には、給気側ヒータ１０８は停止状態にし排気側ヒータ１０９を作動させるとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させる。給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた高湿状態の外気は、給気経路１０４内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室内に供給される。給気経路１０４内において高湿状態の外気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により排気経路１０５へと回転移動する。排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた室内の空気は、排気側ヒータ１０９により高温状態となる。高温の室内空気は排気経路１０５内に移動した吸着材１０２を通過し、吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室外に排気される。高温の室内空気により水分の脱湿がなされた吸着材１０２は再生して再び活性を取り戻し駆動モータ１０３によって給気経路１０４内に再び戻る。このようにして給気経路１０４内において高湿状態の外気の湿分を吸着材１０２に吸着させる吸湿動作と、排気経路１０５内において吸着材１０２の水分を脱湿させる再生動作を駆動モータ１０３により連続的に行うことによって、換気による外気湿分の室内流入の抑制を行っている。
【０００６】
次に冬期のように室内の湿度が高く外気の湿度が低い条件下において室内の湿分の流出を抑制する場合は、給気側ヒータ１０８を作動させ、排気側ヒータ１０９を停止状態にするとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させる。排気ファン１０７により排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた高湿の室内の空気は、排気経路１０５内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室外に排気される。排気経路１０５内において高湿状態の室内の空気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により給気経路１０４へと回転移動する。給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた低湿の外気は、給気側ヒータ１０８により高温状態となり給気経路１０４内に移動した吸着材１０２に流入する。ここで高温の外気は吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室内に供給される。給気経路１０４において水分の脱湿がなされた吸着材１０２は再生して再び活性を取り戻し駆動モータ１０３によって再び排気経路１０５内に戻ることになる。このようにして排気経路１０５内において高湿状態の室内の空気の湿分を吸着材１０２に吸着させる吸湿動作と、給気経路１０４内において吸着材１０２の水分を脱湿させる再生動作を駆動モータ１０３により連続的に行うことによって、換気による室内の湿分の流出を抑制を可能としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の例のように従来の換気調湿装置では、吸着材を再生させるための加熱空気を創出する加熱手段として、梅雨期や夏期における外気湿分の流入を抑制する際に用いる排気側ヒータと、冬期における室内の湿分の流出を抑制する場合に用いる給気側ヒータの２つの加熱手段が必要であるため、装置が大型化するとともにコストも高くなるという問題点があった。
【０００８】
また、加熱手段に流入する前の空気の温度と加熱した後の空気の温度の差が大きいため、加熱手段の加熱量が大きくなりランニングコストが嵩むという問題点があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型かつ安価な構成において、ランニングコストを削減し、年間を通じた様々な空気状態に応じて適正な湿度調整が実現できる換気調湿装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明は上記目的を達成するために、空気中の水分を可逆的に吸脱湿する吸着材と、前記吸着材に空気を流通させ前記吸着材に空気中の水分を吸湿させる吸湿経路と、前記吸着材に加熱空気を流通させ前記吸着材が吸湿した水分を脱湿させて前記吸着材を再生させる再生経路と、前記吸湿経路における前記吸着材への吸湿と前記再生経路における前記吸着材の再生が連続的もしくは断続的に入れ替わるように前記吸着材を回転させる駆動手段と、前記再生経路内に在って空気を加熱し加熱空気を創出する加熱手段とを有し、室外から外気を導入し室内に供給する有する給気経路と、室内の空気を室外に排気する排気経路を備えた換気調湿装置において、前記吸湿経路が前記給気経路もしくは前記排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第１の切換手段と、前記再生経路が前記給気経路もしくは前記排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第２の切換手段と、前記吸湿経路が前記給気経路中に介在する場合には前記排気経路中に前記再生経路が介在し前記吸湿経路が前記排気経路中に介在する場合には前記給気経路中に前記再生経路が介在するように前記第１の切換手段および前記第２の切換手段の切換動作を行う構成としたものである。そして本発明によれば、梅雨期もしくは夏期は第１の切換手段により吸湿経路を給気経路中に介在させ給気される外気中の湿分を吸着材に吸湿し、第２の切換手段により再生経路を排気経路中に介在させ吸着材から湿分を脱湿させて排出することにより換気による室内への湿分侵入を抑制し、冬期には第２の切換手段により吸湿経路を排気経路中に介在させて排気される湿分を吸着材に吸湿し、第１の切換手段により再生経路を給気経路中に介在させて吸着材が保有する湿分を脱湿させて室内に供給することにより換気による室外への湿分流出を抑制するので、再生経路にある単一の加熱手段で梅雨期もしくは夏期における室内への湿分侵入の抑制と冬期における室外への湿分流出の抑制が行えるので装置の小型化および安価な構成を可能とする換気調湿装置が得られる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の発明は、吸湿経路において吸着材に水分を取り除かれた空気と再生経路における加熱手段で加熱される前の空気とを熱交換させる熱交換器を設けた構成としたものである。そして本発明によれば、吸着材に水分を吸着する際に発生する吸着熱を加熱手段で加熱される前の空気と熱交換して加熱される前の空気温度を予め昇温させることにより、加熱手段に投入するエネルギーを低減しランニングコストを削減できる換気調湿装置が得られる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の発明は、室内の目標湿度を設定する目標湿度設定手段と、室内の湿度を検出する室内湿度検出手段と、前記目標湿度設定手段により設定された目標湿度と前記室内湿度検出手段により検出された室内湿度との差に基づき第１の切換手段と第２の切換手段と駆動手段と加熱手段を作動させる制御手段を設けた構成としたものである。そして本発明によれば、検出した室内湿度が目標湿度より高い場合には、給気経路中に吸湿経路が介在するように第１の切換手段を作動させ、給気される外気中の湿分を吸着材に吸湿し、第２の切換手段により再生経路を排気経路中に介在させ吸着材から湿分を脱湿させて排出することにより室内への湿分侵入を抑制して室内の湿度を目標湿度に近づけ、検出した室内湿度が目標湿度より低い場合には、排気経路中に吸湿経路が介在するように第２の切換手段を作動させ排気される湿分を吸着材に吸湿し、第１の切換手段により再生経路を給気経路中に介在させて吸着材が保有する湿分を脱湿させて室内に供給することにより室外への湿分流出を抑制して室内の湿度を目標湿度に近づけ、検出した室内湿度が目標湿度に近い場合には駆動手段と加熱手段を停止させ室内湿度を目標値に維持するため年間を通じて適正な湿度調整が実現できる換気調湿装置が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同一の部分については、同一番号を付し詳細な説明は省略する。
