JP2004353908A - 除湿空調装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構造で冷房と暖房との切替を行うことができ、また冷媒を使わずに低温排熱をエネルギー源とすることができる省エネルギー効果の高い除湿空調装置を提供しようとするものである。
【解決手段】除湿ロータ1を吸着ゾーン9と脱着ゾーン6とに分割するとともに吸着ゾーン9を出た空気と温水ヒータ3に入る空気との間で顕熱交換を行う直交型熱交換器型熱交換器4を備える除湿空調装置本体、第1モードと第2モードとを有し、第1モードでは大気を除湿ロータ1の吸着ゾーン9へ送るようにするとともに室内からの還気を直交型熱交換器4を介し温水ヒータ3へ送られるようにし、第2モードでは室内からの還気を除湿ロータ1の吸着ゾーン9へ送るようにするとともに大気を直交型熱交換器4を介し温水ヒータ3へ送られるようにする4方向切替弁と、脱着ゾーン6から出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けた。
【選択図】 図1
【解決手段】除湿ロータ1を吸着ゾーン9と脱着ゾーン6とに分割するとともに吸着ゾーン9を出た空気と温水ヒータ3に入る空気との間で顕熱交換を行う直交型熱交換器型熱交換器4を備える除湿空調装置本体、第1モードと第2モードとを有し、第1モードでは大気を除湿ロータ1の吸着ゾーン9へ送るようにするとともに室内からの還気を直交型熱交換器4を介し温水ヒータ3へ送られるようにし、第2モードでは室内からの還気を除湿ロータ1の吸着ゾーン9へ送るようにするとともに大気を直交型熱交換器4を介し温水ヒータ3へ送られるようにする4方向切替弁と、脱着ゾーン6から出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けた。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は除湿空調装置に関するもので、特に冷房モードと暖房モードの切り替えが容易な除湿空調装置を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】
除湿空調装置はシリカゲルなどの湿気吸着剤を用いることによって、室内の空気の湿度調整を行うものであって、室内空間の快適性の向上に寄与するものであり、また湿気吸着剤に吸着した湿気の脱着に廃熱を使うこともでき、この場合には省エネルギー効果が高くなるため急速に普及している。
【0003】
現在普及している一般的な除湿空調装置について図11に沿って説明する。1は除湿ロータであり、セラミック紙などをハニカム(ハチの巣)状に形成し、そこにシリカゲルを合成したものである。また2は顕熱交換ロータであり、アルミニウムシートをハニカム状に形成したものである。そして除湿ロータ1と顕熱交換ロータ2とはそれぞれギヤドモータ(図示せず)によって回転駆動される。
【0004】
3は温水ヒータであり、ボイラーや廃熱源から供給される温水によって、ここを通過する空気を加熱するものである。外気OAは除湿ロータ1の吸着ゾーンを通過することによって高温乾燥空気となり、顕熱ロータ2によって温度が下がり快適な乾燥空気となる。また室内からの還気RAは温度が低く顕熱ロータ2を通過する時に顕熱ロータ2の熱を奪い、反対にここを通過した空気の温度は上昇する。
【0005】
室内からの空気は温水ヒータ3でさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーンを通過することによって除湿ロータ1に吸着された水分の脱着が行われる。以上のように除湿空調装置は冷房や暖房などの動作を切り替えることができない。
【0006】
このため特許文献1に示すような除湿空調装置が開発された。この除湿空調装置は冷房モードや除湿モードあるいは暖房モードへと容易に切り替えが可能である。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−65395号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献1に記載のものは、冷凍機と冷媒とを組み合わせており、冷媒の流れと空気の流れとを切り替えることによって運転モードを切り替えるようにしている。
【0009】
特許文献1に記載のものは以上のように冷媒を使用しており、フロンを使わなければならないという問題がある。また冷媒と圧縮機を用いる場合は、100℃以下の低温熱源をエネルギー源として利用することが困難であり、省エネルギー効果を期待することは困難である。
【0010】
本発明は簡単な構造で冷房と暖房との切替を行うことができ、また冷媒を使わずに低温排熱をエネルギー源とすることができる省エネルギー効果の高い除湿空調装置を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本件発明は以上のような課題を解決するため、除湿ロータと、除湿ロータを脱着するヒータとを備え、さらに除湿ロータを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割するとともに吸着ゾーンを出た空気とヒータに入る空気との間で顕熱交換を行う顕熱交換器を備え、第1モードと第2モードとを有し、第1モードでは大気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに室内からの還気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにし、第2モードでは室内からの還気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに大気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにする方向切替弁と、脱着ゾーンから出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けた。