JP2007032912A

JP2007032912A - デシカント式換気装置

Info

Publication number: JP2007032912A
Application number: JP2005215683A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ishizawa; 敏彦石沢; Kunio Miura; 邦夫三浦
Original assignee: Shin Nippon Air Technologies Co Ltd
Current assignee: Shin Nippon Air Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2005-07-26
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-07-26
Also published as: JP4683548B2

Abstract

【課題】デシカント及び蓄熱材を用いた空気処理により、外気を室内空気条件の近似値まで冷却除湿又は加熱加湿した後、室内に供給可能としたデシカント式換気装置を提供する。
【解決手段】蓄熱体を内蔵し蓄熱槽又は放熱槽として機能する２槽一組の固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂを設けるとともに、吸着剤を内蔵し吸着槽又は脱着槽として機能する２槽一組のデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂを設け、前記固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂおよびデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂを巡り外気を室内へ給気可能とするとともに、前記固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂおよびデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂを巡り室内空気を室外へ排気可能とし、かつ前記２槽一組の固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂの間で流路の切換を可能とするとともに、前記２槽一組のデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂの間で流路の切換を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、室内の快適な空調状態を維持しながら、室内外空気の換気を可能としたデシカント式換気装置に関する。

近年、空調効率を向上させるために建物の密閉度を増して断熱性を高めた結果、建材や内装材などに含まれる有害化学物質が飛散して、室内に充満することによるシックハウスなどの健康被害が問題となっている。そのため、平成１５年の建築基準法改正〔シックハウス対策に係る建築基準法等の一部改正〕により、原則として、全ての住戸に対し０．５回／ｈ以上の強制又は機械換気設備設置が義務づけられるようになり、室内換気の必要性が益々重要視されている。

ところが、換気扇等によって、室内の空気を強制的に排気して給気口などから外気を直接給気する方法の場合は、冷暖房設備を作動させて室内外の空気状態の差が大きくなる冬季や夏季においては、空気調整されていない外気が直接室内に供給されることになるため、室内の空気状態を維持できず、これらの時期にはほとんど換気が行われていない実情にあった。

この問題を解決するため、外気の空気調和を行った後、室内に給気する換気装置が幾つか提案されている。例えば、下記特許文献１では、特殊加工紙からなる仕切板間に特殊加工紙で多層の流路を形成した全透過式全熱交換器を備え、前記全透過式全熱交換器の流路に、室外からの給気と室内からの排気を交互に交差するように通過させ、給気と排気との間で全熱交換を行うようにした換気装置が開示されている。また、下記特許文献２では、冷熱源機および温熱源機を備え、外気を室内の設定温度に近似させるように冷却減湿または加熱加湿してから室内に給気を行う外気調和機が開示されている。

ところで近年は、省エネルギーのための排熱利用が可能である、ランニングコストの低減が可能である、フロンを使用しないことにより地球の温暖化を防止できる、二酸化炭素排出量の削減が可能である等の利点を有するデシカント空調機が主に潜熱負荷の多いスーパーマーケット、食品工場、病院、介護施設、ホテル等の建物を中心に設置されている。

前記デシカント空調は、潜熱処理に特徴を有する空調方法で、従来一般の冷凍機を使用した空調方法と対比すると、従来一般の空調機では、露点温度より低い温度までの過冷却により凝縮させて除湿を行った後、所定の湿度・温度の給気を得るように再加熱を行っていたため、「除湿のための過冷却」というエネルギー的に無駄な行程を伴っていたのに対し、デシカント空調では潜熱処理と顕熱処理とを別々に分け、潜熱処理は吸湿剤（デシカント）を使用した除湿器によって処理を行い、顕熱処理は顕熱交換器、または冷凍機冷水を用いた冷却コイルによって処理を行う点に特徴を有し、湿度コントロールに優位性を有する空調システムとなっている。
特開平６−２７２９１９号公報特開平６−２６５１７３号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載される全透過式全熱交換器を備えた換気装置の場合は、熱効率が一般に冷房時が５０％程度、暖房時が６０％程度であり、室内外の中間的な状態の空気が供給されるものである。従って、室内外の空気状態（温度、湿度）の差が大きい時期には、室内空気を快適な状態に維持できない問題があった。

