JP2007170786A - Ventilation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、住居、オフィス、商業施設、体育館、イベント会場などの室内空間を快適な温度・湿度状態に維持しながら、室内空気の換気を可能とする換気システムに関する。 The present invention relates to a ventilation system capable of ventilating indoor air while maintaining indoor spaces such as a residence, office, commercial facility, gymnasium, and event venue in a comfortable temperature and humidity state.
近年、地球温暖化の傾向が顕著となり、その対策として主たる温室効果ガスである二酸化炭素の排出量を削減すべく化石燃料の高効率使用(省エネルギー活動)が進められている。 In recent years, the trend of global warming has become prominent, and high-efficiency use (energy conservation activities) of fossil fuels has been promoted as a countermeasure against the emission of carbon dioxide, the main greenhouse gas.
特に民生分野(家庭、業務)の空調設備は現在も導入件数が増加しつつあり、エネルギー使用量(特に電力使用量)は拡大しつつあるため、その使用量削減に向けた空調機器・システムの効率改善は喫緊の課題である。 In particular, the number of air conditioners installed in the consumer sector (household and business) is increasing, and the amount of energy used (especially the amount of power used) is increasing. Efficiency improvement is an urgent issue.
ところが、民生分野での省エネルギー対策の一環として実施されている住宅やオフィスビルの高気密化は、家具や建材から発生する有害化学物質などに起因するシックハウス症候群などの弊害をもたらしている。この対策として導入されたのが住宅などでの換気(基準)強化である。しかしながら、換気強化は外気による空調負荷、とりわけ除湿や加湿などの潜熱負荷増大を招くことから効果的な換気システムが不可欠となる。 However, the high airtightness of houses and office buildings, which is being implemented as part of energy conservation measures in the consumer sector, has caused adverse effects such as sick house syndrome caused by harmful chemical substances generated from furniture and building materials. Introduced as a measure to strengthen ventilation (standards) in homes. However, an effective ventilation system is indispensable because enhanced ventilation leads to an increase in air conditioning load due to outside air, particularly latent heat load such as dehumidification and humidification.
近年、空気の調湿を冷却除湿や超音波加湿などに頼らないデシカント調湿技術が提案されている。例えば下記特許文献1では、2つのデシカントを処理空気と再生空気に交互に切り換えて流通可能に配置し、一方で処理空気中の水分を吸着し、他方で再生空気によって再生するようにした空調システムにおいて、再生空気経路にヒートポンプの高温熱源を配して再生空気を加熱し、処理空気経路にヒートポンプの低温熱源を配して処理空気を冷却するとともに、デシカント通過後の処理空気とデシカント通過前の再生空気との間で顕熱交換を行う熱交換器を設けた空調システムが記載されている。
しかしながら、前記特許文献1記載のデシカント空調システムでは、除湿材の乾燥(再生)運転に時間がかかるという問題があった。そのため吸湿と乾燥のサイクルを速めるには大量の除湿材が必要となり、限られたスペースでの設置が困難であった。
However, the desiccant air conditioning system described in
また、従来のデシカント調湿装置に用いられる除湿材の多くは、吸湿材を含む粘土状物質を成形後に加熱固化するもの(いわゆる焼き物)であるため、製造に多量の熱エネルギーを使い、かつ大型のものでは歩留まりが悪く、結果的に価格も高いことなどから普及が進んでなかった。 In addition, most of the dehumidifying materials used in conventional desiccant humidity control devices are those that solidify by heating after molding a clay-like substance containing a hygroscopic material (so-called baked goods). The product was not popular because of poor yield and high price as a result.
ところで、わが国や東南アジアなど高温多湿な季節を有する地域においては、除湿のために空調機で処理対象の空気を露点以下まで冷却し、空気中の水分(水蒸気)を水に凝縮変換した後に除去する運転を行っている。 By the way, in areas with hot and humid seasons such as Japan and Southeast Asia, the air to be treated is cooled to below the dew point with an air conditioner for dehumidification, and the moisture (water vapor) in the air is condensed and converted to water and removed. I am driving.
一般に、空調機の冷房時理論COP(成績係数)は作動媒体の蒸発温度(Teva)と凝縮温度(Tcon)による次式にて規定される。
(理論COP)=(Teva)/[(Tcon)−(Teva)](但し、温度は絶対温度)。
In general, the cooling theory COP (coefficient of performance) of an air conditioner is defined by the following equation based on the evaporation temperature (Teva) and the condensation temperature (Tcon) of the working medium.
