JP2007147116A - 間接気化冷却エレメント、空調装置及び建物 - Google Patents

Abstract

【課題】流量を調整可能な間接気化冷却エレメントを提供する。
【解決手段】間接気化冷却エレメント１Ａは、第２の流路形成部材１１に導風板１４Ａが取り付けられる。導風板１４Ａは、ＰＡ出口２１ｂと連通した通風孔１４ｎと、第２の流路形成部材１１に係止される係止部材１４ｐと、積層される第２の流路形成部材１１との間隔を規制するガイド部材１４ｍを備え、通風孔１４の径等によってプロダクトエアとワーキングエアの流量を調整すると共に、積層される第２の流量調整部材１１の間隔を一定に保つ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水の気化熱を利用して冷却された空気との熱交換で、空気の温度を下げる間接気化冷却エレメント及び間接気化冷却エレメントを備えた空調装置及び建物に関する。

従来より、建物を冷房する空調装置が提案されているが、水の気化熱を利用して空気を冷却する間接気化冷却エレメントを備えた空調装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

間接気化冷却エレメントは、熱交換隔壁で仕切られた流路間で顕熱（温度）交換を行う構成で、一方の流路で水の気化熱を利用して空気を冷却すると共に、他方の流路との間で冷熱の授受を行い、他方の流路を通る空気を冷却して、室内等に供給するものである。

特開２００４−１９０９０７号公報

間接気化冷却エレメントは、水の気化熱を利用して冷却される空気であるワーキングエアと、ワーキングエアとの熱交換で冷却される空気であるプロダクトエアの流量のバランス等で冷却性能が決定される。

しかし、ワーキングエアが通る流路及びプロダクトエアが通る流路の幅が一般的に狭く、十分に空気を送ることができないので、必要とされる冷却能力が得られないという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、流量の確保が可能な間接気化冷却エレメントと、この間接気化冷却エレメントを備えた空調装置及び建物を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る間接気化冷却エレメントは、水分が浸透する湿潤部材を有し、水の気化熱で冷却される第１エアが流れる第１エア流路を形成する第１の流路形成部材と、熱を伝導すると共に水分を遮蔽する熱交換部材を介して第１の流路形成部材と積層され、第１エア流路を流れる第１エアとの間で熱交換が行われる第２エアが流れる第２エア流路を形成する第２の流路形成部材と、熱交換部材を介して第１の流路形成部材と第２の流路形成部材を積層して構成されるエレメント構造体を収容する収容部と、第２エア流路の出口側もしくは入口側の少なくとも一方に取り付けられ、第２エア流路と連通した通風孔及び第１の流路形成部材と第２の流路形成部材のガイド部材を有した導風部材とを備えたことを特徴とする。

本発明に係る間接気化冷却エレメントでは、熱交換部材を介して第１の流路形成部材と第２の流路形成部材を積層して構成されたエレメント構造体が、収容部に収容され、導風部材のガイド部材によって形状が保持される。

また、導風部材の通風孔の大きさ等によって、第１エアと第２エアの流量が調整される。

本発明に係る空調装置は、水の気化熱で第１エアを冷却し、第１エアとの熱交換で第２エアを冷却する間接気化冷却エレメントと、間接気化冷却エレメントに空気を送り、少なくとも室内に給気する送風手段とを備えた空調装置において、間接気化冷却エレメントは、水分が浸透する湿潤部材を有し、水の気化熱で冷却される第１エアが流れる第１エア流路を形成する第１の流路形成部材と、熱を伝導すると共に水分を遮蔽する熱交換部材を介して第１の流路形成部材と積層され、第１エア流路を流れる第１エアとの間で熱交換が行われる第２エアが流れる第２エア流路を形成する第２の流路形成部材と、熱交換部材を介して第１の流路形成部材と第２の流路形成部材を積層して構成されるエレメント構造体を収容する収容部と、第２エア流路の出口側もしくは入口側の少なくとも一方に取り付けられ、第２エア流路と連通した通風孔及び第１の流路形成部材及び第２の流路形成部材のガイド部材を有した導風部材とを備えたことを特徴とする。

本発明の空調装置では、間接気化冷却エレメントにおいて第１エアとの間で熱交換されて冷却された第２エアが、室内に給気される。

本発明に係る建物は、上述した間接気化冷却エレメントを有する空調装置を備えたことを特徴とする。

本発明の建物では、空調装置において間接気化冷却エレメントにより第１エアとの間で熱交換されて冷却された第２エアが、室内に給気される。

本発明の間接気化冷却エレメントによれば、導風部材によって第１エアの流量と第２エアの流量を調整でき、第２エアを所望の温度にするために必要な第１エアの流量を確保することができる。