また、前記特許文献２に記載される外気調和機は、大型オフィスビルなどにおいては適用されているものの、設備が大規模なものとなり、一般住宅などでは採算があわず、現実的な装置ではなかった。

一方で、上記デシカント空調機は、省エネが可能であるとともに、冷媒を使用しないため環境に優しい空調機であることが知られているが、デシカント空調機は事前の外気冷却除湿処理として従来の空調機と併用して使用されることが多く、このデシカント方式を換気装置として活用することは、ほとんど過去に提案されていなかった。

そこで本発明の主たる課題は、デシカント及び蓄熱材を用いた空気処理により、外気を室内空気条件の近似値まで冷却除湿又は加熱加湿した後、室内に供給可能としたデシカント式換気装置を提供することにある。

前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、蓄熱体を内蔵し蓄熱槽又は放熱槽として機能する２槽一組の固体蓄熱槽を設けるとともに、吸着剤を内蔵し吸着槽又は脱着槽として機能する２槽一組のデシカント吸着槽を設け、前記固体蓄熱槽およびデシカント吸着槽を巡り外気を室内へ給気可能とするとともに、前記固体蓄熱槽およびデシカント吸着槽を巡り室内空気を室外へ排気可能とし、かつ前記２槽一組の固体蓄熱槽の間で流路の切換を可能とするとともに、前記２槽一組のデシカント吸着槽の間で流路の切換を可能とし、
冬季運転時は、放熱槽として機能する前記固体蓄熱槽、脱着槽として機能するデシカント吸着槽を順に巡り加熱加湿を行う給気用往流路と、前記吸着槽として機能する前記デシカント吸着槽、蓄熱槽として機能する固体蓄熱槽を順に巡り除湿冷却を行う排気用復流路とが構成され、かつ所定時間毎に前記固体蓄熱槽が交互に切り換えられるとともに、前記デシカント吸着槽が交互に切り換えられ、
夏季運転時は、吸着槽として機能する前記デシカント吸着槽、蓄熱槽として機能する前記固体蓄熱槽を順に巡り除湿冷却を行う給気用往流路と、放熱槽として機能する前記固体蓄熱槽、脱着槽として機能するデシカント吸着槽を順に巡り加熱加湿を行う排気用復流路とが構成され、かつ所定時間毎に前記固体蓄熱槽が交互に切り換えられるとともに、前記デシカント吸着槽が交互に切り換えられることを特徴とするデシカント式換気装置が提供される。

上記請求項１に記載の本発明は、２槽の固体蓄熱槽の切換運転と、２槽のデシカント吸着槽との切換運転とによって連続運転に対応させたデシカント式換気装置の例である。

前記２槽の固体蓄熱槽の切換運転と、２槽のデシカント吸着槽との切換運転を行うことにより、外気と還気との温湿度交換が行われ、冬季運転時には低温低湿な外気が、また夏季運転時には高温多湿な外気が、室内の空気状態とほぼ同一の状態まで調整がされてから室内に供給をすることができる。これにより、還気に伴う室内の冷暖房効果の低下が抑制される。また、冷熱源機や温熱源機を必要とせず、コンパクトで構造が簡単な換気装置が可能となる。

請求項２に係る本発明として、蓄熱体を内蔵し蓄熱槽又は放熱槽として機能する単一の固体蓄熱槽を設けるとともに、吸着剤を内蔵し吸着槽又は脱着槽として機能する単一のデシカント吸着槽を設け、前記固体蓄熱槽およびデシカント吸着槽を巡り外気を室内へ給気可能とするとともに、前記固体蓄熱槽およびデシカント吸着槽を巡り室内空気を室外へ排気可能とし、
冬季運転時は、放熱槽として機能する前記固体蓄熱槽、脱着槽として機能するデシカント吸着槽を順に巡り加熱加湿を行う給気用往流路による給気モード運転と、吸着槽として機能する前記デシカント吸着槽、蓄熱槽として機能する固体蓄熱槽を順に巡り除湿冷却を行う排気用復流路による排気モード運転とを交互に行い、
夏季運転時は、吸着槽として機能する前記デシカント吸着槽、蓄熱槽として機能する前記固体蓄熱槽を順に巡り除湿冷却を行う給気用往流路による給気モード運転と、放熱槽として機能する前記固体蓄熱槽、脱着槽として機能するデシカント吸着槽を順に巡り加熱加湿を行う排気用復流路による排気モード運転とを交互に行うことを特徴とするデシカント式換気装置が提供される。