(Theoretical COP) = (Teva) / [(Tcon) − (Teva)] (however, the temperature is an absolute temperature).
このため、空調機にて除湿運転を行う場合、前記凝縮温度(Tcon)は外気温度で決まるが、前記蒸発温度(Teva)を露点以下とする必要があり、冷房時理論COPは小さくなってしまい、エネルギー効率が悪化していた。 For this reason, when the dehumidifying operation is performed by the air conditioner, the condensation temperature (Tcon) is determined by the outside air temperature, but the evaporation temperature (Teva) needs to be lower than the dew point, and the cooling theory COP becomes small. The energy efficiency was deteriorating.
従って、空調機での除湿が不要となれば、空調機は単に目的温度まで空気温度を低下させるだけで良く、凝縮潜熱を除去する負荷をはじめ、低温度領域まで空気を冷却する負荷からも開放される。 Therefore, if it is not necessary to dehumidify the air conditioner, the air conditioner simply needs to lower the air temperature to the target temperature, and it also releases from the load that cools the air to the low temperature range, including the load that removes the latent heat of condensation. Is done.
例えば、夏季運転(例:気温33℃、相対湿度60%の外気を気温26℃、相対湿度50%まで冷却する場合)で、Teva=8℃、Tcon=43℃とすれば、
(理論COP)=(8+273)/(43−8)=8.0 となる。
これに対し、除湿不要の場合は、Teva=19℃、Tcon=43℃ と見積もれることから、
(理論COP)=(19+273)/(43−19)=12.2 となり、
理論効率で50%上昇し、かつ冷却負荷も凝縮熱分が入らないので空調機のエネルギー消費量は大幅に改善することが可能となる。
For example, in summer operation (eg, when the outside air at a temperature of 33 ° C and a relative humidity of 60% is cooled to a temperature of 26 ° C and a relative humidity of 50%) and Teva = 8 ° C and Tcon = 43 ° C,
(Theoretical COP) = (8 + 273) / (43−8) = 8.0.
On the other hand, if dehumidification is not required, Teva = 19 ° C and Tcon = 43 ° C.
(Theoretical COP) = (19 + 273) / (43-19) = 12.2.
The theoretical efficiency increases by 50%, and the cooling load does not contain the heat of condensation, so the energy consumption of the air conditioner can be greatly improved.
同様に、冬季や乾燥季には外気が乾燥するため、換気に際し加湿が不可欠となる。室内加湿には超音波加湿装置などが用いられるが、電力消費を伴うという問題がある。これに対し、室内から外気へ排出される空気に含まれる水分を分離回収し、これを外気からの導入空気に添加できれば加湿負荷が低減され、やはり省エネルギー性が確保される。 Similarly, since the outside air dries in the winter and dry seasons, humidification is essential for ventilation. An ultrasonic humidifier or the like is used for indoor humidification, but there is a problem that it involves power consumption. On the other hand, if moisture contained in the air exhausted from the room to the outside air can be separated and recovered and added to the introduced air from the outside air, the humidification load is reduced, and energy saving is also ensured.
このように、われわれの住環境における湿度調整には多大な電力が使われており、換気に伴う除湿、加湿の手段の効率化、省エネルギー化が地球温暖化対策に有効である。 As described above, a great amount of electric power is used for humidity adjustment in our living environment, and dehumidification associated with ventilation, efficiency of humidification means, and energy saving are effective for global warming countermeasures.
そこで本発明の主たる課題は、換気強化に伴う空調負荷の増大を防止すべく、室内空気と外気との湿度や温度の交換を行いながら換気が可能なデシカント装置において、除湿材の乾燥(再生)に要する運転時間を短縮して効率のよい換気を行うとともに、軽量コンパクトでメンテナンスが容易な換気システムを提供することにある。 Therefore, a main problem of the present invention is to dry (regenerate) the dehumidifying material in a desiccant device that can ventilate while exchanging humidity and temperature between room air and outside air in order to prevent an increase in air conditioning load accompanying enhanced ventilation. Is to reduce the operation time required for efficient ventilation and provide a lightweight and compact ventilation system that is easy to maintain.