【００１４】
（実施例１）
まず本発明における換気調湿装置の概略構成について説明する。図１は本発明の第１の実施例における換気調湿装置の除湿運転実行時の動作説明図である。図１に示すように、この換気調湿装置は、住宅の天井に設置された本体１０１内に空気中の水分を可逆的に吸脱湿する吸着材１０２と、吸着材１０２を回転させる駆動手段としての駆動モータ１０３と、室外から外気を導入し室内に供給するための給気経路１０４と、室内の空気を室外に排気するための排気経路１０５と、給気経路１０４内に給気経路１０４に送風するための第１のファン１と、排気経路１０５内に排気経路１０５に送風するための第２のファン２とが設けられている。また、吸湿経路３が給気経路１０４中または排気経路１０５中のいずれかに介在、すなわち給気経路１０４中または排気経路１０５の一部となるように切換え接続する第１のダンパー５と第２のダンパー６とがあり、再生経路４が給気経路１０４中または排気経路１０５中のいずれかに介在、すなわち給気経路１０４中または排気経路１０５の一部となるように切換え接続する第３のダンパー７と第４のダンパー８とがあり、吸湿経路３が給気経路１０４に介在している場合は排気経路１０５に再生経路４が、吸湿経路３が排気経路１０５に介在している場合は給気経路１０４に再生経路４が介在するように、第１のダンパー５、第２のダンパー６、第３のダンパー７、第４のダンパー８を連動し動作するように制御されている。吸着材１０２は吸湿経路３と再生経路４とに跨り且つ回転自在に配されており、再生経路４中の吸着材１０２近傍には、再生経路４内に在る吸着材１０２を再生させるための加熱空気を創出する加熱手段としてのヒータ９が設けられている。
【００１５】
次に本発明における換気調湿装置の詳細な構成について説明する。図２は換気調湿装置の構成を示した斜視図である。図２に示すように、金属、または樹脂で構成された略直方体の本体１０１の外郭に、アダプタ１０が螺子等で固定されている。本体１０１の内部は、給気経路１０４と排気経路１０５に隔壁されており、給気経路１０４内に第１のファン１、排気経路１０５内に第２のファン２、および金属または樹脂等で構成された仕切り板１１が固定されており、この仕切り板１１に吸着材１０２、駆動モータ１０３、第１のダンパー５、第２のダンパー６、第３のダンパー７、第４のダンパー８、ヒータ９が螺子等で固定されており、且つ吸湿経路３と再生経路４が隔壁されている構成となる。
【００１６】
次に吸着材１０２の詳細な構成について説明する。図３は吸着材１０２の構成を示した構成説明図である。図３に示すように、吸着材１０２はセラミック繊維、ガラス繊維等の無機繊維、もしくはそれら無機繊維とパルプとを混合して抄造した平面紙１２とコルゲート加工を施した波型紙１３とを積層して巻き上げて円盤状に形成し、ゼオライト、シリカゲル、活性炭などの吸着材料を１種類以上担持したもので構成され、図中の矢印の方向に多数の小透孔１４を有していて通風が可能な構造となっている。吸着材１０２が比較的湿分を多く含むときに相対的に湿度の低い空気、例えば加熱された空気が通過すると通過空気中に水分を放湿し、吸着材１０２が比較的乾燥しているときに相対的に湿度の高い空気が通過すると通過空気中の水分を吸湿する性質を持っている。
【００１７】
以上のように構成された換気調湿装置の動作について説明する。まず住宅内の汚れた空気を外気と入替えることにより室内の清浄度を保つ換気動作は、第１のファン１および第２のファン２を作動させることにより行われる。第１のファン１を動作させることにより外気は給気経路１０４を通って室内に供給され、汚れた室内の空気は第２のファン２の作動により排気経路１０５を通って室外へと排気される。このようにして汚れた室内の空気が外気と入れ替わり換気がなされることになる。
【００１８】
ここで、梅雨期や夏期等の外気が高湿状態である場合に換気による外気湿分の室内流入を抑制する場合には、ヒータ９を作動させるとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させ、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を給気経路１０４中（図１の第１のダンパー５と第２のダンパー６は実線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を排気経路１０５中（図１の第３のダンパー７と第４のダンパー８は実線での経路）となるようにする。第１のファン１によって給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた高湿状態の外気は、吸湿経路３内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室内に供給される。吸湿経路３内において高湿状態の外気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により再生経路４へと回転移動する。排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた室内の空気は、再生経路４内のヒータ９により高温状態となる。高温の室内空気は再生経路４内に移動した吸着材１０２を通過し、吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室外に排気される。高温の室内空気により水分の脱湿がなされた吸着材１０２は再生して再び活性を取り戻し駆動モータ１０３によって吸湿経路３内に再び戻る。このようにして吸湿経路３内において高湿状態の外気の湿分を吸着材１０２に吸着させる吸湿動作と、再生経路４内において吸着材１０２の水分を脱湿させる再生動作を駆動モータ１０３により連続的に行うことによって、換気による外気湿分の室内流入の抑制を行っている。
【００１９】
次に、冬期のように室内の湿度が高く外気の湿度が低い条件下において室内の湿分の流出を抑制する場合は、ヒータ９を作動させるとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させ、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を排気経路１０５中（図１の第１のダンパー５と第２のダンパー６は破線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を給気経路１０４中（図１の第３のダンパー７と第４のダンパー８は破線での経路）となるようにする。第２のファン２により排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた高湿の室内の空気は、吸湿経路３内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室外に排気される。吸湿経路３内において高湿状態の室内の空気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により再生経路４へと回転移動する。給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた低湿の外気は、再生経路４内のヒータ９により高温状態となり再生経路４内に移動した吸着材１０２に流入する。ここで高温の外気は吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室内に供給される。再生経路４において水分の脱湿がなされた吸着材１０２は再生して再び活性を取り戻し駆動モータ１０３によって再び吸湿経路３内に戻ることになる。このようにして吸湿経路３内において高湿状態の室内の空気の湿分を吸着材１０２に吸着させる吸湿動作と、再生経路４内において吸着材１０２の水分を脱湿させる再生動作を駆動モータ１０３により連続的に行うことによって、換気による室内の湿分の流出を抑制を可能としている。