上記請求項２に記載の本発明は、給気モード運転と排気モード運転とを交互に行うため、換気効率が低下する欠点を有するものの、固体蓄熱槽とデシカント吸着槽が各１槽づつ配設される構造であるため、設備をコンパクト化することができ、一般住宅等でも広く設置することができるようになる。

請求項３に係る本発明として、前記デシカント吸着槽に対し、水分の強制脱着のためにマグネトロン加熱器を備える請求項１、２いずれかに記載のデシカント式換気装置が提供される。

上記請求項３に記載の本発明は、マグネトロン加熱器により吸着剤を加熱し、強制的に吸着剤の水分脱着を促進することができる。

請求項４に係る本発明として、外気温度を測定する温度測定手段と、外気湿度を測定する湿度測定手段と備え、前記測定温度及び測定湿度に基づき前記デシカント式換気装置の運転状態を夏季運転モードか冬季運転モードかにすべきかを判定するとともに、前記デシカント式換気装置に対して夏季又は冬季運転の設定を行う制御器を備える請求項１〜３いずれかに記載のデシカント式換気装置が提供される。

上記請求項４記載の発明は、デシカント式換気装置における操作の省力化に伴い、外気温度を測定する温度測定手段と、外気湿度を測定する湿度測定手段と備え、前記測定温度及び測定湿度に基づき前記デシカント式換気装置の運転状態を夏季運転モードか冬季運転モードかにすべきかを判定するとともに、前記デシカント式換気装置に対して夏季又は冬季運転の設定を行う制御器を備えるようにしたものである。

以上詳説のとおり本発明によれば、デシカント及び蓄熱材を用いた空気処理により、外気を室内空気条件の近似値まで冷却除湿又は加熱加湿した後、室内に供給可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

〔第１形態例〕
図１は、本発明の第１形態例に係るデシカント式換気装置のシステム構成図であり、図２は冬季運転（パターン１）状態図、図３は冬季運転（パターン２）状態図、図４は夏季運転（パターン１）状態図、図５は夏季運転（パターン２）状態図である。

〔デシカント式換気装置１のシステム構成〕
本デシカント式換気装置１においては、図１に示されるように、蓄熱体を内蔵し蓄熱槽又は放熱槽として機能する２槽一組の固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂを設けるとともに、吸着剤（デシカント）を内蔵し吸着槽又は脱着槽として機能する２槽一組のデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂを設け、前記固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂの内の一方およびデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂの一方を巡り外気を室内へ給気可能とするとともに、前記固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂの他方およびデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂの他方を巡り室内空気を室外へ排気可能とするものであり、かつ前記２槽一組の固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂの間で流路が切換可能とされるとともに、前記２槽一組のデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂの間で流路が切換可能とされる。

具体的には、一方の固体蓄熱槽２Ａと、一方のデシカント吸着槽３Ａとを連結流路４で繋ぎ、他方の固体蓄熱槽２Ｂと、他方のデシカント吸着槽３Ｂとを連結流路５で繋ぐ。また、外気導入用又は排気用として一方の固体蓄熱槽２Ａの他端と、一方のデシカント吸着槽３Ａの他端とを夫々切換弁５Ａ、６Ａを介して連結する第１流路７と、他方の固体蓄熱槽２Ｂの他端と、他方のデシカント吸着槽３Ｂの他端とを夫々切換弁５Ｂ、６Ｂを介して連結する第２流路８が形成され、給気用又は還気用として、他方の固体蓄熱槽２Ｂの他端と、他方のデシカント吸着槽３Ｂとを夫々切換弁５Ｂ、６Ｂを介して連結する第３流路９と、一方の固体蓄熱槽２Ａと一方のデシカント吸着槽３Ａとを夫々切換弁５Ａ、６Ａを介して連結する第４流路１０とが形成される。