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、外気を室内へ供給する給気モードと、室内空気を室外へ排出する排気モードとを有する換気システムにおいて、除湿材を内蔵し流通空気からの除湿又は流通空気の加湿を行う水分吸脱装置部を備えるとともに、蓄熱体を内蔵し流通空気の冷却又は流通空気の加熱を行う蓄熱装置部とを備え、前記水分吸脱装置部及び蓄熱装置部を経由する給気モード運転と、少なくとも蓄熱装置部を経由する排気モード運転とを交互に繰り返し行うようにしたことを特徴とする換気システムが提供される。 In order to solve the above-mentioned problem, as a first aspect of the present invention, in a ventilation system having an air supply mode for supplying outside air to a room and an exhaust mode for discharging indoor air to the outside, a dehumidifying material is incorporated in the circulation air. A moisture storage / desorption device unit that dehumidifies from the air or humidifies the circulation air, and a heat storage device unit that incorporates a heat storage body and cools the circulation air or heats the circulation air. There is provided a ventilation system characterized by alternately performing an air supply mode operation via the device section and at least an exhaust mode operation via the heat storage device section.
上記請求項1記載の本発明では、水分吸脱装置部と蓄熱装置部とを備え、外気を室内へ供給する給気モードと、室内空気を室外へ排出する排気モードとを交互に繰り返し運転することにより、一年を通じて外気と室内空気との温湿度交換を行いながら室内換気ができ、室内空気の温湿度維持と空調負荷のエネルギー効率の改善を図ることが可能となる。 In the first aspect of the present invention, the apparatus includes a moisture adsorption / desorption device unit and a heat storage device unit, and alternately and repeatedly operates an air supply mode for supplying outside air to the room and an exhaust mode for discharging indoor air to the outside. Thus, indoor ventilation can be performed while exchanging the temperature and humidity between the outside air and the room air throughout the year, and the temperature and humidity of the room air can be maintained and the energy efficiency of the air conditioning load can be improved.
請求項2に係る本発明として、給気モード運転時には、前記水分吸脱装置部を通過した外気が前記蓄熱装置部を経由した後に室内へ供給され、排気モード運転時には、前記蓄熱装置部を通過した室内空気が前記水分吸脱装置部を経由した後に、或いは前記水分吸脱装置部を経由することなく直接的に室外へ排出される流路構成としたことを特徴とする請求項1記載の換気システムが提供される。
According to a second aspect of the present invention, in the air supply mode operation, the outside air that has passed through the moisture absorption / desorption device section is supplied to the room after passing through the heat storage device section, and in the exhaust mode operation, the outside air passes through the heat storage apparatus section. 2. The flow path structure according to
上記請求項2記載の本発明は、上記請求項1記載の換気システムの給気モード運転時と排気モード運転時のそれぞれ具体的な流路構成を示したものである。
The present invention according to
請求項3に係る本発明として、外気が室内空気に比して相対的に多量の水分を含む条件においては、前記給気モード運転時に外気が前記水分吸脱装置部を経由し除湿され、次いで前記蓄熱装置部を経由し冷却された後に室内へ供給される流路構成とし、前記排気モード運転時に前記除湿材を乾燥(再生)させる再生運転が行われることを特徴とする請求項1、2いずれかに記載の換気システムが提供される。 As the present invention according to claim 3, in a condition in which the outside air contains a relatively large amount of moisture as compared with room air, the outside air is dehumidified through the moisture adsorption / desorption device during the air supply mode operation, 3. A flow path configuration that is supplied to a room after being cooled through the heat storage device section, and a regeneration operation for drying (regenerating) the dehumidifying material during the exhaust mode operation is performed. A ventilation system according to any of the above is provided.
請求項4に係る本発明として、室内空気が外気に比して相対的に多量の水分を含む条件においては、給気モード運転時に前記除湿材を乾燥(再生)させる再生運転が行われ、前記排気モード運転時に室内空気が前記蓄熱装置部を経由し、次いで前記水分吸脱装置部を経由し除湿された後に室外へ排出される流路構成としたことを特徴とする請求項1、2いずれかに記載の換気システムが提供される。
As the present invention according to
上記請求項3記載の本発明は、夏季や梅雨時のように外気が多湿の状態における流路構成を示したものであり、上記請求項4記載の本発明は、冬季や乾燥季のように外気が乾燥した状態における流路構成を示したものである。夏季や梅雨時には、給気モード運転時に除湿が、排気モード運転時に再生運転がそれぞれ行われ、冬季や乾燥季には、給気モード運転時に再生運転が、排気モード運転時に蓄熱および除湿がそれぞれ行われ、給気モード運転と排気モード運転とを交互に繰り返し行うことによって、除湿効果の維持が図られるようになっている。
The present invention described in claim 3 shows a flow path configuration in a state where the outside air is humid as in the summer or rainy season, and the present invention described in
請求項5に係る本発明として、前記除湿材を乾燥(再生)させる再生運転時間を、流通空気の除湿を行う給気又は排気の運転時間の半分以下に設定したことを特徴とする請求項3、4いずれかに記載の換気システムが提供される。 The present invention according to claim 5 is characterized in that a regeneration operation time for drying (regenerating) the dehumidifying material is set to half or less of an operation time of supply air or exhaust gas for dehumidifying the circulating air. 4. A ventilation system according to any one of 4 is provided.
