JP2006125693A - 浴室暖房換気除湿乾燥装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除湿器の再生能力が高い温水式の浴室暖房換気除湿乾燥装置を提供する。
【解決手段】浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１に、吸気口１０４から吐出口につながる第１の送風通路１１５と吸気口から排気口１１３につながる第２の送風通路１１６を設ける。第１の送風通路は、吸気口側から順に除湿器１０５と、第１の熱交換器１０７と、循環ファン１０３と、が設けられている。一方、第２の送風通路には、吸気口側から順に第２の熱交換器１０６と、除湿器１０５と、排気ファン１０２とを配置する。第２の送風通路は、風路切替器１１２を介して第１の送風通路とを接続する。また、第１及び第２の熱交換器は直列に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、浴室暖房換気除湿乾燥装置に関し、特に熱交換器の熱源に温水を用いた浴室暖房換気除湿乾燥装置に関する。

浴室の天井や壁などに設置し、温風を吹き出すことによって浴室内を暖房したり、その下に吊した衣類などに温風を吹き付けて乾燥させたりするための浴室暖房換気除湿乾燥装置が従来より用いられている。

このような浴室暖房換気除湿乾燥装置にあっては、除湿をおこなう場合には、水分を吸着する吸着剤を表面にコートしたデシカントローターなどの除湿器を用いて、除湿器を空気が通過するときに吸着剤によって湿気が吸着されることによって、除湿された空気が室内に送り出されている。また、暖房する場合には、熱交換器によって、空気を暖めて室内に送り出している。さらに、除湿と暖房を同時に行うことによって、より衣類などを乾燥させやすくなっている。しかしながら、除湿器の表面にコートされた吸着剤は一定量の湿気を吸着すると飽和して、それ以上水分を吸着しなくなるため、加熱などにより吸着剤に吸着した湿気を除去する必要があった。

従来の電気式ヒーターを用いた浴室暖房換気除湿乾燥装置においては、輻射熱で浴室内を暖房するための暖房用ヒーターの輻射熱を反射板などを用いて除湿器に照射することで吸着剤を加熱し、水分を離脱させて屋外へ排気することによって吸着剤を再生している。しかしながら、電気式ヒーターの代わりに温水式ヒーターを用いた場合、除湿器の再生がうまくできないという問題があった。

特開２００３−２４０２６３号公報 特開平７−１８０９５６号公報 特開平６−１１４１９７号公報

本発明は上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、除湿器の再生能力が高い温水式の浴室暖房換気除湿乾燥装置を提供する。

請求項１に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置は、浴室内の空気の湿気を取り除くための除湿器と、浴室内の空気を加熱するための温水を用いた第１の加熱手段と、加熱或いは除湿された空気を浴室内に送り出すための循環ファンと、浴室内の空気を浴室外に送り出すための排気ファンと、除湿器を加熱して除湿能力を再生させるための温水を用いた第２の加熱手段とを備え、前記第１の加熱手段と前記第２の加熱手段が直列に接続されていることを特徴としている。

請求項１に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置にあっては、除湿器再生用と暖房用の熱交換器が直列に接続されているので、温水の流れる系統が１系統となり、除湿器再生用と暖房用の熱交換器を別々に設けた場合に比べて、温水流量を増やすことができる。このため熱交換器の温度が安定し、除湿器の再生を効率よく行うことができ、乾燥時間を短縮することができる。また、温水の流れる上流側に除湿器再生用の熱交換器を設けることにより、温度の高い温水を除湿器の再生用に利用できるため、除湿器の再生効率が高くなる。

請求項２に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置は、前記第２の加熱手段が前記除湿器よりも空気の流れの上流側に設置されたことを特徴としている。

請求項２に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置にあっては、除湿器よりも空気の流れの上流側に除湿器再生用の熱交換器を設けたことにより、除湿器へ熱を効率よく伝達でき、除湿器の再生が効率よくできる。

請求項３に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置は、前記第１の加熱手段と並列に温水の流れるバイパス路を設けたことを特徴としている。また、請求項４に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置は、前記第２の加熱手段の温水出口側における温水流路を三方弁を介して前記第１の加熱手段と前記バイパス路とに分岐させたことを特徴としている。

請求項３、請求項４の浴室暖房換気除湿乾燥装置にあっては、三方弁により、温水の流れる経路を暖房用の熱交換器側とバイパス路側に切り替えることが可能となり、除湿器の再生を行いながらの暖房除湿運転と、除湿器の再生を行いながらの除湿のみの運転を切り替えることができる。

請求項５に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置は、前記循環ファンと前記排気ファンよりも空気の流れの上流側に空気の流れる方向を切り替えるための風路切替手段を設けたことを特徴としている。