また、外部への接続側においては、外気ＯＡ導入路が切換弁１１により第１流路７と第２流路８との切換が可能とされるとともに、排気ＥＡ流路が切換弁１２により第１流路７と第２流路８との切換が可能とされる。さらに、室内側においては、還気ＲＡ流路が切換弁１３により第３流路９と第４流路１０の切換が可能とされるとともに、給気ＳＡ流路が切換弁１４により第３流路９と第４流路１０の切換が可能とされる。また、外気ＯＡ導入路には給気ファン１６が配設されるとともに、還気ＲＡ流路には排気ファン１７が配設されている。

前記固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂは、岩石、コンクリート、土壌、煉瓦等の多孔質物質や相変換物質 (PCM：Phase Change Material)などの蓄熱性能に優れた顕熱蓄熱体を内蔵しており、気体が通過する際に蓄熱体の放熱および蓄熱の作用により、通過する気体の温度調整を行うことができる。この固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂは、運転時期によって、熱を蓄えた蓄熱体の放熱により通過する空気を加熱する放熱槽として機能させる場合と、通過する空気から熱を奪って蓄熱体に蓄熱する蓄熱槽として機能させる場合とがある。前記固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂにおける放熱槽／蓄熱槽の切換は切換弁１１〜１４による流路の切換によって行われる。なお、前記固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂの内部構造は、好ましくは複数の仕切板でジグザグ状の流路を構成し、流路長の長大化を図り、空気と蓄熱体との接触時間を増大させて熱交換の効率を上げることが望ましい。

前記デシカント吸着槽３Ａ、３Ｂは、シリカゲル等の水分の吸脱着性能に優れた固形の吸着剤を内蔵しており、このデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂを気体が通過する際に、前記吸着剤による水分の吸・脱着作用により、通過する気体の湿度調整を行うことができる。前記デシカント吸着槽３Ａ、３Ｂは、運転状態に応じて、吸着剤が吸着した水分を脱着し通過する空気を加湿する脱着槽として機能させる場合と、空気中の水分を吸着し通過する空気を除湿する吸着槽として機能させる場合とがある。前記デシカント吸着槽３Ａ、３Ｂにおける脱着槽／吸着槽の切換は切換弁１１〜１４による流路の切換によって行われる。

また、前記デシカント吸着槽３Ａ、３Ｂには、吸着剤の再生のためにマグネトロン加熱器１５が配設される。前記マグネトロン加熱器１５は、吸着剤に電磁波を照射して吸着した水分子を励振させて加熱し、水分の蒸発による再生（脱着）を促進するための装置である。なお、後述するように切換弁１１〜１４を切り換えて、加熱加湿流路と冷却除湿流路との入れ替えが行われた場合には、脱着槽側のマグネトロン加熱器１５を作動させ、吸着剤の水分を蒸発させるようにする。

〔冬季の運転状態〕
以下、冬季の運転状態を図２、図３及び図６に基づいて詳述する。

換気運転は、図２に示されるように、一方側の固体蓄熱槽２Ａを放熱槽、他方側の固体蓄熱槽２Ｂを蓄熱槽として機能させるとともに、一方側のデシカント吸着槽３Ａを脱着槽、他方側のデシカント吸着槽３Ｂを吸着槽として機能させる運転状態と、図３に示されるように、一方側の固体蓄熱槽２Ａを蓄熱槽、他方側の固体蓄熱槽２Ｂを放熱槽として機能させるとともに、一方側のデシカント吸着槽３Ａを吸着槽、他方側のデシカント吸着槽３Ｂを脱着槽として機能させる運転状態とを所定時間毎に交互に繰り返すことによる。

図２に示される冬季運転（パターン１）は、外気を室内に供給する往流路ＧＦは、切換弁１１流路を第１流路７側、切換弁１４流路を第４流路１０側とし、切換弁５Ａを第１流路７側、切換弁６Ａを第４流路１０側とすることにより、外気ＯＡが第１流路７を通り、一方側の固体蓄熱槽２Ａ、一方側のデシカント吸着槽３Ａ、第４流路１０を通り室内に供給される。また、室内空気を外部に排気する復流路ＲＦは、切換弁１３流路を第３流路９側、切換弁１２流路を第２流路８側とし、切換弁５Ｂを第２流路８側、切換弁６Ｂを第３流路９側とすることにより、還気ＲＡが第３流路９を通り、他方側のデシカント吸着槽３Ｂ、他方側の固体蓄熱槽２Ｂ、第２流路８を通り外部に排気される。