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、湿気吸着剤を有する除湿ロータと、前記除湿ロータを脱着するヒータとを備え、さらに前記除湿ロータを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割するとともに吸着ゾーンを出た空気とヒータに入る空気との間で顕熱交換を行う顕熱交換器を備え、第1モードと第2モードとを有し、第1モードでは大気を前記除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに室内からの還気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにし、第2モードでは室内からの還気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに大気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにする方向切替弁と、脱着ゾーンから出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けたものであり、簡単な操作で多くの動作モードを得ることができるという作用を有する。
【0013】
【実施例】
以下本発明の除湿空調装置の実施例について図に沿って詳細に説明する。図1は本発明の除湿空調装置のフロー図であり、図2、図3はその部分斜視図、図4、図5は部分断面図である。図1は換気除湿モードを表している。
【0014】
図1において1は除湿ロータであり、上記従来の技術で説明したものと同一のものである。そしてこの除湿ロータ1もギヤドモータ(図示せず)で回転されている。4は直交型熱交換器であり、第1通路と第2通路の間で顕熱交換を行うもので、直交型という名称ではあるが2つの流体の流れ方向は必ずしも90度である必要は無い。図1のものでは90度より大きな角度をなすようになっている。
【0015】
3は温水ヒータであり、これも上記従来の技術で説明したものと同一のものである。ここには発電機(図示せず)等の排熱つまり冷却水が循環される。無論、排熱だけではなくボイラーなどで加熱した温水を流してもよい。
【0016】
5は補助ヒータであり、温水ヒータ3の温度が低すぎる場合に用いるものであって、電気ヒータやガスバーナーなどが適する。そして温水ヒータ3や補助ヒータ5は除湿ロータ1の脱着ゾーン6に設けられる。7は排気ブロアであり、脱着ゾーン6の空気を外部に放出するものである。
【0017】
また補助ヒータ5は、脱着ゾーン6の全域にわたる大きさでなくてもよく、この場合に除湿ロータ1の回転方向に対して下手側の一部を覆う大きさであると、同一エネルギーに対して脱着効果が高くなり、全体的なエネルギー効果が高くなる。
【0018】
8は給気ブロアであり、直交型熱交換器4の第1通路内の空気を室内へ送るものである。また直交型熱交換器4の第1通路は除湿ロータ1の吸着ゾーン9と連通しており、給気ブロア8よって乾燥空気が直交型熱交換器4の第1通路を通過して室内に供給される。
【0019】
10は一般に市販されている2方向切替弁であり、給気ブロア8の噴出し空気を室内に供給するか大気へ放出するか切り替えるものである。11も一般に市販されている2方向切替弁であり、排気ブロア7の噴出し空気を大気へ放出するか室内に供給するか切り替えるものである。
【0020】
12は4方向切替弁であり、第1モードでは大気を除湿ロータ1の吸着ゾーン9へ送るようにするとともに室内からの還気を直交型熱交換器4の第2通路へ送るようにつまり直交型熱交換器4を介し温水ヒータ3へ送られるようにし、第2モードでは室内からの還気を除湿ロータ1の吸着ゾーン9へ送るようにするとともに大気を直交型熱交換器4の第2通路へ送るようにつまり直交型熱交換器4を介し温水ヒータ3へ送られるようにするものである。
【0021】
ここで4方向切替弁12の詳細を説明する。図2、図3は4方向切替弁12の透視斜視図であり、図4、図5は同断面図である。13は弁ケーシングであり円筒形をしている。そして円筒周面に第1入口14と第2入口15が設けられ、第1入口14と第2入口15はそれぞれ互いに対向する位置にある。
【0022】
また円筒周面に第1出口16と第2出口17が設けられ、第1出口16と第2出口17はそれぞれ互いに対向する位置にあり、第1入口14,第1出口16,第2入口15,第2出口17は順次90度づつ離れた位置関係となる。
【0023】
そして弁ケーシング13の中には板状の回転弁18が設けられている。この回転弁18はアクチュエータ(図示せず)によって90度往復回転するように構成されている。
【0024】
つまり第1状態では第1入口14と第1出口16とが連通し、また第2入口15と第2出口17とが連通する。そして第2状態では第1入口14と第2出口17とが連通し、第2入口15と第1出口16とが連通する。
【0025】