【００２０】
以上のように本実施例において、換気調湿装置は、梅雨期もしくは夏期における湿分の流入と冬期における室内湿分の流出の抑制を単一の加熱手段で実現することにより、除湿用、加湿用の加熱器としてが２つ必要とすることにより装置が大型化しコストも高くなることなく、安価な構成において梅雨期もしくは夏期における湿分の流入と冬期における室内湿分の流出の抑制を実現することができるのである。
【００２１】
なお、本実施例において第１のファン１、第２のファン２の位置を吸着材１０２に対し下流側に配置したが、図４（ａ）のように上流側に配置しても良い。
【００２２】
また、図４（ｂ）のように第１のファン１を第１のダンパー５と第２のダンパー６の間に、第２のファン２を第３のダンパー７と第４のダンパー８の間に設置しても同様の効果を得ることができる。
【００２３】
また、図４（ｃ）のように第１のファン１と第２のファン２を本体１０１外に別途設置しても同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、図４（ｄ）のように第１のダンパー５と第３のダンパー７を一つの回転型経路切換および第２のダンパー６と第４のダンパー８を一つの回転型経路切換として作動可能とし、この各々の回転型経路切換は、各々９０°回転することにより経路切換部を４箇所から２箇所と１／２にしながらも同様の効果を得ることができる。
【００２５】
また、本実施例において、加熱手段としてヒータ９としたが温水コイルでもよい。この温水コイルに流す温水は、地域冷暖房用の温水、廃熱利用の温水、ＣＯ２給湯機のいずれの温水でも良く、温水だけで昇温出来ない場合は、温水コイル出口側に補助加熱ヒータを用いても良い。
【００２６】
（実施例２）
本実施例において、実施例１と同一部分については同一の記号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２７】
図５は本発明の第２の実施例における換気調湿装置の基本構成を示した概略構成図である。図５に示すように、この換気調湿装置は、吸湿経路３において吸着材１０２を通過後の空気と再生経路４におけるヒータ９で加熱される前の空気とを熱交換させる位置に熱交換器１５を設けた構成となっている。
【００２８】
次に熱交換器１５の詳細な構成について説明する。図６（ａ）は直交流型の熱交換器１５の構成を示した構成説明図である。図６（ａ）に示すように、熱交換器１５は樹脂、もしくはアルミ等の金属材料の平面板１６とコルゲート加工を施した波型板１７とを積層し、且つ波型板１７の波方向が直角になるように積層して構成された構造となっている。例えば熱交換器１５に温度の高い第１の空気１８と温度の低い第２の空気１９の空気が流入した場合、温度の高い第１の空気１８から第１の空気１８側の平面板１６、波型板１７に熱伝達し、第２の空気１９側の平面板１６、波型板１７に熱伝導し、第２の空気１９側の平面板１６、波型板１７から第２の空気１９に熱伝達し、第２の空気１９の温度が上昇する。
【００２９】
以上の構成において、次に運転動作を説明する。図５に示すように吸湿経路３において吸着材１０２に湿分を取り除かれた空気は、吸着材１０２に湿分を吸着されたために吸着熱が発生する。この吸着熱は吸着材１０２で湿分を取り除かれる前の空気温度に対し、２０ｄｅｇ程度高い温度となり、熱交換器１５での効率が７５％、外気温度と室内温度が同じであれば、ヒータ９で加熱される前の空気温度を１５ｄｅｇ上昇させることが可能となる。
【００３０】
上記構成において、熱交換器１５は、吸湿経路１の吸着材１０２に水分を吸着されたために発生した吸着熱を再生経路４の加熱される前の空気と熱交換することにより、加熱される前の空気温度をあらかじめ昇温させることができ、ヒータ９に投入するエネルギーを低減し、ヒータ９の容量を小型化でき、ランニングコストを削減できる換気調湿装置が得られる。
【００３１】
なお、本実施例において熱交換器１５は、図６（ａ）の直交流型としたが図６（ｂ）のように熱交換器１５の内部で第１の空気１８と第２の空気１９が対向する流れになるような対向流型で構成しても良い。
【００３２】
（実施例３）
本実施例において、実施例１および２と同一部分については同一の記号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３３】
ここでは実施例１および２で説明した換気調湿装置における自動運転モードの動作について説明する。図７は本発明の第３の実施例における自動運転モードの基本構成を示した概略構成図である。図７に示すように、目標湿度設定手段として本体１０１から有線または無線で室内の目標湿度を設定する湿度設定リモコン２０と、室内湿度検出手段として本体１０１の室内からの吸込口近傍に室内の湿度を検出させるための湿度センサー２１が取り付けられており、目標設定湿度と本体１０１に流入してくる実際の室内湿度の差から、第１のファン１、第２のファン２、吸着材１０２を回転動作させる駆動モータ１０３、第１のダンパー５、第２のダンパー６、第３のダンパー７、第４のダンパー８、ヒータ９の動作を決定する構成となっている。
【００３４】
以上の構成において、次に運転動作を説明する。湿度設定リモコン２０で、ある目標設定湿度を行い本体１０１を作動させた場合、室内から第２のファン２によって本体１０１に吸い込まれた室内空気は、湿度センサー２１によって室内湿度状態を把握し、目標設定湿度と実際の室内湿度の差を算出し、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が−１０％より小さい場合、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が−１０％以上且つ１０％以下の場合、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が１０％より大きい場合の３モードで判断する。目標設定湿度と実際の室内湿度の差が−１０％より小さい場合は、室内へ換気加湿が必要と判断し、ヒータ９を作動させるとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させ、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を排気経路１０５中（図７の第１のダンパー５と第２のダンパー６は破線での経路）とし、第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を給気経路１０４中（図７の第３のダンパー７と第４のダンパー８は破線での経路）となるようにする。第２のファン２により排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた高湿の室内の空気は、吸湿経路３内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室外に排気される。吸湿経路３内において高湿状態の室内の空気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により再生経路４へと回転移動する。給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた低湿の外気は、再生経路４内のヒータ９により高温状態となり再生経路４内に移動した吸着材１０２に流入する。ここで高温の外気は吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室内に供給されため、室内に換気加湿させることができる。