また、第１の流路形成部材を挟み込む第２の流路形成部材の間隔を、ガイド部材で所定の寸法に保つことができるので、第１の流路形成部材の潰れ等を防ぐことができる。

本発明の空調装置によれば、上述した間接気化冷却エレメントを備えることで、冷却性能を安定かつ向上させることができる。

本発明の建物によれば、上述した空調装置を備えることで、快適な住空間を長期間にわたって維持することができる。

以下、図面を参照して本発明の間接気化冷却エレメント、空調装置及び建物の実施の形態について説明する。

＜第１の実施の形態の間接気化冷却エレメントの構成例＞
図１は第１の実施の形態の間接気化冷却エレメントの一例を示す構成図で、図１（ａ）は第１の実施の形態の間接気化冷却エレメント１Ａの外観斜視図、図１（ｂ）は間接気化冷却エレメント１Ａの導風板を外した状態の分解斜視図である。また、図２は第１の実施の形態の間接気化冷却エレメント１Ａの要部分解斜視図である。

第１の実施の形態の間接気化冷却エレメント１Ａは、水の気化熱で冷却される第１エアであるワーキングエアＷＡが通る第１の流路形成部材１０ａと、ワーキングエアＷＡとの間の顕熱交換で冷却される第２エアであるプロダクトエアＰＡが通る第２の流路形成部材１１と、第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１を交互に積層して構成されたエレメント構造体１２Ａを収容して、形状を保持する収納ケース１３Ａと、第１の流路形成部材１０ａ及び第２の流路形成部材１１のガイド部材１４ｍを有した導風板１４Ａとを備え、ワーキングエアＷＡとして、プロダクトエアＰＡの一部を利用する構成である。

図３はエレメント構造体１２Ａの要部斜視図で、以下、エレメント構造体１２Ａの構成について説明すると、エレメント構造体１２Ａは、第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１が、熱交換部材の一例である熱交換隔壁１５ａを介して積層される。

エレメント構造体１２Ａは、第１の流路形成部材１０ａによってワーキングエア流路１６ａが形成されるウエットセル１７ａと、第２の流路形成部材１１によってプロダクトエア流路１６ｄが形成されるドライセル１７ｄを備え、ウエットセル１７ａとドライセル１７ｄが、熱交換隔壁１５ａを挟んで交互に配置される。

図４は熱交換隔壁１５ａと第１の流路形成部材１０ａ及び第２の流路形成部材１１の一例を示す構成図である。

第１の流路形成部材１０ａは、紙、不織布、布等の吸水素材で形成されたフルートと称される波型形状を有した部材で構成されることで、湿潤部材を有した構成となっている。

第２の流路形成部材１１は、金属、樹脂等で形成されたライナーと称される板状部材で熱交換隔壁１５ａを構成し、金属、樹脂等で形成されたフルートを、熱交換隔壁１５ａで挟み込んで、一体成形や接着、材質が金属の場合は溶接等で一体とした構成である。

次に、図２，図３等を参照してウエットセル７ａとドライセル７ｄの構成について説明する。

ウエットセル７ａは、第１の流路形成部材１０ａの波型形状で仕切られて複数のワーキングエア流路１６ａが形成された熱交換部２０ａと、ワーキングエアＷＡの流れる方向に沿って熱交換部２０ａの前後に形成されたＷＡ取入口２０ｂ及びＷＡ排出部２０ｃを備える。

また、ドライセル１７ｄは、第２の流路形成部材１１の波型形状で仕切られて複数のプロダクトエア流路１６ｄを備える。そして、ウエットセル１７ａとドライセル１７ｄでは、熱交換部２０ａにおけるワーキングエア流路１６ａと、プロダクトエア流路１６ｄが略平行となる向きで、第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１が熱交換隔壁１５ａを挟んで積層される。

なお、略平行とは、ワーキングエア流路１６ａとプロダクトエア流路１６ｄが数度程度傾斜しているような状態も含むものである。

これにより、エレメント構造体１２Ａは、プロダクトエア流路１６ｄを通るプロダクトエアＰＡの流れに沿った前面に、プロダクトエア流路１６ｄと連通したＰＡ入口２１ａが形成され、プロダクトエアＰＡの流れに沿った後面に、プロダクトエア流路１６ｄと連通したＰＡ出口２１ｂが形成される。

また、エレメント構造体１２Ａは、プロダクトエアＰＡとワーキングエアＷＡが対向流であるので、ＰＡ出口２１ｂの形成面に、ワーキングエア流路１６ａと連通して上述したＷＡ取入口２０ｂが形成され、ＰＡ入口２１ａ側の上面に、ＷＡ排出部２０ｃを介してワーキングエア流路１６ａと連通したＷＡ出口２０ｄが形成される。

ＷＡ取入口２０ｂは、第１の流路形成部材１０ａを第２の流路形成部材１１のＰＡ出口２１ｂまで延在させることで、ワーキングエア流路１６ａとＰＡ出口２１ｂを連通させている。

これにより、エレメント構造体１２Ａは、プロダクトエア流路１６ｄを通り、ＰＡ出口２１ｂから吹き出したプロダクトエアＰＡの一部が、ＷＡ取入口２０ｂからワーキングエア流路１６ａへ導入される戻り流路１６ｒが形成される。