往流路ＧＦにおいては、給気ファン１６により室外から送り込まれた外気ＯＡが、一方側固体蓄熱槽２Ａ（放熱槽）で加熱された後（図６の空気線図で点Ｄ→点Ｅ）、デシカント吸着槽３Ａ（脱着槽）に送られて加湿され、給気ＳＡとして室内に供給される（図６の空気線図で点Ｅ→点Ｆ）。

一方、復流路ＲＦにおいて、還気ファン１７により送り込まれた還気ＲＡは、他方側デシカント吸着槽３Ｂ（吸着槽）で還気ＲＡに含有された水分が吸着されて除湿され、それに伴い空気の温度は上昇する（図６の空気線図で点Ａ→点Ｂ）。昇温した空気は、その後他方側固体蓄熱槽２Ｂ（蓄熱槽）に送り込まれ、該蓄熱槽２Ｂにおいて、蓄熱体に吸熱され自身は冷却された後、排気ＥＡとして室外に排気される（図６の空気線図で点Ｂ→点Ｃ）。

前記往流路ＧＦの加熱加湿流路における放熱および脱着と、前記復流路ＲＦの冷却除湿流路における吸着および蓄熱とが所定時間行われると、吸着剤の吸脱着および蓄熱材の放蓄熱が飽和状態となるため、切換弁１１〜１４の操作により、流路を切り換え、図３の冬季運転（パターン２）に示されるように、他方側固体蓄熱槽２Ｂを往流路ＧＦの放熱槽、他方側デシカント吸着槽３Ｂを往流路ＧＦの脱着槽とし、一方側固体蓄熱槽２Ａを復流路ＲＦの蓄熱槽、一方側デシカント吸着槽３Ａを復流路ＲＦの吸着槽とする運転状態とする。この切換え操作により、放熱槽と蓄熱槽および脱着槽と吸着槽の役割が逆転して、固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂでは、蓄熱槽で蓄熱した熱を放熱槽の熱源として利用することができるようになり、またデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂでは、吸着槽で吸着した水分を脱着槽の加湿源として利用することができるようになる。上記流路の切り換えを所定時間毎に繰り返し行うことにより連続運転が可能となる。

なお、前述のように、デシカント吸着槽３Ａ、３Ｂの脱着槽、吸着槽にそれぞれ配設されたマグネトロン加熱器１５は、流路切換の直前に、空気を加湿する脱着槽側のマグネトロン加熱器１５を作動させ吸着剤の水分を蒸発させるようにするのが望ましい。

このように、所定時間毎に冷却除湿流路と加熱加湿流路とを入れ替えることにより、冷熱源や温熱源あるいは加湿装置を使用しないで、温湿度調整された外気を給気することが可能となり、クリーンで熱効率が良く、室内の空調を損なうことなく換気を行うことが可能となる。

〔夏季運転状態〕
次に、夏季の運転状態を図４、図５及び図６に基づいて詳述する。

図４に示される夏季運転（パターン１）は、外気を室内に供給する往流路ＧＦは、切換弁１１流路を第１流路７側、切換弁１４流路を第４流路１０側とし、切換弁６Ａを第１流路７側、切換弁５Ａを第４流路１０側とすることにより、外気ＯＡが第１流路７を通り、一方側のデシカント吸着槽３Ａ、一方側の固体蓄熱槽２Ａ、第４流路１０を通り室内に供給される。また、室内空気を外部に排気する復流路ＲＦは、切換弁１３流路を第３流路９側、切換弁１２流路を第２流路８側とし、切換弁６Ｂを第２流路８側、切換弁５Ｂを第３流路９側とすることにより、還気ＲＡが第３流路９を通り、他方側の固体蓄熱槽２Ｂ、他方側のデシカント吸着槽３Ｂ、第２流路８を通り外部に排気される。

往流路ＧＦにおいては、給気ファン１６により室外から送り込まれた外気ＯＡが、一方側デシカント吸着槽３Ａ（吸着槽）で空気中の水分を吸着することにより加熱乾燥された後（図６の空気線図で点Ｐ→点Ｑ）、一方側の固体蓄熱槽２Ａで蓄熱材に熱を蓄熱させ自身は冷却された後、室内に供給される（図６の空気線図で点Ｑ→点Ｒ）。