次に、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が−１０％以上且つ１０％以下の場合は、室内へ換気のみが必要と判断し、ヒータ９、駆動モータ１０３は動作させず、吸着材１０２を停止させ、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を排気経路１０５中（図７の第１のダンパー５と第２のダンパー６は破線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を給気経路１０４中（図７の第３のダンパー７と第４のダンパー８は破線での経路）となるようにするか、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を給気経路１０４中（図７の第１のダンパー５と第２のダンパー６は実線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を排気経路１０５中（図７の第３のダンパー７と第４のダンパー８は実線での経路）となるようにする。第１ファン１によって外気を室内へ供給し、第２のファン２によって室内空気を外気に排気することにより、設定した湿度に対し維持させつつ室内の換気を行うことができる。次に、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が１０％より大きい場合、室内へ換気除湿が必要と判断し、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を給気経路１０４中（図７の第１のダンパー５と第２のダンパー６は実線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を排気経路１０５中（図７の第３のダンパー７と第４のダンパー８は実線での経路）となるようにする。第１のファン１によって給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた高湿状態の外気は、吸湿経路３内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室内に供給される。吸湿経路３内において高湿状態の外気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により再生経路４へと回転移動する。排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた室内の空気は、再生経路４内のヒータ９により高温状態となる。高温の室内空気は再生経路４内に移動した吸着材１０２を通過し、吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室外に排気されるため室内を換気除湿させることができる。
【００３５】
上記構成おいて、目標設定湿度と実際の室内湿度を検出し、目標設定湿度になるように除湿換気、加湿換気、換気のみを切り替えることにより、年間を通じて適正な湿度調整が実現できる換気調湿装置が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、吸湿経路が給気経路もしくは排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第１の切換手段と、再生経路が給気経路もしくは排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第２の切換手段と、吸湿経路が給気経路中に介在する場合には排気経路中に再生経路が介在し吸湿経路が排気経路中に介在する場合には給気経路中に再生経路が介在するように第１の切換手段および第２の切換手段の切換動作を行う構成により、単一の加熱手段という安価な構成で梅雨期もしくは夏期における湿分の流入と冬期における室内湿分の流出の抑制を実現するという効果のある換気調湿装置を提供できる。
【００３７】
また、吸湿経路において吸着材を通過後の空気と再生経路における再生加熱器で加熱される前の空気とを熱交換させる位置に熱交換器を設けた構成により、再生加熱器を小型化しランニングコストを削減できるという効果のある換気調湿装置を提供できる。
【００３８】
また、室内の目標湿度を設定する目標湿度設定手段と、室内の湿度を検出する室内湿度検出手段と、目標湿度設定手段により設定された目標湿度と室内湿度検出手段により検出された室内湿度との差に基づき第１の切換手段と第２の切換手段と駆動手段と加熱手段を作動させる制御手段を設けた構成により、年間を通じて適正な湿度調整が実現できるという効果のある換気調湿装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における換気調湿装置の概略構成図
【図２】同、斜視図
【図３】同、吸着材の構成を示した構成説明図
【図４】（ａ）同、風路構成の一例を示す概略構成図
（ｂ）同、風路構成の一例を示す概略構成図
（ｃ）同、風路構成の一例を示す概略構成図
（ｄ）同、風路構成の一例を示す概略構成図
【図５】本発明の第２の実施例における換気調湿装置の基本構成を示した概略構成図
【図６】（ａ）同、直交流型の熱交換器の構成を示した構成説明図
（ｂ）同、対向流型の熱交換器の構成を示した構成説明図
【図７】本発明の第３の実施例における自動運転モードの基本構成を示した概略構成図
【図８】従来の換気調湿装置の基本構成を示した概略構成図
【符号の説明】
１ 第１のファン
２ 第２のファン
３ 吸湿経路
４ 再生経路
５ 第１のダンパー
６ 第２のダンパー
７ 第３のダンパー
８ 第４のダンパー
９ ヒータ
１０ アダプタ
１１ 仕切り板
１２ 平面紙
１３ 波型紙
１４ 小透孔
１５ 熱交換器
１６ 平面板
１７ 波型板
１８ 第１の空気
１９ 第２の空気
２０ 湿度設定リモコン
２１ 湿度センサー
１０１ 本体
１０２ 吸着材
１０３ 駆動モータ
１０４ 給気経路
１０５ 排気経路
１０６ 給気ファン
１０７ 排気ファン
１０８ 給気側ヒータ
１０９ 排気側ヒータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅等において部屋の中の汚れた空気を換気することにより建物内の清浄度を保つとともに換気に伴い侵入もしくは失われていく湿分を排湿もしくは保湿することにより、室内の湿度を快適に保つ換気調湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建築基準法の改正により計画換気が推奨される中で、換気に伴う湿分の流入もしくは流出が快適性、エネルギー損失の面から問題視されている。このような課題に対し、計画換気を行いつつ湿分の流出入を調整し換気による潜熱損失を抑制する換気調湿装置が既に種々考案されているが、例として特開平５−３４６２５３号公報に記載されたものが知られている。以下、その構成について図８を参照しながら説明する。
【０００３】
図８に示すように、住宅の天井に設置された本体１０１内に空気中の水分を可逆的に吸脱湿する吸着材１０２と、吸着材１０２を回転させる駆動手段としての駆動モータ１０３と、室外から外気を導入し室内に供給するための給気経路１０４と、室内の空気を室外に排気するための排気経路１０５と、給気経路１０４内に給気経路１０４に送風するための給気ファン１０６と、排気経路１０５内に排気経路１０５に送風するための排気ファン１０７とが設けられ、吸着材１０２は給気経路１０４と排気経路１０５とに跨り且つ回転自在に配されている。また、給気経路１０４中の吸着材１０２近傍には、給気経路１０４内に在る吸着材１０２を再生させるための加熱空気を創出する加熱手段としての給気側ヒータ１０８が設けられ、排気経路１０５中の吸着材１０２近傍にも同様に排気経路１０５内に在る吸着材１０２を再生させるための加熱空気を創出する加熱手段としての排気側ヒータ１０９が設けられている。
【０００４】