上記請求項5記載の本発明は、再生運転の所要時間を半分以下、好ましくは1/4以下、より好ましくは1/6以下とすることによって、効率的な換気を可能としている。 The present invention according to claim 5 enables efficient ventilation by setting the time required for the regeneration operation to half or less, preferably ¼ or less, more preferably 6 or less.
請求項6に係る本発明として、一般空調機、湯沸かし器、動力装置等の既存設備から排出される高温空気或いは温排気を前記水分吸脱装置に導く導入手段、及び/又は前記除湿材にマイクロ波を照射するマイクロ波照射装置を備え、前記再生運転時において、前記除湿材を乾燥(再生)させることを特徴とする請求項3〜5いずれかに記載の換気システムが提供される。 As a sixth aspect of the present invention, the introduction means for guiding high-temperature air or hot exhaust discharged from existing equipment such as a general air conditioner, a water heater, and a power unit to the moisture absorption / desorption device, and / or a microwave in the dehumidifying material The ventilation system according to any one of claims 3 to 5, further comprising: a microwave irradiation device that irradiates the dehumidifying material, wherein the dehumidifying material is dried (regenerated) during the regeneration operation.
上記請求項6記載の本発明は、除湿材を乾燥(再生)させる再生運転を高効率にするための除湿材の加熱手段について規定している。即ち、一般空調機、湯沸かし器、動力装置等の既存設備から排出される高温空気或いは温排気を除湿剤に導入して加熱する手段、又は除湿剤にマイクロ波を照射して直接加熱する手段によって、除湿剤の乾燥(再生)を促進させようとするものである。
The present invention according to
請求項7に係る本発明として、前記マイクロ波照射装置は、前記除湿材の吸湿状態を検知する湿度検出装置と、この検知した湿度に応じて照射するマイクロ波の入切または強弱を制御可能とするマイクロ波制御機構とを具備することを特徴とする請求項6記載の換気システムが提供される。
As the present invention according to
上記請求項7記載の本発明は、照射するマイクロ波の入切または強度を時間と共に変動させる制御手段を導入することで、除湿材の乾燥程度に応じてマイクロ波出力を最適化できるようになる。
The present invention according to
請求項8に係る本発明として、前記水分吸脱装置部における除湿材は、吸湿効果のある微粉末が通気性シートに分散固定することによって構成されるか、又は吸湿効果のある物質を溶解させた液体を通気性シートに吸着させた後、乾燥・晶析することによって構成されるか、或いは吸湿性を有する繊維を織り込むことによって構成されたシート状の除湿剤とされることを特徴とする請求項1〜7いずれかに記載の換気システムが提供される。
As the present invention according to
上記請求項8記載の本発明は、除湿材の具体的な構成について示したものである。このような構成にすることによって、除湿材と空気との接触面積が大きくなり、除湿効果が向上するとともに、軽量コンパクトで製造が容易な水分吸脱装置が可能となり、かつ、水分吸脱装置の除湿材をカセット交換方式などとすることによってメンテナンスを容易にすることが可能となる。
The present invention described in
請求項9に係る本発明として、前記除湿材を内包する函体の外壁又は函体内部に前記除湿材と隔壁を介して熱交換可能な空気流路を設置し、当該空気流路に外気、又は一般空調機、湯沸かし器、動力装置などの既存設備から排出される高温空気或いは温排気を導入する構成としたことを特徴とする請求項1〜8いずれかに記載の換気システムが提供される。
As the present invention according to
上記請求項9記載の本発明は、除湿材による吸湿工程、除湿材の乾燥(再生)工程を高効率に実施するための除湿材の加熱あるいは冷却の手段について規定している。即ち、除湿材は吸湿工程で発熱を伴い自身の温度上昇が発生するが、この温度上昇は吸湿能力を低下させる。このため吸湿工程では除湿材を冷却し、また乾燥(再生)工程では除湿材を加熱することで乾燥効率を高める手段の導入がシステム構成上有効である。本発明では除湿材を保有する型枠の外壁あるいは除湿材内部に除湿材と隔壁を介して熱交換可能な空気流路を設置し、この空気流路に外気または一般空調機(エアコン)や湯沸かし器、動力装置などから得られる比較的温度の高い空気あるいは温排気を導入する構成とすることによって、除湿材を冷却あるいは加熱することが可能となる。