請求項５に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置にあっては、風路切替手段を設けたことにより、除湿器再生用の熱交換器を通過した空気を浴室外に排出するだけでなく、室内に送り出すことによって除湿器再生用の熱交換器を暖房用の熱交換器として利用することが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものでないことは勿論である。

図１は、実施例１の天井設置型の浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１の断面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ’断面図である。図３は、浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１を下面から見た図である。図１及び図２に示すように、浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１は、吸気口１０４から吐出口１１４につながる第１の送風通路１１５と吸気口１０４から排気口１１３につながる第２の送風通路１１６が設けられている。第１の送風通路１１５は、吸気口１０４側から順にデシカントローターなどからなる除湿器１０５と、第１の熱交換器１０７と、クロスフローファンなどからなる循環ファン１０３と、が設けられている。一方、第２の送風通路１１６には、吸気口１０４側から順に第２の熱交換器１０６と、除湿器１０５と、シロッコファンなどからなる排気ファン１０２と、が配置されている。なお、第２の熱交換器１０６と除湿器１０５は、近接して設置されている。また、図２及び図３に示すように、吸気口１０４と吐出口１１４は、同一平面内に開口している。さらに、吸気口１０４には、空気フィルター１２０が設けられている。

また、第１の送風通路１１５に設けられた第１の熱交換器１０７と循環ファン１０３の間と、第２の送風通路１１６に設けられた除湿器１０５と排気ファン１０２の間で、第１の送風通路１１５と第２の送風通路１１６は、風路切替器１１２で区切られている。さらに、風路切替器１１２の切り替えにより、第２の送風通路１１６は、排気ファン１０２側が開口して循環ファン１０３側が閉鎖された状態と、排気ファン１０２側が閉鎖して循環ファン１０３側が開口した状態の切り替えが可能となっている。つまり、風路切替器１１２の操作により、吸気口１０４から第２の送風通路１１６内へ吸気された空気がそのまま第２の送風通路１１６を通って屋外へ排気される経路と、除湿器１０５と排気ファン１０２の間で向きを変えて第１の送風通路１１５内へ合流し、吐出口１１４から吹き出す経路とに切り替えることができる。

次に、第１の熱交換器１０７と第２の熱交換器１０６の加熱には、それぞれ温水が使用されている。また、第１及び第２の熱交換器１０７、１０６は、直列に接続されており、浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１に設けられた温水の入水口１１７側（上流側）に第２の熱交換器１０６が設置され、出水口１１８側（下流側）に第１の熱交換器１０７が設置されている。また、第１の熱交換器１０７と第２の熱交換器１０６の間と、出水口１１８の間を第１の熱交換器１０７と平行にバイパス路１１９が設けられている。さらに、第１の熱交換器１０７と第２の熱交換器１０６の間のバイパス路１１９が接続された箇所には、三方弁１０９が設けられ、第２の熱交換器１０６から流れてくる温水が第１の熱交換器１０７とバイパス路１１９のうちどちら側に流れるかを切り替えることができるようになっている。また、第２の熱交換器１０６と入水口１１７の間には、熱動弁１０８が設けられている。この熱動弁１０８の動作によって入水口１１７から流れ込む温水の流量を制御し、第１及び第２の熱交換器１０７、１０６の放熱量が一定になるようにしている。つまり、入水口１１７から温度の高い温水が流れ込むと熱動弁１０８が絞られて温水の流量を少なくし、入水口１１７から温度の低い温水が流れ込むと熱動弁１０８が開かれて温水の流量を多くするように制御している。

また、循環ファン１０３は、循環ファン用モーター１１０と接続されている。この循環ファン用モーター１１０を駆動させることにより、循環ファン１０３を回転させて、吸気口１０４から浴室内の空気を吸気し、吐出口１１４から浴室内へ送風される。また、特に図示しないが、排気ファン１０２についても排気ファン用モーターと接続されている。排気ファン用モーターの駆動により、吸気口１０４から浴室内の空気が吸気され、排気口１１３から排気される。

次に、除湿器１０５は、円筒形をしており、円筒形の一方の円形面が吸気口１０４と対向するように設置されている。また、吸気口１０４の円形面のほぼ半分の面が第１の送風通路１１５に面し、残りの半分の面が第２の送風通路１１６に面するように設置されている。また、吸気口１０４と除湿器１０５の間で、除湿器１０５の第２の送風通路１１６と面した側には、除湿器１０５と対向するようにして第２の熱交換器１０６が設置されている。また、除湿器１０５に併設して除湿器用モーター１１１が設置されている。