以上のように構成された換気調湿装置の動作について説明する。まず住宅内の汚れた空気を外気と入替えることにより室内の清浄度を保つ換気動作は、給気ファン１０６および排気ファン１０７を作動させることにより行われる。給気ファンを動作させることにより外気は給気経路１０４を通って室内に供給され、汚れた室内の空気は排気ファン１０７の作動により排気経路１０５を通って室外へと排気される。このようにして汚れた室内の空気が外気と入れ替わり換気がなされることになる。
【０００５】
ここで梅雨期や夏期等の外気が高湿状態である場合に換気による外気湿分の室内流入を抑制する場合には、給気側ヒータ１０８は停止状態にし排気側ヒータ１０９を作動させるとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させる。給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた高湿状態の外気は、給気経路１０４内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室内に供給される。給気経路１０４内において高湿状態の外気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により排気経路１０５へと回転移動する。排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた室内の空気は、排気側ヒータ１０９により高温状態となる。高温の室内空気は排気経路１０５内に移動した吸着材１０２を通過し、吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室外に排気される。高温の室内空気により水分の脱湿がなされた吸着材１０２は再生して再び活性を取り戻し駆動モータ１０３によって給気経路１０４内に再び戻る。このようにして給気経路１０４内において高湿状態の外気の湿分を吸着材１０２に吸着させる吸湿動作と、排気経路１０５内において吸着材１０２の水分を脱湿させる再生動作を駆動モータ１０３により連続的に行うことによって、換気による外気湿分の室内流入の抑制を行っている。
【０００６】
次に冬期のように室内の湿度が高く外気の湿度が低い条件下において室内の湿分の流出を抑制する場合は、給気側ヒータ１０８を作動させ、排気側ヒータ１０９を停止状態にするとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させる。排気ファン１０７により排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた高湿の室内の空気は、排気経路１０５内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室外に排気される。排気経路１０５内において高湿状態の室内の空気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により給気経路１０４へと回転移動する。給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた低湿の外気は、給気側ヒータ１０８により高温状態となり給気経路１０４内に移動した吸着材１０２に流入する。ここで高温の外気は吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室内に供給される。給気経路１０４において水分の脱湿がなされた吸着材１０２は再生して再び活性を取り戻し駆動モータ１０３によって再び排気経路１０５内に戻ることになる。このようにして排気経路１０５内において高湿状態の室内の空気の湿分を吸着材１０２に吸着させる吸湿動作と、給気経路１０４内において吸着材１０２の水分を脱湿させる再生動作を駆動モータ１０３により連続的に行うことによって、換気による室内の湿分の流出を抑制を可能としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の例のように従来の換気調湿装置では、吸着材を再生させるための加熱空気を創出する加熱手段として、梅雨期や夏期における外気湿分の流入を抑制する際に用いる排気側ヒータと、冬期における室内の湿分の流出を抑制する場合に用いる給気側ヒータの２つの加熱手段が必要であるため、装置が大型化するとともにコストも高くなるという問題点があった。
【０００８】
また、加熱手段に流入する前の空気の温度と加熱した後の空気の温度の差が大きいため、加熱手段の加熱量が大きくなりランニングコストが嵩むという問題点があった。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、小型かつ安価な構成において、ランニングコストを削減し、年間を通じた様々な空気状態に応じて適正な湿度調整が実現できる換気調湿装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明は上記目的を達成するために、空気中の水分を可逆的に吸脱湿する吸着材と、前記吸着材に空気を流通させ前記吸着材に空気中の水分を吸湿させる吸湿経路と、前記吸着材に加熱空気を流通させ前記吸着材が吸湿した水分を脱湿させて前記吸着材を再生させる再生経路と、前記吸湿経路における前記吸着材への吸湿と前記再生経路における前記吸着材の再生が連続的もしくは断続的に入れ替わるように前記吸着材を回転させる駆動手段と、前記再生経路内に在って空気を加熱し加熱空気を創出する加熱手段とを有し、室外から外気を導入し室内に供給する有する給気経路と、室内の空気を室外に排気する排気経路を備えた換気調湿装置において、前記吸湿経路が前記給気経路もしくは前記排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第１の切換手段と、前記再生経路が前記給気経路もしくは前記排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第２の切換手段と、前記吸湿経路が前記給気経路中に介在する場合には前記排気経路中に前記再生経路が介在し前記吸湿経路が前記排気経路中に介在する場合には前記給気経路中に前記再生経路が介在するように前記第１の切換手段および前記第２の切換手段の切換動作を行う構成としたものである。そして本発明によれば、梅雨期もしくは夏期は第１の切換手段により吸湿経路を給気経路中に介在させ給気される外気中の湿分を吸着材に吸湿し、第２の切換手段により再生経路を排気経路中に介在させ吸着材から湿分を脱湿させて排出することにより換気による室内への湿分侵入を抑制し、冬期には第２の切換手段により吸湿経路を排気経路中に介在させて排気される湿分を吸着材に吸湿し、第１の切換手段により再生経路を給気経路中に介在させて吸着材が保有する湿分を脱湿させて室内に供給することにより換気による室外への湿分流出を抑制するので、再生経路にある単一の加熱手段で梅雨期もしくは夏期における室内への湿分侵入の抑制と冬期における室外への湿分流出の抑制が行えるので装置の小型化および安価な構成を可能とする換気調湿装置が得られる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の発明は、吸湿経路において吸着材に水分を取り除かれた空気と再生経路における加熱手段で加熱される前の空気とを熱交換させる熱交換器を設けた構成としたものである。そして本発明によれば、吸着材に水分を吸着する際に発生する吸着熱を加熱手段で加熱される前の空気と熱交換して加熱される前の空気温度を予め昇温させることにより、加熱手段に投入するエネルギーを低減しランニングコストを削減できる換気調湿装置が得られる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の発明は、室内の目標湿度を設定する目標湿度設定手段と、室内の湿度を検出する室内湿度検出手段と、前記目標湿度設定手段により設定された目標湿度と前記室内湿度検出手段により検出された室内湿度との差に基づき第１の切換手段と第２の切換手段と駆動手段と加熱手段を作動させる制御手段を設けた構成としたものである。そして本発明によれば、検出した室内湿度が目標湿度より高い場合には、給気経路中に吸湿経路が介在するように第１の切換手段を作動させ、給気される外気中の湿分を吸着材に吸湿し、第２の切換手段により再生経路を排気経路中に介在させ吸着材から湿分を脱湿させて排出することにより室内への湿分侵入を抑制して室内の湿度を目標湿度に近づけ、検出した室内湿度が目標湿度より低い場合には、排気経路中に吸湿経路が介在するように第２の切換手段を作動させ排気される湿分を吸着材に吸湿し、第１の切換手段により再生経路を給気経路中に介在させて吸着材が保有する湿分を脱湿させて室内に供給することにより室外への湿分流出を抑制して室内の湿度を目標湿度に近づけ、検出した室内湿度が目標湿度に近い場合には駆動手段と加熱手段を停止させ室内湿度を目標値に維持するため年間を通じて適正な湿度調整が実現できる換気調湿装置が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、従来例と同一の部分については、同一番号を付し詳細な説明は省略する。