一方、復流路ＲＦにおいて、還気ファン１７により送り込まれた還気ＲＡは、他方側固体蓄熱槽２Ｂの放熱により加熱された後（図６の空気線図で点Ｘ→点Ｙ）、他方側デシカント吸着槽３Ｂにおいて吸着剤の脱着により冷却加湿された後、排気ＥＡとして室外に排気される（図６の空気線図で点Ｙ→点Ｚ）。

前記往流路ＧＦの冷却除湿流路における吸着および蓄熱と、前記復流路ＲＦの加熱加湿流路における放熱および脱着とが所定時間行われると、吸着剤の吸脱着および蓄熱材の放蓄熱が飽和状態となるため、切換弁１１〜１４の操作により、流路を切り換え、図５の夏季運転（パターン２）に示されるように、他方側デシカント吸着槽３Ｂを往流路ＧＦの吸着槽、他方側固体蓄熱槽２Ｂを往流路ＧＦの蓄熱槽とし、一方側固体蓄熱槽２Ａを復流路ＲＦの放熱槽、一方側デシカント吸着槽３Ａを復流路ＲＦの脱着槽とする運転状態とする。この切換え操作により、放熱槽と蓄熱槽および脱着槽と吸着槽の役割が逆転して、固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂでは、蓄熱槽で蓄熱した熱を放熱槽の熱源として利用することができるようになり、またデシカント吸着槽３Ａ、３Ｂでは、吸着槽で吸着した水分を脱着槽の加湿源として利用することができるようになる。上記流路の切り換えを所定時間毎に繰り返し行うことにより連続運転が可能となる。

なお、前記冬季運転パターン１と冬季運転パターン２との切換制御及び夏季運転パターン１と夏季運転パターン２との切換制御は、蓄熱運転時間測定タイマー等に基づき、各切換弁５Ａ〜６Ｂ、１１〜１４及びファン１６，１７の切換え制御を自動的に行うことが望ましい。

〔第２形態例〕
次に、図７及び図８に示される第２形態例に係るデシカント式換気装置１’は、固体蓄熱槽及びデシカント吸着槽を夫々１槽とし、外気導入を行う給気モード運転と、室内空気の排気を行う排気モード運転とを交互に行うようにした例である。図７は冬季の運転パターン１とパターン２とを示し、図８は夏季の運転パターン１とパターン２とを示した図である。

本デシカント換気装置１’においては、蓄熱体を内蔵し蓄熱槽又は放熱槽として機能する単一の固体蓄熱槽２を設けるとともに、吸着剤を内蔵し吸着槽又は脱着槽として機能する単一のデシカント吸着槽３を設け、流路の切り換えにより、前記固体蓄熱槽２およびデシカント吸着槽３を巡り外気を室内へ給気可能とするとともに、前記固体蓄熱槽２およびデシカント吸着槽３を巡り室内空気を室外へ排気可能とするものである。

具体的には、固体蓄熱槽２とデシカント吸着槽３とを流路２０で繋ぐとともに、中間に給排気兼用ファン２１を設ける。また、固体蓄熱槽２の他端と、デシカント吸着槽３の他端とを切換弁５、６を介して連結する第１流路２２、固体蓄熱槽２の他端と、デシカント吸着槽３の他端とを切換弁５、６を介して連結する第２流路２３とを設ける。

〔冬季の運転状態〕
冬季の換気運転は、図７(A)に示されるように、給排気兼用ファン２１を給気側運転とし、固体蓄熱槽２、デシカント吸着槽３の順で巡り、前記固体蓄熱槽２を放熱槽、前記デシカント吸着槽３を脱着槽として機能させる給気運転状態と、図７(B)に示されるように、給排気兼用ファン２１を排気側運転とし、デシカント吸着槽３、固体蓄熱槽２の順で巡り、前記デシカント吸着槽３を吸着槽、前記固体蓄熱槽２を蓄熱槽として機能させる排気運転状態とを所定時間毎に繰り返すことによって行われる。

給気運転状態では、室外から送り込まれた外気ＯＡが、固体蓄熱槽２（放熱槽）で加熱された後、デシカント吸着槽３（脱着槽）に送られて加湿され、給気ＳＡとして室内に供給される。蓄熱体の放熱と吸着剤の脱着が所定時間以上行われると飽和状態となるため、放熱した蓄熱体および水分脱着した吸着剤を再生するために、排気運転が行われる。