本発明の除湿空調装置は以上のような構成よりなり、以下その動作について説明する。先ず、換気除湿モードについて説明する。2方向切替弁10を供給ブロア8の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が大気放出されるようにする。
【0026】
また4方向切替弁12を、大気が除湿ロータ1の吸着ゾーン9に送られ、室内還気が直交型熱交換器4の第2通路へ送られるように切り替える。
【0027】
この状態で除湿ロータ1を回転させながら温水ヒータ6に温水を流し、また排気ブロア7と給気ブロア8を動作させる。
【0028】
すると外気は4方向切替弁12を通って除湿ロータ1の吸着ゾーン9に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器4の第1通路を通って温度が下がり、給気ブロア8によって送り出され、2方向切替弁10を通過して室内へ供給される。
【0029】
室内の空気は還気となって4方向切替弁12を通過し、直交型熱交換器4の第2通路を通過して第1通路を通過する空気の温度を下げながら、自身の温度が上昇する。
【0030】
温度の上昇した還気は温水ヒータ3によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーン6を通過して除湿ロータ1に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア7によって送り出され、2方向弁11を通過して大気へ放出される。
【0031】
次に循環除湿モードについて説明する。図6に示すように2方向切替弁10を供給ブロア8の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が大気放出されるようにする。
【0032】
また4方向切替弁12を、室内還気が除湿ロータ1の吸着ゾーン9に送られ、大気が直交型熱交換器4の第2通路へ送られるように切り替える。
【0033】
すると室内還気は4方向切替弁12を通って除湿ロータ1の吸着ゾーン9に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器4の第1通路を通って温度が下がり、給気ブロア8によって送り出され、2方向切替弁10を通過して再び室内へ供給される。
【0034】
外気は4方向切替弁12を通過し、直交型熱交換器4の第2通路を通過して第1通路を通過する空気の温度を外気温度に近い温度まで下げながら、自身の温度が上昇する。
【0035】
温度の上昇した外気は温水ヒータ3によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーン6を通過して除湿ロータ1に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア7によって送り出され、2方向弁11を通過して大気へ放出される。
【0036】
さらに次に循環暖房モードについて説明する。図7に示すように2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、4方向切替弁12を、室内還気が直交型熱交換器4の第2通路に入るようにする。
【0037】
このモードでは除湿ロータ1の回転を停止し、供給ブロア8の運転も停止する。排気ブロア7および温水ヒータ3は動作させる。
【0038】
これによって室内還気は4方向切替弁12を通過して直交型熱交換器4の第2通路を通過し、温水ヒータ3で温度が上昇して脱着ゾーン6を通過する。この時に除湿ロータ1は回転をしていないため、除湿ロータ1によって加湿も除湿もされず、そのままの空気条件で排気ブロア7に入る。
【0039】
排気ブロア7によって加圧された空気は2方向弁11を通過して暖房空気として再び室内へ戻る。
【0040】
次に換気暖房モードについて説明する。図8に示すように2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、4方向切替弁12を、外気が直交型熱交換器4の第2通路に入るようにする。
【0041】
このモードでも除湿ロータ1の回転を停止し、供給ブロア8の運転も停止する。排気ブロア7および温水ヒータ3は動作させる。
【0042】
これによって外気は4方向切替弁12を通過して直交型熱交換器4の第2通路を通過し、温水ヒータ3で温度が上昇して脱着ゾーン6を通過する。この時に除湿ロータ1は回転をしていないため、除湿ロータ1によって加湿も除湿もされず、そのままの空気条件で排気ブロア7に入る。
【0043】
排気ブロア7によって加圧された空気は2方向弁11を通過して暖房空気として室内へ入る。つまり外気が加温されて室内へ供給される。室内の空気は部屋の隙間などから外へ排出される。
【0044】
次に循環加湿暖房モードについて説明する。図9に示すように2方向切替弁10を供給ブロア8の吐き出し空気が大気へ放出されるようにし、2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が室内へ供給されるようにする。また、4方向切替弁12を、外気が除湿ロータ1の吸着ゾーン9を通り、室内還気が直交型熱交換器4の第2通路に入るようにする。
【0045】
このモードでは除湿ロータ1を回転させ、排気ブロア7も給気ブロア8も運転し、温水ヒータ3も動作させる。外気は4方向切替弁12を通って除湿ロータ1の吸着ゾーン9に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器4の第1通路を通って温度が下がり、給気ブロア8によって送り出され、2方向切替弁10を通過して大気へ放出される。つまり大気中の水分が除湿ロータ1に供給され、乾燥空気となった外気は大気へ放出される。