【００１４】
（実施例１）
まず本発明における換気調湿装置の概略構成について説明する。図１は本発明の第１の実施例における換気調湿装置の除湿運転実行時の動作説明図である。図１に示すように、この換気調湿装置は、住宅の天井に設置された本体１０１内に空気中の水分を可逆的に吸脱湿する吸着材１０２と、吸着材１０２を回転させる駆動手段としての駆動モータ１０３と、室外から外気を導入し室内に供給するための給気経路１０４と、室内の空気を室外に排気するための排気経路１０５と、給気経路１０４内に給気経路１０４に送風するための第１のファン１と、排気経路１０５内に排気経路１０５に送風するための第２のファン２とが設けられている。また、吸湿経路３が給気経路１０４中または排気経路１０５中のいずれかに介在、すなわち給気経路１０４中または排気経路１０５の一部となるように切換え接続する第１のダンパー５と第２のダンパー６とがあり、再生経路４が給気経路１０４中または排気経路１０５中のいずれかに介在、すなわち給気経路１０４中または排気経路１０５の一部となるように切換え接続する第３のダンパー７と第４のダンパー８とがあり、吸湿経路３が給気経路１０４に介在している場合は排気経路１０５に再生経路４が、吸湿経路３が排気経路１０５に介在している場合は給気経路１０４に再生経路４が介在するように、第１のダンパー５、第２のダンパー６、第３のダンパー７、第４のダンパー８を連動し動作するように制御されている。吸着材１０２は吸湿経路３と再生経路４とに跨り且つ回転自在に配されており、再生経路４中の吸着材１０２近傍には、再生経路４内に在る吸着材１０２を再生させるための加熱空気を創出する加熱手段としてのヒータ９が設けられている。
【００１５】
次に本発明における換気調湿装置の詳細な構成について説明する。図２は換気調湿装置の構成を示した斜視図である。図２に示すように、金属、または樹脂で構成された略直方体の本体１０１の外郭に、アダプタ１０が螺子等で固定されている。本体１０１の内部は、給気経路１０４と排気経路１０５に隔壁されており、給気経路１０４内に第１のファン１、排気経路１０５内に第２のファン２、および金属または樹脂等で構成された仕切り板１１が固定されており、この仕切り板１１に吸着材１０２、駆動モータ１０３、第１のダンパー５、第２のダンパー６、第３のダンパー７、第４のダンパー８、ヒータ９が螺子等で固定されており、且つ吸湿経路３と再生経路４が隔壁されている構成となる。
【００１６】
次に吸着材１０２の詳細な構成について説明する。図３は吸着材１０２の構成を示した構成説明図である。図３に示すように、吸着材１０２はセラミック繊維、ガラス繊維等の無機繊維、もしくはそれら無機繊維とパルプとを混合して抄造した平面紙１２とコルゲート加工を施した波型紙１３とを積層して巻き上げて円盤状に形成し、ゼオライト、シリカゲル、活性炭などの吸着材料を１種類以上担持したもので構成され、図中の矢印の方向に多数の小透孔１４を有していて通風が可能な構造となっている。吸着材１０２が比較的湿分を多く含むときに相対的に湿度の低い空気、例えば加熱された空気が通過すると通過空気中に水分を放湿し、吸着材１０２が比較的乾燥しているときに相対的に湿度の高い空気が通過すると通過空気中の水分を吸湿する性質を持っている。
【００１７】
以上のように構成された換気調湿装置の動作について説明する。まず住宅内の汚れた空気を外気と入替えることにより室内の清浄度を保つ換気動作は、第１のファン１および第２のファン２を作動させることにより行われる。第１のファン１を動作させることにより外気は給気経路１０４を通って室内に供給され、汚れた室内の空気は第２のファン２の作動により排気経路１０５を通って室外へと排気される。このようにして汚れた室内の空気が外気と入れ替わり換気がなされることになる。
【００１８】
ここで、梅雨期や夏期等の外気が高湿状態である場合に換気による外気湿分の室内流入を抑制する場合には、ヒータ９を作動させるとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させ、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を給気経路１０４中（図１の第１のダンパー５と第２のダンパー６は実線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を排気経路１０５中（図１の第３のダンパー７と第４のダンパー８は実線での経路）となるようにする。第１のファン１によって給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた高湿状態の外気は、吸湿経路３内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室内に供給される。吸湿経路３内において高湿状態の外気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により再生経路４へと回転移動する。排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた室内の空気は、再生経路４内のヒータ９により高温状態となる。高温の室内空気は再生経路４内に移動した吸着材１０２を通過し、吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室外に排気される。高温の室内空気により水分の脱湿がなされた吸着材１０２は再生して再び活性を取り戻し駆動モータ１０３によって吸湿経路３内に再び戻る。このようにして吸湿経路３内において高湿状態の外気の湿分を吸着材１０２に吸着させる吸湿動作と、再生経路４内において吸着材１０２の水分を脱湿させる再生動作を駆動モータ１０３により連続的に行うことによって、換気による外気湿分の室内流入の抑制を行っている。
【００１９】
次に、冬期のように室内の湿度が高く外気の湿度が低い条件下において室内の湿分の流出を抑制する場合は、ヒータ９を作動させるとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させ、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を排気経路１０５中（図１の第１のダンパー５と第２のダンパー６は破線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を給気経路１０４中（図１の第３のダンパー７と第４のダンパー８は破線での経路）となるようにする。第２のファン２により排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた高湿の室内の空気は、吸湿経路３内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室外に排気される。吸湿経路３内において高湿状態の室内の空気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により再生経路４へと回転移動する。給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた低湿の外気は、再生経路４内のヒータ９により高温状態となり再生経路４内に移動した吸着材１０２に流入する。ここで高温の外気は吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室内に供給される。再生経路４において水分の脱湿がなされた吸着材１０２は再生して再び活性を取り戻し駆動モータ１０３によって再び吸湿経路３内に戻ることになる。このようにして吸湿経路３内において高湿状態の室内の空気の湿分を吸着材１０２に吸着させる吸湿動作と、再生経路４内において吸着材１０２の水分を脱湿させる再生動作を駆動モータ１０３により連続的に行うことによって、換気による室内の湿分の流出を抑制を可能としている。