ＷＡ排出部２０ｃは、第１の流路形成部材１０ａを、第２の流路形成部材１１に対して所定のワーキングエア流量が得られるように長さを短く構成して、ＷＡ出口２０ｄから各ワーキングエア流路１６ａへと上下に連通した流路が形成される。

上述したウエットセル１７ａを構成する第１の流路形成部材１０ａと、ドライセル１７ｄを構成する第２の流路形成部材１１を積層した直方体形状のエレメント構造体１２Ａは、収納ケース１３Ａで一体に保持される。

次に、図１等を参照して収納ケース１３Ａの構成について説明すると、収納ケース１３Ａは収納部の一例で、金属や樹脂等で構成され、エレメント構造体１２Ａが収納される空間が形成された直方体形状である。収納ケース１３Ａは、第２の流路形成部材１１と同等の長さを有し、プロダクトエアＰＡの流れに沿った後面側であるプロダクトエアＰＡの出口側に開口部２２ａが形成され、図示しないが、前面側であるプロダクトエアＰＡの入口側にも同様に開口部が形成される。

また、収納ケース１３Ａは、エレメント構造体１２ＡのＷＡ出口２０ｄと連通する一端側の上面を開口させて、ワーキングエア排気口２４ａが形成される。なお、収納ケース１３Ａは、下面を開口させて図示しない給水口が形成される。

導風板１４Ａは導風部材の一例で、第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１の幅に応じた所定の幅を有した板状部材で、第２の流路形成部材１１によって形成されるプロダクトエア流路１６ｄのＰＡ出口２１ｂと連通する複数の通風孔１４ｎを備える。

導風板１４Ａの幅は、第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１を積層した幅と略同じで、導風板１４Ａの高さは、第２の流路形成部材１１の高さと略同じである。

導風板１４Ａは、上端及び下端に係止部材１４ｐを備え、係止部１４ｐの左右両側にガイド部材１４ｍを備える。係止部材１４ｐは、第２の流路形成部材１１の上端及び下端に係止される鉤型形状を有し、第２の流路形成部材１１の上端及び下端には、例えば、係止部材１４ｐが係止される切り欠き１１ａが形成されている。

ガイド部材１４ｍは、導風板１４Ａを係止部材１４ｐで第２の流路形成部材１１に取り付けると、第２の流路形成部材１１の両面から突出した形態となる。ガイド部材１４ｍの高さは、第１の流路形成部材１０ａの幅の略半分と同等である。

図５は積層された第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１の要部構成を示す説明図である。導風板１４Ａが取り付けられた第２の流路形成部材１１を積層すると、導風板１４Ａに形成されたガイド部材１４ｍは、第１の流路形成部材１０ａの幅の略半分の高さを有するので、積層される第２の流路形成部材１１の間には、ガイド部材１４ｍによって第１の流路形成部材１０ａと略同等の幅が形成される。

これにより、第２の流路形成部材１１に導風板１４Ａを取り付けると共に、所定の枚数の第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１を交互に積層して構成されたエレメント構造体１２Ａを収納ケース１３Ａに収納すると、プロダクトエアＰＡの出口側では、導風板１４Ａの通風孔１４ｎとエレメント構造体１２ＡのＰＡ出口２１ｂが連通して、プロダクトエア流路１６ｄが形成される。また、通風孔１４ｎの径等に応じて流量が規定される戻り流路１６ｒが形成される。

そして、エレメント構造体１２Ａの４側面を、収納ケース１３Ａで押さえることで、エレメント構造体１２Ａの形状が保持される。

なお、導風板１４Ａが取り付けられた第２の流路形成部材１１と第１の流路形成部材１０ａを交互に積層すると、積層される第２の流路形成部材１１の間には、ガイド部材１４ｍによって第１の流路形成部材１０ａと略同等の幅が形成され、第１の流路形成部材１０ａが押し潰されることを防いでいる。

＜間接気化冷却エレメントの冷却原理＞
図６は間接気化冷却エレメント１Ａの冷却原理を示す説明図で、次に、間接気化冷却エレメント１Ａにおける冷却原理について説明する。ここで、図６（ａ）は、ワーキングエアＷＡとプロダクトエアＰＡとの間の熱交換原理を示す説明図、図６（ｂ）は、入力されたプロダクトエアＰＡの温度及び湿度と、出力されるプロダクトエアＰＡの温度及び湿度の関係の一例を示す説明図である。

間接気化冷却エレメント１Ａにおいて、ワーキングエア流路１６ａに面した第１の流路形成部材１０ａは、図示しない散水ノズルや給水槽等によって水が供給される。これにより、ワーキングエア流路１６ａを通るワーキングエアＷＡと第１の流路形成部材１０ａとの温湿度差によって水分が気化し、ワーキングエアＷＡが冷却される。

ワーキングエアＷＡが冷却されると、ワーキングエア流路１６ａと熱交換隔壁１５ａで仕切られたプロダクトエア流路１６ｄを通るプロダクトエアＰＡは、熱交換隔壁１５ａを通して冷熱Ｃを受けて冷却される。