【0046】
室内の空気は還気となって4方向切替弁12を通過し、直交型熱交換器4の第2通路を通過して第1通路を通過する空気の温度を下げながら、自身の温度が上昇する。
【0047】
温度の上昇した還気は温水ヒータ3によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーン6を通過して除湿ロータ1に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア7によって送り出され、2方向弁11を通過して再び室内へ戻される。
【0048】
次に換気加湿暖房モードについて説明する。図10に示すように2方向切替弁10を供給ブロア8の吐き出し空気が大気へ放出されるようにし、2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が室内へ供給されるようにする。また、4方向切替弁12を、外気が直交型熱交換器4の第2通路に入り、室内還気が除湿ロータ1の吸着ゾーン9を通るようにする。
【0049】
このモードでは除湿ロータ1を回転させ、排気ブロア7も給気ブロア8も運転し、温水ヒータ3も動作させる。外気は4方向切替弁12を通って直交型熱交換器4の第2通路を通過して第1通路を通過する空気の温度を下げながら、自身の温度が上昇する。
【0050】
温度の上昇した外気は温水ヒータ3によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーン6を通過して除湿ロータ1に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア7によって送り出され、2方向弁11を通過して室内へ送られる。つまり外気が加湿されて部屋に供給される。
【0051】
室内還気は4方向切替弁12を通って除湿ロータ1の吸着ゾーン9に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器4の第1通路を通って温度が下がり、給気ブロア8によって送り出され、2方向切替弁10を通過して大気へ放出される。つまり室内還気は除湿ロータ1に湿気を供給するために用いられ、乾燥空気となった後大気へ放出される。
【0052】
以上の各実施例とも温水ヒータ3のみを使用する例を示したが、必要に応じて補助ヒータ5も動作させるとよい。
【0053】
【発明の効果】
本発明の除湿空調装置は上記の如く構成したので、簡単な構成で除湿・加湿・暖房それぞれの換気・循環など多くのモードに対応して動作させることができ、室内を所望の空気条件にすることができるものである。
【0054】
さらに本発明の除湿空調装置は、温水ヒータなどのヒータを用いて空調を行うものであるため、エネルギー源として排熱などを活用することができ、省エネルギー効果の高いものである。
【0055】
また本発明のものは、補助ヒータを脱着ゾーンの一部であって除湿ロータの回転に対して下手側に設けたためエネルギー効果を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の除湿空調装置の換気除湿モードの実施例を示すフロー図である。
【図2】本発明に用いられる4方向切替弁の一例を示す斜視図である。
【図3】本発明に用いられる4方向切替弁の一例を示す斜視図である。
【図4】本発明に用いられる4方向切替弁の一例を示す断面図である。
【図5】本発明に用いられる4方向切替弁の一例を示す断面図である。
【図6】本発明の除湿空調装置の循環除湿モードの実施例を示すフロー図である。
【図7】本発明の除湿空調装置の循環暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図8】本発明の除湿空調装置の換気暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図9】本発明の除湿空調装置の循環加湿暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図10】本発明の除湿空調装置の換気加湿暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図11】本発明の従来例のフロー図である。
【符号の説明】
1 除湿ロータ
3 温水ヒータ
4 直交型熱交換器
5 補助ヒータ
6 脱着ゾーン
7 排気ブロア
8 給気ブロア
9 吸着ゾーン
10、11 2方向切替弁
12 4方向切替弁
13 弁ケーシング
14 第1入口
15 第2入口
16 第1出口
17 第2出口
18 板状の回転弁
【発明の属する技術分野】
本発明は除湿空調装置に関するもので、特に冷房モードと暖房モードの切り替えが容易な除湿空調装置を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】
除湿空調装置はシリカゲルなどの湿気吸着剤を用いることによって、室内の空気の湿度調整を行うものであって、室内空間の快適性の向上に寄与するものであり、また湿気吸着剤に吸着した湿気の脱着に廃熱を使うこともでき、この場合には省エネルギー効果が高くなるため急速に普及している。
【0003】
現在普及している一般的な除湿空調装置について図11に沿って説明する。1は除湿ロータであり、セラミック紙などをハニカム(ハチの巣)状に形成し、そこにシリカゲルを合成したものである。また2は顕熱交換ロータであり、アルミニウムシートをハニカム状に形成したものである。そして除湿ロータ1と顕熱交換ロータ2とはそれぞれギヤドモータ(図示せず)によって回転駆動される。