The present invention according to
以上説明したとおり本発明によれば、換気強化に伴う空調負荷の増大を防止すべく、室内空気と外気との湿度や温度の交換を行いながら換気が可能なデシカント装置において、除湿材の乾燥(再生)に要する運転時間を短縮した効率のよい換気が可能になるとともに、軽量コンパクトでメンテナンスが容易な換気システムの提供が可能となる。 As described above, according to the present invention, in a desiccant device capable of ventilation while exchanging humidity and temperature between room air and outside air in order to prevent an increase in air conditioning load accompanying enhanced ventilation, drying of the dehumidifying material ( Efficient ventilation with reduced operation time required for regeneration is possible, and a lightweight, compact and easy-to-maintain ventilation system can be provided.
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。
図1は、本発明に係る換気システムの構成例を示した図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a ventilation system according to the present invention.
本発明に係る換気システムVSは、除湿材1を内蔵し流通空気からの除湿又は流通空気の加湿を行う水分吸脱装置部4と、蓄熱体8を内蔵し流通空気の冷却又は流通空気の加熱を行う蓄熱装置部7とから構成され、前記水分吸脱装置部4を通過した外気2が前記蓄熱装置部7を経由した後に室内へ供給される給気モード運転と、前記蓄熱装置部7を通過した室内空気3が前記水分吸脱装置部4を経由した後に、或いは前記水分吸脱装置部4を経由することなく直接的に室外へ排出される排気モード運転とが交互に繰り返し行われる。
A ventilation system VS according to the present invention includes a moisture absorption /
換気システムVSの流路構成は、運転時季によって異なる。すなわち、夏季や梅雨時のように外気2が室内空気3に比して相対的に多量の水分を含む高温多湿の条件においては、給気モード運転時に外気2が前記水分吸脱装置部4を経由し除湿され、次いで前記蓄熱装置部7を経由し冷却された後に室内へ供給される流路構成とし、排気モード運転時に前記除湿材1を乾燥(再生)させる再生運転が行われる。また、冬季や乾燥季のように室内空気3が外気2に比して相対的に多量の水分を含む低温低湿の条件においては、給気モード運転時に前記除湿材1を乾燥(再生)させる再生運転が行われ、排気モード運転時に室内空気3が前記蓄熱装置部7を経由し、次いで前記水分吸脱装置部4を経由し除湿された後に室外へ排出されるようになっている。これにより、夏季や梅雨時には高温多湿の外気2が、冬季や乾燥季には低温低湿の外気2が、それぞれ温湿度調整されて室内に供給されるようになり、換気に伴う空調負荷の防止などの効果が発揮されるものである。
The flow path configuration of the ventilation system VS varies depending on the season of operation. That is, under the conditions of high temperature and high humidity in which the
〔換気システムVSの構成〕
先ず、換気システムVSの構成について詳述する。換気システムVSは、図1、図2に示されるように、シリカゲル等の除湿材1が内在され、外気2または室内空気3の水分(湿度分)を吸脱する作用を有する複数のデシカント流路5A、5A…と、前記デシカント流路5A、5A…と隔壁を介して交互に交差され、前記除湿材1の吸湿に伴い上昇した温度を冷却するように熱交換可能な作用を有する空気流路5B、5B…とから構成される水分吸脱装置4と、前記除湿材1にマイクロ波を照射して吸着した水分を強制的に脱着させる作用を有するマイクロ波照射装置6と、蓄熱体8が内在され前記デシカント流路5Aに接続すると共に、外気2または室内空気3が通過する際に前記蓄熱体8の放熱および蓄熱の作用によって気体の温度調整を行う蓄熱装置7とから主に構成されている。また、前記換気システムVSのデシカント流路5Aと蓄熱装置7との接続部分には、一般空調機(エアコン)、湯沸かし器、動力装置などの既存設備9から排出される高温空気あるいは温排気を直接前記除湿材1に導くための排気ダクト10が接続され、除湿材1の水分脱着(再生)時に高温の空気が供給されるようになっている。なお、各流路には、給気、排気のためのファン(図示せず)が適宜配設される。
[Configuration of ventilation system VS]