ここで、熱交換隔壁１５ａは水分を通さないことから、プロダクトエアＰＡはプロダクトエア流路１６ａを通過しても絶対湿度が変化しない。なお、ワーキングエアＷＡは、ワーキングエア流路１６ａを通過すると高湿度になる。

一例として、プロダクトエアＰＡ及びワーキングエアＷＡの入力温度が３０℃、絶対湿度が１０ｇ／ｋｇ（ＤＡ：ドライエア）、相対湿度が約４０％ＲＨとした場合、プロダクトエアＰＡの出口温度は２０℃と下がる。なお相対湿度は温度が下がるため約７０％ＲＨと上がるが、絶対湿度は１０ｇ／ｋｇ（ＤＡ）であり、変化しない。

そして、間接気化冷却エレメント１Ａでは、ワーキングエアＷＡの流量、プロダクトエアＰＡの流量等を制御することで、プロダクトエアＰＡの出口温度が制御される。

例えば、ワーキングエアＷＡの流量を増加させると、プロダクトエアＰＡの出口温度が低下する。また、プロダクトエアＰＡの流量を低下させると、プロダクトエアＰＡの出口温度が低下する。

なお、間接気化冷却エレメント１Ａの前段で、プロダクトエアＰＡとして取り込むエアの湿度を図示しない除湿手段で低下させ、プロダクトエアＰＡ等の入口湿度を低下させることでも、プロダクトエアＰＡの出口温度を低下させることができる。

＜導風板の変形例＞
図７は第２の実施の形態の間接気化冷却エレメントの一例を示す構成図である。第２の実施の形態の間接気化冷却エレメント１Ｂに備えられる導風板１４Ｂは、通風孔１４ｎ及び係止部材１４ｐが形成された通風孔形成板部１４ｒを備える。通風孔形成板部１４ｒの幅は、第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１を積層した幅と略同じで、通風孔形成板部１４ｒの高さは、第２の流路形成部材１１の高さと略同じである。

導風板１４Ｂは、係止部材１４ｐで第２の流路形成部材１１に取り付けられると、通風孔形成板部１４ｒが、第２の流路形成部材１１の両面から突出した形態となり、通風孔形成板部１４ｒが突出する幅は、第１の流路形成部材１０ａの幅の略半分と同等である。

これにより、導風板１４Ｂが取り付けられた第２の流路形成部材１１と第１の流路形成部材１０ａを交互に積層して、収納ケース１３Ｂに収納すると、積層される第２の流路形成部材１１の間には、通風孔形成板部１４ｒによって第１の流路形成部材１０ａと略同等の幅が形成され、第１の流路形成部材１０ａが押し潰されることを防いでいる。

図８は第３の実施の形態の間接気化冷却エレメントの一例を示す構成図である。第３の実施の形態の間接気化冷却エレメント１Ｃに備えられる導風板１４Ｃは、所定枚数の第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１を交互に積層して形成されたエレメント構造体１２Ａの幅に応じた幅を有する。

導風板１４Ｃの高さは、第２の流路形成部材１１の高さと略同じで、導風板１４Ｃの幅は、本例では収納ケース１３Ｃの幅と略同じであり、収納ケース１３Ｃの開口部２２ａを塞ぐ板状部材である。

導風板１４Ｃは、図３等で説明したプロダクトエア流路１６ｄを形成する第２の流路形成板１１の配置に合わせて全面に複数の通風孔１４ｎが形成される。

また、導風板１４Ｃは、ワーキングエア流路１６ａを形成する第１の流路形成部材１０ａの配置に合わせた裏面に、複数のガイド部材１４ｓを備える。ガイド部材１４ｓの幅は、第１の流路形成部材１０ａの幅と略同等である。

更に、導風板１４Ｃは、四隅にネジ１３ｍを通す貫通孔が形成され、収納ケース１３Ｃは、開口部２２ａの端面にネジ１３ｍがねじ込まれるネジ穴１２ｃが形成される。

これにより、所定の枚数の第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１を交互に積層して構成されたエレメント構造体１２Ａを収納ケース１３Ｃに収納し、開口部２２ａに導風板１４Ｃをネジ１３ｍで取り付けると、プロダクトエアＰＡの出口側では、導風板１４Ｃの通風孔１４ｎと図３等に示すエレメント構造体１２ＡのＰＡ出口２１ｂが連通して、プロダクトエア流路１６ｄが形成される。また、通風孔１４ｎの径等に応じて流量が規定される戻り流路１６ｒが形成される。

そして、エレメント構造体１２Ａの４側面を、収納ケース１３Ｃで押さえることで、エレメント構造体１２Ａの形状が保持される。

なお、エレメント構造体２Ａを収容した収納ケース１３Ｃに導風板１４Ｃが取り付けられると、積層される第２の流路形成部材１１の間には、ガイド部材１４ｓが挿入されて第１の流路形成部材１０ａと略同等の幅が形成され、第１の流路形成部材１０ａが押し潰されることを防いでいる。