【0004】
3は温水ヒータであり、ボイラーや廃熱源から供給される温水によって、ここを通過する空気を加熱するものである。外気OAは除湿ロータ1の吸着ゾーンを通過することによって高温乾燥空気となり、顕熱ロータ2によって温度が下がり快適な乾燥空気となる。また室内からの還気RAは温度が低く顕熱ロータ2を通過する時に顕熱ロータ2の熱を奪い、反対にここを通過した空気の温度は上昇する。
【0005】
室内からの空気は温水ヒータ3でさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーンを通過することによって除湿ロータ1に吸着された水分の脱着が行われる。以上のように除湿空調装置は冷房や暖房などの動作を切り替えることができない。
【0006】
このため特許文献1に示すような除湿空調装置が開発された。この除湿空調装置は冷房モードや除湿モードあるいは暖房モードへと容易に切り替えが可能である。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−65395号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献1に記載のものは、冷凍機と冷媒とを組み合わせており、冷媒の流れと空気の流れとを切り替えることによって運転モードを切り替えるようにしている。
【0009】
特許文献1に記載のものは以上のように冷媒を使用しており、フロンを使わなければならないという問題がある。また冷媒と圧縮機を用いる場合は、100℃以下の低温熱源をエネルギー源として利用することが困難であり、省エネルギー効果を期待することは困難である。
【0010】
本発明は簡単な構造で冷房と暖房との切替を行うことができ、また冷媒を使わずに低温排熱をエネルギー源とすることができる省エネルギー効果の高い除湿空調装置を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本件発明は以上のような課題を解決するため、除湿ロータと、除湿ロータを脱着するヒータとを備え、さらに除湿ロータを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割するとともに吸着ゾーンを出た空気とヒータに入る空気との間で顕熱交換を行う顕熱交換器を備え、第1モードと第2モードとを有し、第1モードでは大気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに室内からの還気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにし、第2モードでは室内からの還気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに大気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにする方向切替弁と、脱着ゾーンから出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けた。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、湿気吸着剤を有する除湿ロータと、前記除湿ロータを脱着するヒータとを備え、さらに前記除湿ロータを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割するとともに吸着ゾーンを出た空気とヒータに入る空気との間で顕熱交換を行う顕熱交換器を備え、第1モードと第2モードとを有し、第1モードでは大気を前記除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに室内からの還気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにし、第2モードでは室内からの還気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに大気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにする方向切替弁と、脱着ゾーンから出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けたものであり、簡単な操作で多くの動作モードを得ることができるという作用を有する。
【0013】
【実施例】
以下本発明の除湿空調装置の実施例について図に沿って詳細に説明する。図1は本発明の除湿空調装置のフロー図であり、図2、図3はその部分斜視図、図4、図5は部分断面図である。図1は換気除湿モードを表している。
【0014】
図1において1は除湿ロータであり、上記従来の技術で説明したものと同一のものである。そしてこの除湿ロータ1もギヤドモータ(図示せず)で回転されている。4は直交型熱交換器であり、第1通路と第2通路の間で顕熱交換を行うもので、直交型という名称ではあるが2つの流体の流れ方向は必ずしも90度である必要は無い。図1のものでは90度より大きな角度をなすようになっている。
【0015】
3は温水ヒータであり、これも上記従来の技術で説明したものと同一のものである。ここには発電機(図示せず)等の排熱つまり冷却水が循環される。無論、排熱だけではなくボイラーなどで加熱した温水を流してもよい。
【0016】