また、図４に示すように、除湿器１０５は、平坦な基板の表面に波形に連続して屈曲した部材を接着して構成された矩形長尺部材を円筒状に巻き込んだものであり、かつその平坦な基板及び波形部材の表面には湿気を吸着する機能を持つ固体吸着剤が付着されている。特に吸着剤に用いる材料に制限はないが、湿気を吸着する性質を持つ素材であればよく、例えば、シリカゲル、ゼオライト、活性炭などのように通常水分吸着用途に用いられるものを任意に使用できる。さらに、除湿器１０５の円筒形の円周部には、その円周に沿ってギア１１が形成されている。

除湿器１０５は、波形に連続して屈曲した部材を巻き込んだ形状であることから、その円形の端面には波形に連続して屈曲した部材と平坦な部材との隙間によって形成された無数の空気通過孔１３が端面全体に形成されている。なお、図４では、省略して一部の空気通過孔１３のみを図示している。また、各空気通過孔１３の和は、十分な断面積を有し、且つその長さ方向（円筒形の厚さ方向）にはそこを通過する空気との大きな接触面積を有する。従って、湿気を含んだ空気は除湿器１０５の空気通過孔１３中をほとんど圧損なしに通過することができ、同時に、除湿器１０５の表面部分に付着された吸着剤により湿気が吸着除去される。また、空気通過孔１３の形状は、上記形状に限らず空気が通過するときの接触面積が大きく、圧損が発生しにくい構造であればよく、例えば、六角形のハニカム構造に形成したもの等でもよい。

除湿器用モーター１１１には、ギア１２が取り付けられており、除湿器１０５に形成されたギア１１と噛み合うような位置に調整されている。したがって、除湿器用モーター１１１の回転駆動により、除湿器１０５も円形面の中心軸１５を中心に円形面内で連続的或いは断続的に回転できるようになっている。

以下に、図５〜図９を用いて、実施例１の浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１の４種類の動作について説明する。なお、第１の動作を換気モード、第２の動作を暖房モード、第３の動作を除湿モード、第４の動作を除湿乾燥モードと呼ぶ。

はじめに、吸気口１０４から空気フィルター１２０を通して浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１内に吸気され、第２の送風通路１１６内に設けられた第２の熱交換器１０６、除湿器１０５、排気ファン１０２、排気口１１３を順次通過して屋外に排気される経路をａ、吸気口１０４から空気フィルター１２０を通して浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１内に吸気され、第２の送風通路１１６内に設けられた第２の熱交換器１０６、除湿器１０５を順次通過した後、第１の送風通路１１５へ合流し、循環ファン１０３を通過して吐出口１１４から浴室内に再び吹き出す経路をｂ、吸気口１０４から空気フィルター１２０を通して浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１内に吸気され、第１の送風通路１１５内に設けられた除湿器１０５、第１の熱交換器１０７、循環ファン１０３を順次通過して吐出口１１４から浴室内に再び吹き出す経路をｃ、と定義する。また、図５〜図９には各経路ａ〜ｃの概略を二点鎖線の矢印で示した。また、第１及び第２の熱交換器１０７、１０６、バイパス路１１９の温水が流れている経路を実線で示し、温水が流れていない経路を一点鎖線で示した。

まず、浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１を換気モードで運転させた場合の動作を図５に示す。この換気モードにあっては、排気ファン１０２が回転し、循環ファン１０３は停止している。また、除湿器１０５の回転は停止し、風路切替器１１２は、排気ファン１０２側が開口し、循環ファン１０３側が閉鎖した位置になっている。さらに、第１及び第２の熱交換器１０７、１０６、バイパス路１１９に温水は流れていない。つまり、この換気モードにおいて、第１及び第２の熱交換器１０７、１０６は放熱していない。

この換気モードにおいて、吸気口１０４から浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１内に吸気された空気は、経路ａを流れる。また、第２の熱交換器１０６には温水が流れていないので、第２の熱交換器１０６を通過する際に空気が加熱されることはない。このため、空気が除湿器１０５を通過する際に除湿器１０５で湿気の吸着および除湿器１０５の再生はほとんど行なわれない。ただし、運転開始後しばらくは、湿気を吸着することもあるが一定時間が経過すると飽和して吸着しなくなる。したがって、この換気モードでは、浴室内と屋外の空気の入れ換えのみが行なわれる。