排気運転状態では、デシカント吸着槽３（吸着槽）で還気ＲＡに含有された水分が吸着されて除湿され、それに伴い空気の温度は上昇する。昇温した空気は、その後固体蓄熱槽２（蓄熱槽）に送り込まれ、該蓄熱槽２において、蓄熱体に吸熱され冷却された後、排気ＥＡとして室外に排気される。

〔夏季の運転状態〕
夏季の換気運転は、図８(A)に示されるように、給排気兼用ファン２１を給気側運転とし、デシカント吸着槽３、固体蓄熱槽２の順で巡り、前記デシカント吸着槽３を吸着槽、前記固体蓄熱槽２を蓄熱槽として機能させる給気運転状態と、図８(B)に示されるように、給排気兼用ファン２１を排気側運転とし、固体蓄熱槽２、デシカント吸着槽３の順で巡り、固体蓄熱槽２を放熱槽、デシカント吸着槽３を脱着槽として機能させる排気運転状態とを所定時間毎に繰り返すことによって行われる。

給気運転状態では、室外から送り込まれた外気ＯＡがデシカント吸着槽３（吸着槽）で空気中の水分を吸着することにより加熱乾燥された後、固体蓄熱槽２Ａで蓄熱材に熱を蓄熱させ自身は冷却された後、室内に供給される。吸着剤の吸着及び蓄熱体の蓄熱が一定時間以上行われると飽和状態となるため、水分吸着した吸着剤及び蓄熱した蓄熱体を再生するために、排気運転が行われる。

排気運転状態では、固体蓄熱槽２（放熱槽）で還気ＲＡが加熱された後、デシカント吸着槽３において吸着剤の脱着により冷却加湿された後、排気ＥＡとして室外に排気される。

本第２形態例では、上述の給気運転と排気運転（再生運転）を所定時間後に切り換えて、室内の換気を行うものであり、給気時間及び排気時間が約１／２となるため換気効率の点で第１形態例より劣るものの、デシカント式換気装置のコンパクト化が可能となる。

〔他の形態例〕
(1)上記固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂ、２としては、函体内部に蓄熱体を内蔵した構造が一般的に使用されるが、図９(A)に示されるように、フレキシブルダクト等のチューブ体の内部に蓄熱材を充填した構造としても良いし、図９(B)に示されるように、中空の柱状体の内部に蓄熱材を充填した構造としてもよい。前者の図９(A)の構造は、例えば天井裏などに配設する場合に好適な態様であり、後者の図９(B)の構造は、屋外に設置する場合に好適な態様である。これらの態様の場合は、任意の流路長を確保することが容易となり、空気と蓄熱材との接触機会を大きくして熱変換効率を高めることが可能である。
(2)上記デシカント式換気装置１、１’においては、冬季運転状態又は夏季運転状態の切り換えは、各切換弁５Ａ〜６Ｂ、５，６、１１〜１４及びファン１６，１７、２１の切換え制御によって行うことになるが、これらを手動で切換え操作することは煩雑であるため、外気温度を測定する温度測定手段と、外気湿度を測定する湿度測定手段とを設け、前記測定温度及び測定湿度に基づき前記デシカント式換気装置１、１’の運転状態を夏季運転モードか冬季運転モードかにすべきかを判定するとともに、前記デシカント式換気装置に対して夏季又は冬季運転の設定、具体的には前記各切換弁５Ａ〜６Ｂ、５，６、１１〜１４及びファン１６，１７、２１の切換え制御を行う制御器を設けるようにすれば、操作の省力化が図れるようになる。

本発明の第１形態例に係るデシカント式換気装置１のシステム構成図である。デシカント式換気装置１による冬季運転パターン１の流路状態図である。デシカント式換気装置１による冬季運転パターン２の流路状態図である。デシカント式換気装置１による夏季運転パターン１の流路状態図である。デシカント式換気装置１による夏季運転パターン２の流路状態図である。デシカント式換気装置１の空気線図を示す模式図である。本発明の第２形態例に係るデシカント式換気装置１’の、(A)は冬季運転パターン１の流路状態図、(B)は冬季運転パターン２の流路状態図である。デシカント式換気装置１’の、(A)は夏季運転パターン１の流路状態図、(B)は夏季運転パターン２の流路状態図である。本発明の他の形態例に係る固体蓄熱槽２Ａ、２Ｂ、２の外観図である。