図９は第４の実施の形態の間接気化冷却エレメントの一例を示す構成図である。第４の実施の形態の間接気化冷却エレメント１Ｄに備えられる導風板１４Ｄは、所定枚数の第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１を交互に積層して形成されたエレメント構造体１２Ａの幅に応じた幅を有する。

導風板１４Ｄの高さは、第２の流路形成部材１１の高さと略同じで、導風板１４Ｄの幅は、本例では収納ケース１３Ｄの幅と略同じであり、収納ケース１３Ｄの開口部２２ａを塞ぐ板状部材である。

導風板１４Ｄは、図３等で説明したプロダクトエア流路１６ｄを形成する第２の流路形成板１１の配置に合わせて全面に複数の通風孔１４ｎが形成される。

また、導風板１４Ｄは、四隅にネジ１３ｍを通す貫通孔が形成され、収納ケース１３Ｄは、開口部２２ａの端面にネジ１３ｍがねじ込まれるネジ穴１２ｃが形成される。

これにより、所定の枚数の第１の流路形成部材１０ａと第２の流路形成部材１１を交互に積層して構成されたエレメント構造体１２Ａを収納ケース１３Ｄに収納し、開口部２２ａに導風板１４Ｄをネジ１３ｍで取り付けると、プロダクトエアＰＡの出口側では、導風板１４Ｄの通風孔１４ｎと図３等に示すエレメント構造体１２ＡのＰＡ出口２１ｂが連通して、プロダクトエア流路１６ｄが形成される。また、通風孔１４ｎの径等に応じて流量が規定される戻り流路１６ｒが形成される。

そして、エレメント構造体１２Ａの４側面を、収納ケース１３Ｄで押さえることで、エレメント構造体１２Ａの形状が保持される。

＜各実施の形態の間接気化冷却エレメントの効果＞
以上説明した各実施の形態の間接気化冷却エレメントでは、プロダクトエアＰＡの流量と、プロダクトエアＰＡの一部を戻したワーキングエアＷＡの流量を、導風板１４によって調整でき、例えばプロダクトエアＰＡを所望の温度に冷却するために必要なワーキングエアの流量を確保することができる。

また、ワーキングエア流路１６ａを形成する第１の流路形成部材１０ａを挟み込む第２の流路形成部材１１の間隔を、ガイド部材１４ｍ等で所定の寸法に保つことができるので、剛性の弱い素材で構成される第１の流路形成部材１０ａの潰れ等を防ぐことができる。

これにより、ワーキングエア流路１６ａ及びプロダクトエア流路１６ｄの流路寸法が安定し、流路の乱れや風量の増減が起こらず、圧力損失は常に一定となって、規定の風量及び冷却性能が得られる。

導風板１４を個々の第２の流路形成部材１１に取り付ける構成では、導風板１４によって通風孔１４ｎの径を変えることで、プロダクトエアＰＡの流量とワーキングエアＷＡの流量を、流路毎に調整することができる。これにより、後述する空調装置の設置時のダクトの圧損等で目的とする性能が得られない場合に、プロダクトエアＰＡとワーキングエアＷＡの流量を流路毎に微調整して、所期の性能が得られるようにすることができる。

これに対して、導風板１４を一体とした構成では、導風板１４の設置の手間を減らし、装置の簡素化を図ることができる。

なお、以上の説明では、間接気化冷却エレメント１において、プロダクトエアＰＡの出口側に導風板１４を設置する例で説明したが、プロダクトエアＰＡの入口側にも導風板１４を設置してもよい。

また、間接気化冷却エレメントにおいて、ワーキングエアＷＡとして、プロダクトエアＰＡの一部と、例えば室内からのエア等を混合して使用する構成でも良いし、ワーキングエアＷＡとして、プロダクトエアＰＡの一部を使用せずに、例えば室内からのエアのみを使用する構成でも良い。

＜第１の実施の形態の空調換気装置の構成例＞
図１０は上述した間接気化冷却エレメントを備えた空調装置としての第１の実施の形態の空調換気装置の一例を示す構成図である。第１の実施の形態の空調換気装置６１Ａは、プロダクトエアＰＡの一部をワーキングエアＷＡとして使用する間接気化冷却エレメントを備えた構成で、給気ファン６２及び排気ファン６３と、第１の実施の形態の間接気化冷却エレメント１Ａを有した間接気化冷却ユニット６４Ａを備える。

また、空調換気装置６１Ａは、屋外からの外気ＯＡ（OutsideAir）を吸い込む外気吸込口６５と、給気ＳＡ（SupplyAir）を室内に吹き出す給気吹出口６６を備える。更に、空調換気装置６１Ａは、室内からの還気ＲＡ（ReturnAir）を吸い込む還気吸込口６７Ａと、排気ＥＡ（ExhaustAir）を屋外に吹き出す排気吹出口６８を備える。なお、各吹出口及び各吸込口は、例えば図示しないダクト等を介して室内及び屋外と接続される。