First, the configuration of the ventilation system VS will be described in detail. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the ventilation system VS includes a plurality of desiccant flow paths in which a
前記水分吸脱装置4は、図2に示されるように、デシカント流路5A、5A…と空気流路5B、5B…とが隔壁を介して交互に交差して構成され、各デシカント流路5Aには、以下詳述するような各種除湿材1が配設されている。
As shown in FIG. 2, the moisture adsorbing /
前記除湿材1には、一般的に知られているように、シリカゲルやゼオライトなどを粒状形状に形成したものを使用することができ、この除湿材1はデシカント流路5Aに通気可能に充填して使用される。さらに、吸湿剤を紙(特に和紙のような通気性の高い紙)や不織布、布、ガーゼなどに漉き込む手段や織り込む手段、あるいは薄い樹脂板の表面に接着する手段などを用いて分散固定したシートを、立体的に折り曲げたり、スペーサを介して複数枚積み上げたりして通気性のある立体的な除湿材1を構成して前記デシカント流路5Aに配設することもできる。また、吸湿剤が液体であったり、或いは液体中に分散又は溶解した状態の場合は、立体的に構成された紙や不織布、布、ガーゼなどに吸い込ませた除湿材1や、吸い込ませた後に乾燥・晶析させた除湿材1とすることができる。
As generally known, the
前述のように、吸湿剤を紙や不織布、布、ガーゼなどに分散固定した除湿材1とすることによって、通過する空気との接触面積が大きくなるため、除湿材1への水分の吸脱着が効率よく行われるようになる。またこの構成により、除湿材1および水分吸脱装置4の製造が容易で軽量コンパクトな構造にすることができ、かつ、除湿材1のカセット交換方式などによりメンテナンスが容易な構成とすることができる。
As described above, by using the
本発明では、換気システムVSの温度および湿度交換の効率を向上させるため、前記デシカント流路5A、5A…には、マイクロ波照射装置6が配設されている。前記マイクロ波照射装置6は、除湿材にマイクロ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、運転時季に応じて、給気モードと排気モードとの切り替えが行われた場合に、所定状態のときにマイクロ波照射装置6を作動させ、吸着剤の水分を蒸発させるようになっている。また、前記マイクロ波照射装置6は、前記除湿材1の吸湿状態を検知する湿度検出装置と、この検知した湿度に応じて照射するマイクロ波の入切または強弱を制御可能とするマイクロ波制御機構とを具備するように構成することによって、除湿材1の乾燥程度に応じてマイクロ波出力を最適化できる構成としている。
In the present invention, in order to improve the efficiency of exchanging the temperature and humidity of the ventilation system VS, the
次に、前記マイクロ波照射装置6によるマイクロ波照射時の安全性確保手段について説明する。除湿材1を内蔵したデシカント流路5Aおよびマイクロ波照射装置6の主要構成機器を筐体内に配設し、前記筐体の外面や開口となる空気ダクトに、金属製パンチングボード、あるいは導電性材料にて形成される網状シートを配設することによって、マイクロ波の外部漏洩を防止することが可能となる。
さらに、除湿材1を内包する前記水分吸脱装置4の構成材や容器材として、非導電性材料あるいは低誘電率の材料を使用することによって、前記マイクロ波照射装置6によるマイクロ波照射時の放電や、渦電流の発生に伴うマイクロ波の損失、更には誘電体へのマイクロ波の集中などの問題が防止でき、マイクロ波照射による除湿材1からの水分脱着を効率よく行うことができるようになる。
Next, safety ensuring means at the time of microwave irradiation by the
Furthermore, by using a non-conductive material or a low dielectric constant material as a constituent material or a container material of the moisture adsorption /
〔換気システムVSの運転状態〕
次に、換気システムVSの運転状態について、夏季(高温多湿)、梅雨時(中間温度であるが多湿)、冬季(低温低湿)の気候条件に分けて詳述する。
[Operation status of ventilation system VS]
Next, the operating state of the ventilation system VS will be described in detail by dividing it into climatic conditions in summer (high temperature and humidity), rainy season (intermediate temperature but high humidity), and winter (low temperature and low humidity).