【００２０】
以上のように本実施例において、換気調湿装置は、梅雨期もしくは夏期における湿分の流入と冬期における室内湿分の流出の抑制を単一の加熱手段で実現することにより、除湿用、加湿用の加熱器としてが２つ必要とすることにより装置が大型化しコストも高くなることなく、安価な構成において梅雨期もしくは夏期における湿分の流入と冬期における室内湿分の流出の抑制を実現することができるのである。
【００２１】
なお、本実施例において第１のファン１、第２のファン２の位置を吸着材１０２に対し下流側に配置したが、図４（ａ）のように上流側に配置しても良い。
【００２２】
また、図４（ｂ）のように第１のファン１を第１のダンパー５と第２のダンパー６の間に、第２のファン２を第３のダンパー７と第４のダンパー８の間に設置しても同様の効果を得ることができる。
【００２３】
また、図４（ｃ）のように第１のファン１と第２のファン２を本体１０１外に別途設置しても同様の効果を得ることができる。
【００２４】
また、図４（ｄ）のように第１のダンパー５と第３のダンパー７を一つの回転型経路切換および第２のダンパー６と第４のダンパー８を一つの回転型経路切換として作動可能とし、この各々の回転型経路切換は、各々９０°回転することにより経路切換部を４箇所から２箇所と１／２にしながらも同様の効果を得ることができる。
【００２５】
また、本実施例において、加熱手段としてヒータ９としたが温水コイルでもよい。この温水コイルに流す温水は、地域冷暖房用の温水、廃熱利用の温水、ＣＯ２給湯機のいずれの温水でも良く、温水だけで昇温出来ない場合は、温水コイル出口側に補助加熱ヒータを用いても良い。
【００２６】
（実施例２）
本実施例において、実施例１と同一部分については同一の記号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２７】
図５は本発明の第２の実施例における換気調湿装置の基本構成を示した概略構成図である。図５に示すように、この換気調湿装置は、吸湿経路３において吸着材１０２を通過後の空気と再生経路４におけるヒータ９で加熱される前の空気とを熱交換させる位置に熱交換器１５を設けた構成となっている。
【００２８】
次に熱交換器１５の詳細な構成について説明する。図６（ａ）は直交流型の熱交換器１５の構成を示した構成説明図である。図６（ａ）に示すように、熱交換器１５は樹脂、もしくはアルミ等の金属材料の平面板１６とコルゲート加工を施した波型板１７とを積層し、且つ波型板１７の波方向が直角になるように積層して構成された構造となっている。例えば熱交換器１５に温度の高い第１の空気１８と温度の低い第２の空気１９の空気が流入した場合、温度の高い第１の空気１８から第１の空気１８側の平面板１６、波型板１７に熱伝達し、第２の空気１９側の平面板１６、波型板１７に熱伝導し、第２の空気１９側の平面板１６、波型板１７から第２の空気１９に熱伝達し、第２の空気１９の温度が上昇する。
【００２９】
以上の構成において、次に運転動作を説明する。図５に示すように吸湿経路３において吸着材１０２に湿分を取り除かれた空気は、吸着材１０２に湿分を吸着されたために吸着熱が発生する。この吸着熱は吸着材１０２で湿分を取り除かれる前の空気温度に対し、２０ｄｅｇ程度高い温度となり、熱交換器１５での効率が７５％、外気温度と室内温度が同じであれば、ヒータ９で加熱される前の空気温度を１５ｄｅｇ上昇させることが可能となる。
【００３０】
上記構成において、熱交換器１５は、吸湿経路１の吸着材１０２に水分を吸着されたために発生した吸着熱を再生経路４の加熱される前の空気と熱交換することにより、加熱される前の空気温度をあらかじめ昇温させることができ、ヒータ９に投入するエネルギーを低減し、ヒータ９の容量を小型化でき、ランニングコストを削減できる換気調湿装置が得られる。
【００３１】
なお、本実施例において熱交換器１５は、図６（ａ）の直交流型としたが図６（ｂ）のように熱交換器１５の内部で第１の空気１８と第２の空気１９が対向する流れになるような対向流型で構成しても良い。
【００３２】
（実施例３）
本実施例において、実施例１および２と同一部分については同一の記号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３３】
ここでは実施例１および２で説明した換気調湿装置における自動運転モードの動作について説明する。図７は本発明の第３の実施例における自動運転モードの基本構成を示した概略構成図である。図７に示すように、目標湿度設定手段として本体１０１から有線または無線で室内の目標湿度を設定する湿度設定リモコン２０と、室内湿度検出手段として本体１０１の室内からの吸込口近傍に室内の湿度を検出させるための湿度センサー２１が取り付けられており、目標設定湿度と本体１０１に流入してくる実際の室内湿度の差から、第１のファン１、第２のファン２、吸着材１０２を回転動作させる駆動モータ１０３、第１のダンパー５、第２のダンパー６、第３のダンパー７、第４のダンパー８、ヒータ９の動作を決定する構成となっている。
【００３４】
以上の構成において、次に運転動作を説明する。湿度設定リモコン２０で、ある目標設定湿度を行い本体１０１を作動させた場合、室内から第２のファン２によって本体１０１に吸い込まれた室内空気は、湿度センサー２１によって室内湿度状態を把握し、目標設定湿度と実際の室内湿度の差を算出し、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が−１０％より小さい場合、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が−１０％以上且つ１０％以下の場合、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が１０％より大きい場合の３モードで判断する。目標設定湿度と実際の室内湿度の差が−１０％より小さい場合は、室内へ換気加湿が必要と判断し、ヒータ９を作動させるとともに、駆動モータ１０３を動作させて吸着材１０２を回転させ、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を排気経路１０５中（図７の第１のダンパー５と第２のダンパー６は破線での経路）とし、第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を給気経路１０４中（図７の第３のダンパー７と第４のダンパー８は破線での経路）となるようにする。第２のファン２により排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた高湿の室内の空気は、吸湿経路３内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室外に排気される。吸湿経路３内において高湿状態の室内の空気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により再生経路４へと回転移動する。