5は補助ヒータであり、温水ヒータ3の温度が低すぎる場合に用いるものであって、電気ヒータやガスバーナーなどが適する。そして温水ヒータ3や補助ヒータ5は除湿ロータ1の脱着ゾーン6に設けられる。7は排気ブロアであり、脱着ゾーン6の空気を外部に放出するものである。
【0017】
また補助ヒータ5は、脱着ゾーン6の全域にわたる大きさでなくてもよく、この場合に除湿ロータ1の回転方向に対して下手側の一部を覆う大きさであると、同一エネルギーに対して脱着効果が高くなり、全体的なエネルギー効果が高くなる。
【0018】
8は給気ブロアであり、直交型熱交換器4の第1通路内の空気を室内へ送るものである。また直交型熱交換器4の第1通路は除湿ロータ1の吸着ゾーン9と連通しており、給気ブロア8よって乾燥空気が直交型熱交換器4の第1通路を通過して室内に供給される。
【0019】
10は一般に市販されている2方向切替弁であり、給気ブロア8の噴出し空気を室内に供給するか大気へ放出するか切り替えるものである。11も一般に市販されている2方向切替弁であり、排気ブロア7の噴出し空気を大気へ放出するか室内に供給するか切り替えるものである。
【0020】
12は4方向切替弁であり、第1モードでは大気を除湿ロータ1の吸着ゾーン9へ送るようにするとともに室内からの還気を直交型熱交換器4の第2通路へ送るようにつまり直交型熱交換器4を介し温水ヒータ3へ送られるようにし、第2モードでは室内からの還気を除湿ロータ1の吸着ゾーン9へ送るようにするとともに大気を直交型熱交換器4の第2通路へ送るようにつまり直交型熱交換器4を介し温水ヒータ3へ送られるようにするものである。
【0021】
ここで4方向切替弁12の詳細を説明する。図2、図3は4方向切替弁12の透視斜視図であり、図4、図5は同断面図である。13は弁ケーシングであり円筒形をしている。そして円筒周面に第1入口14と第2入口15が設けられ、第1入口14と第2入口15はそれぞれ互いに対向する位置にある。
【0022】
また円筒周面に第1出口16と第2出口17が設けられ、第1出口16と第2出口17はそれぞれ互いに対向する位置にあり、第1入口14,第1出口16,第2入口15,第2出口17は順次90度づつ離れた位置関係となる。
【0023】
そして弁ケーシング13の中には板状の回転弁18が設けられている。この回転弁18はアクチュエータ(図示せず)によって90度往復回転するように構成されている。
【0024】
つまり第1状態では第1入口14と第1出口16とが連通し、また第2入口15と第2出口17とが連通する。そして第2状態では第1入口14と第2出口17とが連通し、第2入口15と第1出口16とが連通する。
【0025】
本発明の除湿空調装置は以上のような構成よりなり、以下その動作について説明する。先ず、換気除湿モードについて説明する。2方向切替弁10を供給ブロア8の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が大気放出されるようにする。
【0026】
また4方向切替弁12を、大気が除湿ロータ1の吸着ゾーン9に送られ、室内還気が直交型熱交換器4の第2通路へ送られるように切り替える。
【0027】
この状態で除湿ロータ1を回転させながら温水ヒータ6に温水を流し、また排気ブロア7と給気ブロア8を動作させる。
【0028】
すると外気は4方向切替弁12を通って除湿ロータ1の吸着ゾーン9に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器4の第1通路を通って温度が下がり、給気ブロア8によって送り出され、2方向切替弁10を通過して室内へ供給される。
【0029】
室内の空気は還気となって4方向切替弁12を通過し、直交型熱交換器4の第2通路を通過して第1通路を通過する空気の温度を下げながら、自身の温度が上昇する。
【0030】
温度の上昇した還気は温水ヒータ3によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーン6を通過して除湿ロータ1に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア7によって送り出され、2方向弁11を通過して大気へ放出される。
【0031】
次に循環除湿モードについて説明する。図6に示すように2方向切替弁10を供給ブロア8の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が大気放出されるようにする。
【0032】
また4方向切替弁12を、室内還気が除湿ロータ1の吸着ゾーン9に送られ、大気が直交型熱交換器4の第2通路へ送られるように切り替える。
【0033】
すると室内還気は4方向切替弁12を通って除湿ロータ1の吸着ゾーン9に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器4の第1通路を通って温度が下がり、給気ブロア8によって送り出され、2方向切替弁10を通過して再び室内へ供給される。
【0034】
外気は4方向切替弁12を通過し、直交型熱交換器4の第2通路を通過して第1通路を通過する空気の温度を外気温度に近い温度まで下げながら、自身の温度が上昇する。
【0035】
温度の上昇した外気は温水ヒータ3によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーン6を通過して除湿ロータ1に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア7によって送り出され、2方向弁11を通過して大気へ放出される。
【0036】