(夏季の場合)
図3は夏季の給気モード運転、図4は夏季の排気モード運転(再生運転)の流路構成と各部の空気の温度湿度状態を示した図である。
夏季の場合、外気2は、温度33℃、相対湿度60%RH(以下、それぞれの単位のみの表記とする)の高温多湿な状態を想定し、この外気2に対して、換気システムVSを通過後室内に供給される空気が、26℃、50%RHとなるような換気システムVSを運用する。
(Summer season)
FIG. 3 is a diagram showing a flow path configuration in summer air supply mode operation and FIG. 4 is a summer exhaust mode operation (regeneration operation) and the temperature and humidity state of air in each part.
In the summer, the
夏季の給気モードでの運転時には、図3に示されるように、先ず、外気2(33℃、60%RH)が水分吸脱装置4のデシカント流路5A、5A…に導かれ、前記デシカント流路5A、5A…に内蔵する除湿材1、1…と接触しながら流れ、デシカント流路5Aを通過後の空気は、温度約37℃、相対湿度約20%RH程度となり、その後蓄熱装置7へ送られる。蓄熱装置7に導入された流通空気は、ペブル状蓄熱体8と接触し、流下するにしたがい低温化(保持する顕熱を蓄熱体8に与える)し、最終的に目的温度である26℃程度まで冷却された後に室内へ供給される。
During operation in the summer air supply mode, as shown in FIG. 3, first, the outside air 2 (33 ° C., 60% RH) is guided to the
ここで、デシカント流路5Aを流通する空気は、空気中に含まれる水分が除湿材1に吸着され、この水分吸着に伴って流通空気の温度が上昇し、除湿材1の吸湿能力を低下させる問題がある。そのため、夏季の給気モード運転時には、前記空気流路5Bに外気2を流通させ、デシカント流路5Aの流通空気および除湿材1との熱交換を行って冷却するようにする。これによって、デシカント流路5Aの流通空気の温度上昇が防止でき、除湿材1の吸着効率の維持を図ることが可能となる。その後、空気流路5Bを通過した外気2は、外部へ排気される。
Here, in the air flowing through the
上述のような給気モード運転により、高温多湿の外気2は低温・低湿化された後、室内に供給されるので、換気に伴い室内に設置された空調機にかかる除湿や冷却の負荷が大幅に削減でき、快適性を損なうこと無くエネルギー消費増大を最小限に抑えた換気システムが可能となる。
Due to the air supply mode operation as described above, the hot and humid
次に、夏季の排気モードでの運転(再生運転)について説明する。夏季の排気モード運転は、前記給気モード運転で多量の水分を吸着した除湿材1の乾燥(再生)を行うことを主な目的とする。排気モード運転は、図4に示されるように、室内空気3(26℃、50%RH)が、先ず、蓄熱装置7に導かれ、ペブル状蓄熱体8と接触しながら流下するにしたがい蓄熱体8から顕熱を奪って蓄熱体8を冷却し、同時に流通空気が高温化され、室外へ排気される。
Next, the operation (regeneration operation) in the exhaust mode in summer will be described. The main purpose of the exhaust mode operation in summer is to dry (regenerate) the
一方、除湿材1の乾燥(再生)には、一般空調機(エアコン)、湯沸かし器、動力装置などの既存設備9で使用された高温化した排気(約55℃、20%RH)を使用することができる。前記既存設備9の高温化した排気は、水分吸脱装置4のデシカント流路5Aに供給され、除湿材1に吸着している多量の水分を放散させ、除湿材1を効率よく乾燥(再生)させることが可能である。
On the other hand, for the drying (regeneration) of the
上述のような給気モードと排気モードの運転を繰り返すことによって、除湿材1の乾燥および蓄熱体8の冷却(再生)が行われ、次の給気モード運転(水分吸着および冷却)が可能となる。
By repeating the operation in the air supply mode and the exhaust mode as described above, the