符号の説明

１・１’…デシカント式換気装置、２・２Ａ・２Ｂ…固体蓄熱槽、３・３Ａ・３Ｂ…デシカント吸着槽、４・５…連結流路、７…第１流路、８…第２流路、９…第３流路、１０…第４流路、１１〜１４…切換弁、５Ａ・５Ｂ・６Ａ・６Ｂ…切換弁、１５…マグネトロン加熱器、１６…給気ファン、１７…排気ファン、２１…給排気兼用ファン、２２…第１流路、２３…第２流路

Claims

蓄熱体を内蔵し蓄熱槽又は放熱槽として機能する２槽一組の固体蓄熱槽を設けるとともに、吸着剤を内蔵し吸着槽又は脱着槽として機能する２槽一組のデシカント吸着槽を設け、前記固体蓄熱槽およびデシカント吸着槽を巡り外気を室内へ給気可能とするとともに、前記固体蓄熱槽およびデシカント吸着槽を巡り室内空気を室外へ排気可能とし、かつ前記２槽一組の固体蓄熱槽の間で流路の切換を可能とするとともに、前記２槽一組のデシカント吸着槽の間で流路の切換を可能とし、
冬季運転時は、放熱槽として機能する前記固体蓄熱槽、脱着槽として機能するデシカント吸着槽を順に巡り加熱加湿を行う給気用往流路と、前記吸着槽として機能する前記デシカント吸着槽、蓄熱槽として機能する固体蓄熱槽を順に巡り除湿冷却を行う排気用復流路とが構成され、かつ所定時間毎に前記固体蓄熱槽が交互に切り換えられるとともに、前記デシカント吸着槽が交互に切り換えられ、
夏季運転時は、吸着槽として機能する前記デシカント吸着槽、蓄熱槽として機能する前記固体蓄熱槽を順に巡り除湿冷却を行う給気用往流路と、放熱槽として機能する前記固体蓄熱槽、脱着槽として機能するデシカント吸着槽を順に巡り加熱加湿を行う排気用復流路とが構成され、かつ所定時間毎に前記固体蓄熱槽が交互に切り換えられるとともに、前記デシカント吸着槽が交互に切り換えられることを特徴とするデシカント式換気装置。
蓄熱体を内蔵し蓄熱槽又は放熱槽として機能する単一の固体蓄熱槽を設けるとともに、吸着剤を内蔵し吸着槽又は脱着槽として機能する単一のデシカント吸着槽を設け、前記固体蓄熱槽およびデシカント吸着槽を巡り外気を室内へ給気可能とするとともに、前記固体蓄熱槽およびデシカント吸着槽を巡り室内空気を室外へ排気可能とし、
冬季運転時は、放熱槽として機能する前記固体蓄熱槽、脱着槽として機能するデシカント吸着槽を順に巡り加熱加湿を行う給気用往流路による給気モード運転と、吸着槽として機能する前記デシカント吸着槽、蓄熱槽として機能する固体蓄熱槽を順に巡り除湿冷却を行う排気用復流路による排気モード運転とを交互に行い、
夏季運転時は、吸着槽として機能する前記デシカント吸着槽、蓄熱槽として機能する前記固体蓄熱槽を順に巡り除湿冷却を行う給気用往流路による給気モード運転と、放熱槽として機能する前記固体蓄熱槽、脱着槽として機能するデシカント吸着槽を順に巡り加熱加湿を行う排気用復流路による排気モード運転とを交互に行うことを特徴とするデシカント式換気装置。
前記デシカント吸着槽に対し、水分の強制脱着のためにマグネトロン加熱器を備える請求項１、２いずれかに記載のデシカント式換気装置。
外気温度を測定する温度測定手段と、外気湿度を測定する湿度測定手段とを備え、前記測定温度及び測定湿度に基づき前記デシカント式換気装置の運転状態を夏季運転モードか冬季運転モードかにすべきかを判定するとともに、前記デシカント式換気装置に対して夏季又は冬季運転の設定を行う制御器を備える請求項１〜３いずれかに記載のデシカント式換気装置。