さらに次に循環暖房モードについて説明する。図7に示すように2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、4方向切替弁12を、室内還気が直交型熱交換器4の第2通路に入るようにする。
【0037】
このモードでは除湿ロータ1の回転を停止し、供給ブロア8の運転も停止する。排気ブロア7および温水ヒータ3は動作させる。
【0038】
これによって室内還気は4方向切替弁12を通過して直交型熱交換器4の第2通路を通過し、温水ヒータ3で温度が上昇して脱着ゾーン6を通過する。この時に除湿ロータ1は回転をしていないため、除湿ロータ1によって加湿も除湿もされず、そのままの空気条件で排気ブロア7に入る。
【0039】
排気ブロア7によって加圧された空気は2方向弁11を通過して暖房空気として再び室内へ戻る。
【0040】
次に換気暖房モードについて説明する。図8に示すように2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が室内に供給されるようにし、4方向切替弁12を、外気が直交型熱交換器4の第2通路に入るようにする。
【0041】
このモードでも除湿ロータ1の回転を停止し、供給ブロア8の運転も停止する。排気ブロア7および温水ヒータ3は動作させる。
【0042】
これによって外気は4方向切替弁12を通過して直交型熱交換器4の第2通路を通過し、温水ヒータ3で温度が上昇して脱着ゾーン6を通過する。この時に除湿ロータ1は回転をしていないため、除湿ロータ1によって加湿も除湿もされず、そのままの空気条件で排気ブロア7に入る。
【0043】
排気ブロア7によって加圧された空気は2方向弁11を通過して暖房空気として室内へ入る。つまり外気が加温されて室内へ供給される。室内の空気は部屋の隙間などから外へ排出される。
【0044】
次に循環加湿暖房モードについて説明する。図9に示すように2方向切替弁10を供給ブロア8の吐き出し空気が大気へ放出されるようにし、2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が室内へ供給されるようにする。また、4方向切替弁12を、外気が除湿ロータ1の吸着ゾーン9を通り、室内還気が直交型熱交換器4の第2通路に入るようにする。
【0045】
このモードでは除湿ロータ1を回転させ、排気ブロア7も給気ブロア8も運転し、温水ヒータ3も動作させる。外気は4方向切替弁12を通って除湿ロータ1の吸着ゾーン9に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器4の第1通路を通って温度が下がり、給気ブロア8によって送り出され、2方向切替弁10を通過して大気へ放出される。つまり大気中の水分が除湿ロータ1に供給され、乾燥空気となった外気は大気へ放出される。
【0046】
室内の空気は還気となって4方向切替弁12を通過し、直交型熱交換器4の第2通路を通過して第1通路を通過する空気の温度を下げながら、自身の温度が上昇する。
【0047】
温度の上昇した還気は温水ヒータ3によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーン6を通過して除湿ロータ1に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア7によって送り出され、2方向弁11を通過して再び室内へ戻される。
【0048】
次に換気加湿暖房モードについて説明する。図10に示すように2方向切替弁10を供給ブロア8の吐き出し空気が大気へ放出されるようにし、2方向切替弁11を排気ブロア7の吐き出し空気が室内へ供給されるようにする。また、4方向切替弁12を、外気が直交型熱交換器4の第2通路に入り、室内還気が除湿ロータ1の吸着ゾーン9を通るようにする。
【0049】
このモードでは除湿ロータ1を回転させ、排気ブロア7も給気ブロア8も運転し、温水ヒータ3も動作させる。外気は4方向切替弁12を通って直交型熱交換器4の第2通路を通過して第1通路を通過する空気の温度を下げながら、自身の温度が上昇する。
【0050】
温度の上昇した外気は温水ヒータ3によってさらに温度が上昇し、除湿ロータ1の脱着ゾーン6を通過して除湿ロータ1に吸着された湿気を脱着する。多湿となった空気は排気ブロア7によって送り出され、2方向弁11を通過して室内へ送られる。つまり外気が加湿されて部屋に供給される。
【0051】
室内還気は4方向切替弁12を通って除湿ロータ1の吸着ゾーン9に入り、乾燥空気となって直交型熱交換器4の第1通路を通って温度が下がり、給気ブロア8によって送り出され、2方向切替弁10を通過して大気へ放出される。つまり室内還気は除湿ロータ1に湿気を供給するために用いられ、乾燥空気となった後大気へ放出される。
【0052】
以上の各実施例とも温水ヒータ3のみを使用する例を示したが、必要に応じて補助ヒータ5も動作させるとよい。
【0053】
【発明の効果】
本発明の除湿空調装置は上記の如く構成したので、簡単な構成で除湿・加湿・暖房それぞれの換気・循環など多くのモードに対応して動作させることができ、室内を所望の空気条件にすることができるものである。
【0054】
さらに本発明の除湿空調装置は、温水ヒータなどのヒータを用いて空調を行うものであるため、エネルギー源として排熱などを活用することができ、省エネルギー効果の高いものである。
【0055】
また本発明のものは、補助ヒータを脱着ゾーンの一部であって除湿ロータの回転に対して下手側に設けたためエネルギー効果を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の除湿空調装置の換気除湿モードの実施例を示すフロー図である。