給気ファン６２及び排気ファン６３は送風手段を構成する例えばシロッコファンで、給気ファン６２は、給気手段の一例として、外気吸込口６５から間接気化冷却ユニット６４Ａを通り、給気吹出口６６へ連通した給気流路６９Ａにおいて、給気吹出口６６へ向かう空気の流れを生成する。

また、排気ファン６３は、換気手段の一例として、間接気化冷却ユニット６４Ａから排気吹出口６８へ連通した第１の排気流路７０Ａと、還気吸込口６７Ａから排気吹出口６８へ連通した第２の排気流路７１Ａにおいて、排気吹出口６８へ向かう空気の流れを生成する。

間接気化冷却ユニット６４Ａは、間接気化冷却エレメント１Ａに給水を行う給排水装置７２Ａを備える。給排水装置７２Ａは、間接気化冷却エレメント１Ａの下側に配置される給水トレイ７３と、給水トレイ７３に給水を行う給水口７３ａと、給水トレイ７３の排水を行う排水口７３ｂを備える。

給排水装置７２Ａは、例えば電磁弁で構成される図示しない給水バルブと排水バルブを備えて、給水トレイ７３に対する給排水制御が行われる。なお、排水口７３ｂとしては、図示しない排水バルブによって、給水トレイ７３の水を全て排水するものと、一定量以上の水を排水するものの２組を備えると良い。

ここで、間接気化冷却ユニット６４Ａに、第１の実施の形態の間接気化冷却エレメント１Ａを備えた構成では、図３等で説明した第１の流路形成部材１０ａに対して給水が行われる。

なお、間接気化冷却エレメント１Ａに水を供給する構成としては、上述した例に限るものではなく、例えば、図示しない給排水装置で間接気化冷却エレメント１Ａの上側から水を滴下または散水し、間接気化冷却エレメント１Ａの下側に備えたドレンパンで水を受ける構成としても良い。

給気流路６９Ａは、外気吸込口６５から給気ファン６２及び間接気化冷却エレメント１Ａのプロダクトエア流路１６ｄを通り、給気吹出口６６へ連通する。

第１の排気流路７０Ａは、還気吸込口６７Ａから間接気化冷却エレメント１Ａの戻り流路１６ｒ，ワーキングエア流路１６ａ及び排気ファン６３を通り、排気吹出口６８へ連通する。

第２の排気流路７１Ａは、還気吸込口６７Ａから排気ファン６３を通り、排気吹出口６８へ連通する。なお、給気流路６９Ａと第２の排気流路７１Ａでエアが混合しないように、ダクト構造や仕切が備えられている。

空調換気装置６１Ａは、外気吸込口６５と還気吸込口６７Ａに流路切替ダンパ７４を備える。流路切替ダンパ７４は、給気流路６９Ａに外気ＯＡを取り込むか、還気ＲＡを取り込むかを切り替える。

なお、給気流路６９Ａと第１の排気流路７０Ａの何れか一方、もしくは双方に、エアの流量を調整する流量調整ダンパを備えて、プロダクトエアＰＡとワーキングエアＷＡの何れかの流量、もしくは双方の流量を調整できるようにしても良い。

更に、外気吸込口６５と還気吸込口６７Ａ等には、図示しない空気清浄フィルタが備えられ、間接気化冷却ユニット６４Ａ等に埃等を取り込むことを防いでいる。

＜第１の実施の形態の空調換気装置の動作例＞
図１１は第１の実施の形態の空調換気装置６１Ａの動作例を示す動作説明図で、次に、第１の実施の形態の空調換気装置６１Ａの動作について説明する。

空調換気装置６１Ａは、給気ファン６２が駆動されると、給気流路６９Ａにおいて給気吹出口６６へ向かう空気の流れが生成される。これにより、図１１（ａ）に示すように、流路切替ダンパ７４で外気吸込口６５を開くと、外気ＯＡが図示しないグリルやダクトを介して外気吸込口６５から吸い込まれ、間接気化冷却ユニット６４Ａを構成する間接気化冷却エレメント１Ａのプロダクトエア流路１６ｄを通り、給気吹出口６６から給気ＳＡとして室内に供給される。

また、排気ファン６３が駆動されると、第１の排気流路７０Ａ及び第２の排気流路７１Ａにおいて排気吹出口６８へ向かう空気の流れが生成される。

これにより、間接気化冷却エレメント１Ａのプロダクトエア流路１６ｄを通ったエアの一部が、戻り流路１６ｒからワーキングエア流路１６ａを通り、排気吹出口６８から排気ＥＡとして屋外に排出される。

また、室内からの還気ＲＡが還気吸込口６７Ａから吸い込まれ、排気吹出口６８から排気ＥＡとして屋外に排出される。

従って、空調換気装置６１Ａでは、外気ＯＡがプロダクトエアＰＡとなり、プロダクトエアＰＡの一部がワーキングエアＷＡとなる。

図６で説明したように、間接気化冷却エレメント１Ａでは、ワーキングエア流路１６ａを通るワーキングエアＷＡが水の気化熱で冷却され、ワーキングエアＷＡが冷却されると、プロダクトエア流路１６ｄを通るプロダクトエアＰＡがワーキングエアＷＡの冷熱を受けて冷却される。