次に、浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１を暖房モードで運転させた場合の動作を図６に示す。この暖房モードにあっては、排気ファン１０２は停止し、循環ファン１０３が回転している。また、除湿器１０５の回転は停止し、風路切替器１１２は、排気ファン１０２側が閉鎖し、循環ファン１０３側が開口した位置になっている。さらに、熱動弁１０８が開き、三方弁１０９は第１の熱交換器１０７側に温水が流れるように切り替わっている。つまり、第１及び第２の熱交換器１０７、１０６に温水が流れ、バイパス路１１９に温水は流れていない。

この暖房モードにおいて、吸気口１０４から浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１内に吸気された空気は、経路ｂおよび経路ｃを通って、吐出口１１４から再び浴室内に吹き出す。第１及び第２の熱交換器１０７、１０６に温水が流れているので、経路ｂを通る空気は、第２の熱交換器１０６を通過する際に暖められ、経路ｃを通る空気は、第１の熱交換器１０７を通過する際に暖められる。つまり、暖かい空気が吐出口１１４から浴室内に吹き出す。したがって、浴室内が暖房される。このように、この暖房モードでは、第１及び第２の熱交換器１０７、１０６の両方を暖房用の熱交換器として有効に利用することができる。なお、除湿器１０５は回転していないので、浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１の運転直後は、経路ｃを通る空気が除湿器１０５を通過する際に湿気を吸着するが、一定時間経過すると飽和して湿気を吸着しなくなる。逆に、経路ｂを通る空気は、第２の熱交換器１０７で暖められているため、その熱によって除湿器１０５の吸着剤に吸着した湿気が放出されるが、一定時間経過するとそれ以上放出しなくなる。つまり、この暖房モードでは、浴室内の暖房のみが行なわれ、浴室内の相対湿度が低下する（絶対湿度は変化しない）。

次に、浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１を除湿モードで運転させた場合の動作を図７に示す。この換気モードにあっては、排気ファン１０２は回転し、循環ファン１０３も回転している。また、除湿器１０５は回転し、風路切替器１１２は、排気ファン１０２側が開口し、循環ファン１０３側が閉鎖した位置になっている。さらに、三方弁１０９はバイパス路１１９側に温水が流れるように切り替わっている。つまり、第２の熱交換器１０６及びバイパス路１１９に温水が流れ、第１の熱交換器１０７に温水は流れていない。

この除湿モードにおいて、吸気口１０４から浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１内に吸気された浴室内の空気は、経路ｃを通って再び浴室内に吹き出す空気と、経路ａを通って屋外に排気される空気の２通りがある。まず、経路ｃを通る空気は、除湿器１０５を通過する際に吸着剤によって湿気が吸着されて除湿される。また、第１の熱交換器１０７には温水が流れていないので、第１の熱交換器１０７を通過する際に加熱されることはない。つまり、経路ｃを通る空気は、吸気口１０４から吸気されたときとほぼ同じ温度で除湿器１０５で除湿のみが行なわれて、吐出口１１４から吹き出す。次に、経路ａを通る空気は、第２の熱交換器１０６に温水が流れているので、第２の熱交換器１０６を通過するときに熱を受け取って暖められる。第２の熱交換器１０６で暖められた空気は、除湿器１０５を通過する際に、吸着剤を加熱し吸着剤に吸着した湿気を放出させ、除湿器１０５を再生する。除湿器１０５を通過した空気は、吸着剤から放出された湿気を含んで排気口１１３から屋外に排気される。したがって、この除湿モードにおいては、浴室内の暖房は行なわれず、浴室内の空気の除湿のみが行なわれる（絶対湿度が低下する）。

なお、除湿器１０５は回転しているので、各空気通過孔１３は、第１の送風通路１１５と第２の送風通路１１６（第２の熱交換器１０７が設置されている側）を交互に通過している。故に、空気通過孔１３が第１の送風通路１１５に面しているときには、吸着剤に湿気が吸着され、第２の送風通路１１６に面しているときには、第２の熱交換器１０６で暖められた空気によって吸着剤に吸着した湿気が放出されて、吸着能力が再生されている。したがって、経路ｃを通って再び浴室内に吹き出す空気は除湿器１０５通過時に除湿され、経路ａを通って屋外に排気される空気と共に湿気も屋外へ排気される。

次に、浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１を除湿乾燥モードで運転させた場合の動作を図８に示す。この換気モードにあっては、排気ファン１０２は回転し、循環ファン１０３も回転している。また、除湿器１０５は回転し、風路切替器１１２は、排気ファン１０２が開口し、循環ファン１０３が閉鎖した位置になっている。さらに、三方弁１０９は第１の熱交換器１０７側に温水が流れるように切り替わっている。つまり、第１及び第２の熱交換器１０７、１０６に温水が流れ、バイパス路１１９に温水は流れていない。