【図2】本発明に用いられる4方向切替弁の一例を示す斜視図である。
【図3】本発明に用いられる4方向切替弁の一例を示す斜視図である。
【図4】本発明に用いられる4方向切替弁の一例を示す断面図である。
【図5】本発明に用いられる4方向切替弁の一例を示す断面図である。
【図6】本発明の除湿空調装置の循環除湿モードの実施例を示すフロー図である。
【図7】本発明の除湿空調装置の循環暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図8】本発明の除湿空調装置の換気暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図9】本発明の除湿空調装置の循環加湿暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図10】本発明の除湿空調装置の換気加湿暖房モードの実施例を示すフロー図である。
【図11】本発明の従来例のフロー図である。
【符号の説明】
1 除湿ロータ
3 温水ヒータ
4 直交型熱交換器
5 補助ヒータ
6 脱着ゾーン
7 排気ブロア
8 給気ブロア
9 吸着ゾーン
10、11 2方向切替弁
12 4方向切替弁
13 弁ケーシング
14 第1入口
15 第2入口
16 第1出口
17 第2出口
18 板状の回転弁
Claims (9)
- 湿気吸着剤を有する除湿ロータと、前記除湿ロータを脱着するヒータとを備え、さらに前記除湿ロータを吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割するとともに吸着ゾーンを出た空気とヒータに入る空気との間で顕熱交換を行う顕熱交換器を備え、
第1モードと第2モードとを有し、第1モードでは大気を前記除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに室内からの還気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにし、第2モードでは室内からの還気を除湿ロータの吸着ゾーンへ送るようにするとともに大気を顕熱交換器を介しヒータへ送られるようにする方向切替弁と、
脱着ゾーンから出た空気を大気放出するか室内に供給するか切り替える切替弁とを設けた除湿空調装置。 - さらに吸着ゾーンから出て顕熱交換器を通過した空気を大気放出するか室内へ供給するか切り替える第2切替弁を設けた請求項1記載の除湿空調装置。
- 方向切替弁は、互いに対向する第1及び第2入口と、互いに対向する第1及び第2出口とを有し、第1入口,第1出口,第2入口,第2出口は順次90度づつ離れた位置関係となるようにし、第1モードでは第1入口と第1出口とを連通するとともに第2入口と第2出口とを連通し、第2モードでは第1入口と第2出口とを連通するとともに第2入口と第1出口とを連通するように構成された請求項1記載あるいは請求項2記載の除湿空調装置。
- 換気除湿モードでは外気を方向切替弁を介して除湿ロータの吸着ゾーンへ送り、室内還気を方向切替弁及び顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、脱着ゾーンを通過した空気を大気放出し、吸着ゾーンを通過した空気を顕熱交換器及び第2切替弁を介して室内へ戻すようにした請求項2記載の除湿空調装置。
- 循環除湿モードでは外気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、室内還気を方向切替弁を介して吸着ゾーンへ送り、吸着ゾーンを通過した空気を顕熱交換器及び第2切替弁を介して室内へ戻し、脱着ゾーンを通った外気を大気放出するようにした請求項2記載の除湿空調装置。
- 循環暖房モードでは室内還気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、脱着ゾーンを通過した空気を室内へ戻すようにした請求項1記載の除湿空調装置。
- 換気暖房モードでは外気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、脱着ゾーンを通過した外気を室内へ送るようにした請求項1記載の除湿空調装置。
- 循環加湿暖房モードでは室内還気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、外気を方向切替弁を介して吸着ゾーンへ送り、吸着ゾーンを通過した外気を顕熱交換器と第2切替弁を通して大気放出するようにし、脱着ゾーンを通過した室内還気を再び室内へ戻すようにした請求項2記載の除湿空調装置。
- 換気加湿暖房モードでは室内還気を方向切替弁を介して吸着ゾーンへ送り、吸着ゾーンを通過した室内還気を顕熱交換器と第2切替弁を通して大気放出するようにし、外気を方向切替弁と顕熱交換器を介して脱着ゾーンへ送り、脱着ゾーンを通過した外気を室内へ送るようにした請求項2記載の除湿空調装置。
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-
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- 2003-05-28 JP JP2003150129A patent/JP2004353908A/ja active Pending
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