給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた低湿の外気は、再生経路４内のヒータ９により高温状態となり再生経路４内に移動した吸着材１０２に流入する。ここで高温の外気は吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室内に供給されため、室内に換気加湿させることができる。次に、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が−１０％以上且つ１０％以下の場合は、室内へ換気のみが必要と判断し、ヒータ９、駆動モータ１０３は動作させず、吸着材１０２を停止させ、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を排気経路１０５中（図７の第１のダンパー５と第２のダンパー６は破線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を給気経路１０４中（図７の第３のダンパー７と第４のダンパー８は破線での経路）となるようにするか、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を給気経路１０４中（図７の第１のダンパー５と第２のダンパー６は実線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を排気経路１０５中（図７の第３のダンパー７と第４のダンパー８は実線での経路）となるようにする。第１ファン１によって外気を室内へ供給し、第２のファン２によって室内空気を外気に排気することにより、設定した湿度に対し維持させつつ室内の換気を行うことができる。次に、目標設定湿度と実際の室内湿度の差が１０％より大きい場合、室内へ換気除湿が必要と判断し、第１のダンパー５と第２のダンパー６によって吸湿経路３を給気経路１０４中（図７の第１のダンパー５と第２のダンパー６は実線での経路）とし、且つ第３のダンパー７と第４のダンパー８によって再生経路４を排気経路１０５中（図７の第３のダンパー７と第４のダンパー８は実線での経路）となるようにする。第１のファン１によって給気経路１０４を通って本体１０１内に吸込まれた高湿状態の外気は、吸湿経路３内に在る吸着材１０２を通過する際に湿分を取り除かれ低湿状態となって室内に供給される。吸湿経路３内において高湿状態の外気より湿分を吸着した吸着材１０２は、駆動モータ１０３の作動により再生経路４へと回転移動する。排気経路１０５を通って本体１０１内に吸込まれた室内の空気は、再生経路４内のヒータ９により高温状態となる。高温の室内空気は再生経路４内に移動した吸着材１０２を通過し、吸着材１０２が保有する水分を脱湿して高湿となって室外に排気されるため室内を換気除湿させることができる。
【００３５】
上記構成おいて、目標設定湿度と実際の室内湿度を検出し、目標設定湿度になるように除湿換気、加湿換気、換気のみを切り替えることにより、年間を通じて適正な湿度調整が実現できる換気調湿装置が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、吸湿経路が給気経路もしくは排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第１の切換手段と、再生経路が給気経路もしくは排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第２の切換手段と、吸湿経路が給気経路中に介在する場合には排気経路中に再生経路が介在し吸湿経路が排気経路中に介在する場合には給気経路中に再生経路が介在するように第１の切換手段および第２の切換手段の切換動作を行う構成により、単一の加熱手段という安価な構成で梅雨期もしくは夏期における湿分の流入と冬期における室内湿分の流出の抑制を実現するという効果のある換気調湿装置を提供できる。
【００３７】
また、吸湿経路において吸着材を通過後の空気と再生経路における再生加熱器で加熱される前の空気とを熱交換させる位置に熱交換器を設けた構成により、再生加熱器を小型化しランニングコストを削減できるという効果のある換気調湿装置を提供できる。
【００３８】
また、室内の目標湿度を設定する目標湿度設定手段と、室内の湿度を検出する室内湿度検出手段と、目標湿度設定手段により設定された目標湿度と室内湿度検出手段により検出された室内湿度との差に基づき第１の切換手段と第２の切換手段と駆動手段と加熱手段を作動させる制御手段を設けた構成により、年間を通じて適正な湿度調整が実現できるという効果のある換気調湿装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における換気調湿装置の概略構成図
【図２】同、斜視図
【図３】同、吸着材の構成を示した構成説明図
【図４】（ａ）同、風路構成の一例を示す概略構成図
（ｂ）同、風路構成の一例を示す概略構成図
（ｃ）同、風路構成の一例を示す概略構成図
（ｄ）同、風路構成の一例を示す概略構成図
【図５】本発明の第２の実施例における換気調湿装置の基本構成を示した概略構成図
【図６】（ａ）同、直交流型の熱交換器の構成を示した構成説明図
（ｂ）同、対向流型の熱交換器の構成を示した構成説明図
【図７】本発明の第３の実施例における自動運転モードの基本構成を示した概略構成図
【図８】従来の換気調湿装置の基本構成を示した概略構成図
【符号の説明】
１ 第１のファン
２ 第２のファン
３ 吸湿経路
４ 再生経路
５ 第１のダンパー
６ 第２のダンパー
７ 第３のダンパー
８ 第４のダンパー
９ ヒータ
１０ アダプタ
１１ 仕切り板
１２ 平面紙
１３ 波型紙
１４ 小透孔
１５ 熱交換器
１６ 平面板
１７ 波型板
１８ 第１の空気
１９ 第２の空気
２０ 湿度設定リモコン
２１ 湿度センサー
１０１ 本体
１０２ 吸着材
１０３ 駆動モータ
１０４ 給気経路
１０５ 排気経路
１０６ 給気ファン
１０７ 排気ファン
１０８ 給気側ヒータ
１０９ 排気側ヒータ
Claims (3)
- 空気中の水分を可逆的に吸脱湿する吸着材と、前記吸着材に空気を流通させ前記吸着材に空気中の水分を吸湿させる吸湿経路と、前記吸着材に加熱空気を流通させ前記吸着材が吸湿した水分を脱湿させて前記吸着材を再生させる再生経路と、前記吸湿経路における前記吸着材への吸湿と前記再生経路における前記吸着材の再生が連続的もしくは断続的に入れ替わるように前記吸着材を回転させる駆動手段と、前記再生経路内に在って空気を加熱し加熱空気を創出する加熱手段とを有し、室外から外気を導入し室内に供給する有する給気経路と、室内の空気を室外に排気する排気経路を備えた換気調湿装置において、前記吸湿経路が前記給気経路もしくは前記排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第１の切換手段と、前記再生経路が前記給気経路もしくは前記排気経路のいずれか一方に介在するように切換接続する第２の切換手段と、前記吸湿経路が前記給気経路中に介在する場合には前記排気経路中に前記再生経路が介在し前記吸湿経路が前記排気経路中に介在する場合には前記給気経路中に前記再生経路が介在するように前記第１の切換手段および前記第２の切換手段の切換動作を行うことを特徴とする換気調湿装置。
- 吸湿経路において吸着材に水分を取り除かれた空気と再生経路における加熱手段で加熱される前の空気とを熱交換させる熱交換器を設けたことを特徴とする請求項１記載の換気調湿装置。
- 室内の目標湿度を設定する目標湿度設定手段と、室内の湿度を検出する室内湿度検出手段と、前記目標湿度設定手段により設定された目標湿度と前記室内湿度検出手段により検出された室内湿度との差に基づき第１の切換手段と第２の切換手段と駆動手段と加熱手段を作動させる制御手段を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の換気調湿装置。
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