この除湿乾燥モードにおいて、吸気口１０４から暖房換気除湿乾燥装置１０１内に吸気された浴室内の空気は、経路ａを通って屋外に排気される空気と、経路ｃを通って再び浴室内に吹き出す空気の２通りがある。まず、経路ａを通る空気は、第２の熱交換器１０６に温水が流れているので、第２の熱交換器１０６を通過するときに熱をもらって暖められる。第２の熱交換器１０６で暖められた空気は、除湿器１０５を通過する際に、吸着剤を加熱し吸着剤に吸着した湿気を放出させ、除湿器１０５を再生する。除湿器１０５を通過した空気は、吸着剤から放出された湿気を含んで排気口１１３から屋外に排気される。次に経路ｃを通る空気は、第１の熱交換器１０７にも温水が流れているので、第１の熱交換器１０７を通過する際に加熱される。つまり、経路ｃを通る空気は、除湿器１０５で除湿された後、第１の熱交換器１０７で加熱されて、吐出口１１４から暖かい空気が吹き出す。したがって、浴室内の空気の除湿と暖房および除湿器１０５の再生が効率よく同時に行なわれる。

なお、除湿器１０５は回転しているので、各空気通過孔１３は、第１の送風通路１１５と第２の送風通路１１６（第２の熱交換器１０７が設置されている側）を交互に通過している。故に、空気通過孔１３が第１の送風通路１１５に面しているときには、吸着剤に湿気が吸着され、第２の送風通路１１６に面しているときには、第２の熱交換器１０６で暖められた空気によって吸着剤に吸着した湿気が放出されて、吸着剤の吸着力が再生される。したがって、経路ｃを通って再び浴室内に吹き出す空気は除湿器１０５通過時に除湿され、経路ａを通って屋外に排気される空気と共に湿気も屋外へ排気される。

以上、本発明の実施例で説明したように、本発明の浴室暖房換気除湿乾燥装置１０１においては、リモコン等により４つの運転モードを切り替えることができるので、状況に応じた最適な運転モードを選択することで、浴室内の暖房、換気、除湿を効率よく行なうことができる。また、第１の熱交換器１０７よりも上流側に第２の熱交換器１０６が設置されているので、高い温度で除湿器１０５に付着した吸着剤の再生を行なうことができ、吸着剤の湿気の吸着能力を高めることができる。

なお、上記実施例においては、浴室に設置する浴室暖房換気除湿乾燥装置について説明したが、浴室以外の場所に設置する暖房換気除湿乾燥装置にも適用することができることは勿論である。

本発明の実施例１による浴室暖房換気除湿乾燥装置の断面図である。 図１のＸ−Ｘ’断面図である。 図１の下面図である。 図１の浴室暖房換気除湿乾燥装置に用いられている除湿器の平面図である。 換気モードで運転しているときの動作を説明する図である。 暖房モードで運転しているときの動作を説明する図である。 除湿暖房モードで運転しているときの動作を説明する図である。 除湿モードで運転しているときの動作を説明する図である。 図５〜図８の説明を補足するための図である。

符号の説明

１０１ 浴室暖房換気除湿乾燥装置
１０２ 排気ファン
１０３ 循環ファン
１０４ 吸気口
１０５ 除湿器
１０６ 第２の熱交換器
１０７ 第１の熱交換器
１０８ 熱動弁
１０９ 三方弁
１１２ 風路切替器
１１３ 排気口
１１４ 吐出口
１１５ 第１の送風通路
１１６ 第２の送風通路
１１７ 入水口
１１８ 出水口
１１９ バイパス路
１２０ 空気フィルター

Claims (5)

1. 浴室内の空気の湿気を取り除くための除湿器と、浴室内の空気を加熱するための温水を用いた第１の加熱手段と、加熱或いは除湿された空気を浴室内に送り出すための循環ファンと、浴室内の空気を浴室外に送り出すための排気ファンと、除湿器を加熱して除湿能力を再生させるための温水を用いた第２の加熱手段とを備え、前記第１の加熱手段と前記第２の加熱手段が直列に接続されていることを特徴とした浴室暖房換気除湿乾燥装置。
2. 前記第２の加熱手段が前記除湿器よりも空気の流れの上流側に設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置。
3. 前記第１の加熱手段と並列に温水の流れるバイパス路を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置。
4. 前記第２の加熱手段の温水出口側における温水流路を三方弁を介して前記第１の加熱手段と前記バイパス路とに分岐させたことを特徴とする、請求項３に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置。
5. 前記循環ファンと前記排気ファンよりも空気の流れの上流側に空気の流れる方向を切り替えるための風路切替手段を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の浴室暖房換気除湿乾燥装置。

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