そして、ワーキングエア流路１６ａとプロダクトエア流路１６ｄの間では湿度の移動は起こらないので、間接気化冷却エレメント１Ａのプロダクトエア流路１６ｄを通った外気ＯＡは、湿度（絶対湿度）は変化せずに温度は下がる。

よって、間接気化冷却エレメント１Ａのプロダクトエア流路１６ｄを通過した外気ＯＡを、給気吹出口６６から給気ＳＡとして吹き出すことで、室内の温度を下げることができる。

なお、間接気化冷却エレメント１Ａのワーキングエア流路１６ａを通ったエアは高湿度になるので、排気吹出口６８から排気ＥＡとして排出する。

このように、空調換気装置６１Ａでは、室内の空気を屋外に排気しながら、外気を冷却して取り入れることができ、空調換気装置６１Ａは換気を行いながら空気調和（冷房）を行う機能を有することになる。

なお、図１１（ｂ）に示すように、流路切替ダンパ７４で外気吸込口６５を閉じると、還気ＲＡが還気吸込口６７Ａから吸い込まれ、間接気化冷却エレメント１Ａのプロダクトエア流路１６ｄを通り、給気吹出口６６から給気ＳＡとして室内に供給される。

また、排気ファン６３が駆動されると、間接気化冷却エレメント１Ａのプロダクトエア流路１６ｄを通ったエアの一部が、戻り流路１６ｒからワーキングエア流路１６ａを通り、排気吹出口６８から排気ＥＡとして屋外に排出される。

また、還気吸込口６７Ａから吸い込まれた室内からの還気ＲＡの一部が、排気吹出口６８から排気ＥＡとして屋外に排出される。

従って、空調換気装置６１Ａでは、流路切替ダンパ７４の動作で還気ＲＡをプロダクトエアＰＡとした循環換気を行うことが可能である。

これにより、空調換気装置６１Ａでは、図１１（ａ）に示すように、外気を取り入れながら換気を行う運転モードと、図１１（ｂ）に示すように、室内の空気を循環させながら換気を行う運転モードの切り替えが可能となり、運転モードの選択等によって、温度調整が可能となる。

また、図示しない温度センサで室内温度を読み込み、設定温度との差に応じて運転モードを切り替えても良いし、流路切替ダンパ７４の位置を調整して、取り込む外気量と室内空気量のバランスを可変的に調整しても良い。

なお、空調換気装置６１Ａとしては、流路切替ダンパを備えずに、外気を取り入れながら換気を行う構成の装置、あるいは室内の空気を循環させながら換気を行う構成の装置であっても良い。

＜空調換気装置を備えた建物の構成例＞
図１２は本実施の形態の建物の一例を示す構成図で、空調換気装置の一例として、上述した第１の実施の形態の空調換気装置６１Ａの設置例を示す。

図１０で説明した空調換気装置６１Ａは、建物１０１の天井裏等に設置される。建物１０１は複数の居室１０２とトイレ１０３、洗面所１０４ａ、浴室１０４ｂ等を備え、空調換気装置６１Ａの図１０に示す給気吹出口６６は、各居室１０２の天井等に設置した給気口１０５にダクト１０６を介して接続される。

なお、図１０では、給気吹出口６６を１個備えた構成であるが、複数の居室１０２に給気ＳＡを供給するためには、ダクト１０６の途中に分岐チャンバー１０６ａを設置し、１本のダクト１０６を複数本のダクト１０６に分岐できるようにすれば良い。

また、空調換気装置６１Ａに複数の給気吹出口６６を備えても良いし、複数の給気吹出口６６を備えた空調換気装置６１Ａと分岐チャンバー１０６ａを組み合わせても良い。

空調換気装置６１Ａの図１０に示す還気吸込口６７Ａは、例えば居室１０２の天井等に設置した吸込口１０７にダクト１０７ａ等を介して接続される。

空調換気装置６１Ａの図１０に示す外気吸込口６５は、ベランダ１０８等の壁面に備えた吸込口１０９にダクト１０９ａを介して接続される。また、排気吹出口６８は、ベランダ１０８等の壁面に備えた排気口１１０にダクト１１０ａを介して接続される。これにより、空調換気装置６１Ａは外気ＯＡを屋外から取り込むと共に、居室１０２等からの還気ＲＡを屋外へ排気ＥＡとして排気できる。

空調換気装置６１Ａを備えた建物１０１では、空調換気装置６１Ａで外気ＯＡを屋外から吸い込むと共に、還気ＲＡを各居室１０２等から吸い込む。空調還気装置６１Ａは、外気ＯＡをプロダクトエアＰＡとし、プロダクトエアＰＡの一部をワーキングエアＷＡとして、間接気化冷却エレメント１Ａ等を通過させることで、プロダクトエアＰＡを冷却する。そして冷却されたプロダクトエアＰＡを給気ＳＡとして居室１０２に給気すると共に、ワーキングエアＷＡを排気ＥＡとして屋外に排気する。

これにより、建物１０１内の換気を行いながら、冷却された空気を居室１０２等に給気できる。

空調換気装置６１Ａは、図１０等に示すように、間接気化冷却ユニット６４Ａに給排水装置７２Ａと給水トレイ７３を備えている。間接気化冷却ユニット６４Ａでは、上述したように、水の気化熱でワーキングエアＷＡを冷却するため、給排水装置７２Ａにより水が供給され、消費されない水は給水トレイ７３に貯水される。そして、給水トレイ７３と、ベランダ１０８等に設置したドレン排水口１１１がホース１１１ａで接続され、給水トレイ７３の水を給排水装置７２Ａ等で装置外へ排水できるようになっている。

本発明は、一般住宅に設置され、複数の部屋の換気及び空調を行う空調換気装置に組み込まれる間接気化冷却エレメントに適用される。

第１の実施の形態の間接気化冷却エレメントの一例を示す構成図である。 第１の実施の形態の間接気化冷却エレメントの要部分解斜視図である。 エレメント構造体の要部斜視図である。 熱交換隔壁と第１の流路形成部材及び第２の流路形成部材の一例を示す構成図である。 積層された第１の流路形成部材と第２の流路形成部材の要部構成を示す説明図である。 間接気化冷却エレメントの冷却原理を示す説明図である。 第２の実施の形態の間接気化冷却エレメントの一例を示す構成図である。 第３の実施の形態の間接気化冷却エレメントの一例を示す構成図である。 第４の実施の形態の間接気化冷却エレメントの一例を示す構成図である。 第１の実施の形態の空調換気装置の一例を示す構成図である。 第１の実施の形態の空調換気装置の動作例を示す動作説明図である。 本実施の形態の建物の一例を示す構成図である。

符号の説明

１Ａ・・・間接気化冷却エレメント、１０ａ・・・第１の流路形成部材、１１・・・第２の流路形成部材、１２Ａ・・・エレメント構造体、１３Ａ・・・収納ケース、１４Ａ〜１４Ｄ・・・導風板、１５ａ・・・熱交換部材、１６ａ・・・ワーキングエア流路、１６ｄ・・・プロダクトエア流路、１７ａ・・・ウエットセル、１７ｄ・・・ドライセル

Claims (6)

1. 水分が浸透する湿潤部材を有し、水の気化熱で冷却される第１エアが流れる第１エア流路を形成する第１の流路形成部材と、
   熱を伝導すると共に水分を遮蔽する熱交換部材を介して前記第１の流路形成部材と積層され、前記第１エア流路を流れる第１エアとの間で熱交換が行われる第２エアが流れる第２エア流路を形成する第２の流路形成部材と、
   前記熱交換部材を介して前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材を積層して構成されるエレメント構造体を収容する収容部と、
   前記第２エア流路の出口側もしくは入口側の少なくとも一方に取り付けられ、前記第２エア流路と連通した通風孔及び前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材のガイド部材を有した導風部材と
   を備えたことを特徴とする間接気化冷却エレメント。
2. 前記導風部材は、前記第２の流路形成部材のそれぞれに対応して備えられ、前記ガイド部材は、積層される前記第２の流路形成部材の間隔を、前記第１の流路形成部材の幅に合わせて規定する
   ことを特徴とする請求項１記載の間接気化冷却エレメント。
3. 前記導風部材は、前記第２の流路形成部材に係止される係止部材を備えた
   ことを特徴とする請求項２記載の間接気化冷却エレメント。
4. 前記導風部材は、所定枚数の前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材を積層して形成された前記エレメント構造体に対応して備えられる
   ことを特徴とする請求項１記載の間接気化冷却エレメント。
5. 水の気化熱で第１エアを冷却し、第１エアとの熱交換で第２エアを冷却する間接気化冷却エレメントと、
   前記間接気化冷却エレメントに空気を送り、少なくとも室内に給気する送風手段とを備えた空調装置において、
   前記間接気化冷却エレメントは、
   水分が浸透する湿潤部材を有し、水の気化熱で冷却される第１エアが流れる第１エア流路を形成する第１の流路形成部材と、
   熱を伝導すると共に水分を遮蔽する熱交換部材を介して前記第１の流路形成部材と積層され、前記第１エア流路を流れる第１エアとの間で熱交換が行われる第２エアが流れる第２エア流路を形成する第２の流路形成部材と、
   前記熱交換部材を介して前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材を積層して構成されるエレメント構造体を収容する収納部と、
   前記第２エア流路の出口側もしくは入口側の少なくとも一方に取り付けられ、前記第２エア流路と連通した通風孔及び前記第１の流路形成部材及び前記第２の流路形成部材のガイド部材を有した導風部材とを備えた
   ことを特徴とする空調装置。
6. 請求項５に記載の空調装置を備えた
   ことを特徴とする建物。
   

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