また、従来、前記排気モード運転時に、除湿材1の乾燥(再生)に長時間を要する問題が指摘されていた。この原因は、除湿材1からの水分脱着が除湿材1の吸熱変化によるものであることから、効率的な除湿材1の加熱が困難という点にあった。そこで、排気モード運転の時間を短縮化する目的で、再生運転の適当なタイミングで短時間マイクロ波照射装置6を稼動させて除湿材1にマイクロ波を照射することにより、除湿材1に吸着されている水分を選択的に励起し脱着させるようにする。前記マイクロ波照射装置6は、除湿材1の吸湿状態を検知する湿度検出装置と、この検知した湿度に応じて照射するマイクロ波の入切または強弱を制御可能とするマイクロ波制御機構とから構成される。これにより短時間で、かつ適当なタイミングで除湿材1の乾燥(再生)が可能となり、除湿材1を乾燥(再生)させる再生運転の所要時間を、流通空気の除湿を行う給気の運転時間の半分以下、好ましくは1/4以下、より好ましくは1/6以下にすることができるようになる。
Conventionally, a problem has been pointed out that it takes a long time to dry (regenerate) the
(梅雨時の場合)
図5は梅雨時の給気モード運転、図6は梅雨時の排気モード運転(再生運転)の流路構成と各部の空気の温度湿度状態を示した図である。
梅雨時の場合、外気2は、26℃、70%RHの中温多湿な状態を想定し、この外気2に対して、換気システムVSを通過後室内に供給される空気が、26℃、50%RHとなるような換気システムVSを運用する。
(In case of rainy season)
FIG. 5 is a diagram showing a flow path configuration in an air supply mode operation during the rainy season, and FIG.
In the rainy season, the
梅雨時の給気モード運転では、前記夏季の給気モード運転と同様に、図5に示されるように、先ず、外気2(26℃、70%RH)が水分吸脱装置4のデシカント流路5A、5A…に導かれ、前記デシカント流路5A、5A…に内蔵する除湿材1、1…と接触しながら流れる。この際、外気2に含まれる水分は、除湿材1に吸着される。この水分吸着に伴いデシカント流路5Aを通過する空気の温度が上昇するが、前記デシカント流路5A、5A…と交互に交差して形成され、外気2を導入する空気流路5Bにより、除湿材1ならびにデシカント流路5Aを通過する空気が冷却(熱交換)される。水分吸脱装置4のデシカント流路5Aを通過後の空気は、温度約33℃、相対湿度約33%RH程度となり、その後蓄熱装置7へ送られる。一方、空気流路5Bを通過して、デシカント流路5Aを流れる空気と熱交換を行った外気2は、その後外部へ排気される。
In the air supply mode operation during the rainy season, as in the summer air supply mode operation, as shown in FIG. 5, first, the outside air 2 (26 ° C., 70% RH) is passed through the desiccant channel of the moisture adsorption /
そして、水分吸脱装置4から蓄熱装置7へ送られた流通空気は、蓄熱装置7内のペブル状蓄熱体8と接触し、流下するにしたがい低温化(保持する顕熱を蓄熱体8に与える)し、最終的に目的温度である26℃程度まで冷却された後に室内へ供給される。
The circulating air sent from the moisture adsorption /
次に、梅雨時の排気モードでの運転(再生運転)について説明する。梅雨時の排気モード運転は、図6に示されるように、室内空気3(26℃、50%RH)が、先ず、蓄熱装置7に導かれ、ペブル状蓄熱体8と接触しながら流下するにしたがい蓄熱体8から顕熱を奪って蓄熱体8を冷却し、同時に流通空気が高温化されて、水分吸脱装置4のデシカント流路5Aに送られ、除湿材1の乾燥(再生)が行われる。
Next, the operation (regeneration operation) in the exhaust mode during the rainy season will be described. In the exhaust mode operation during the rainy season, as shown in FIG. 6, the indoor air 3 (26 ° C., 50% RH) is first guided to the
前記夏季の排気モード運転の場合、除湿材1の乾燥(再生)には、一般空調機(エアコン)、湯沸かし器、動力装置などの既存設備9で使用された高温化した排気を使用していたが、梅雨時には、これらの機器を稼働していない場合が多いため、前述のように蓄熱装置7で高温化された空気を使用するようにする。かかる高温化された空気は、除湿材1に吸着している多量の水分を放散させ、除湿材1を効率よく乾燥(再生)して室外に排出する。このとき、図6に示されるように、マイクロ波照射装置6により除湿材1にマイクロ波を照射して、除湿材1の水分脱着を促進させるようにするのが望ましい。
In the summer exhaust mode operation, the
(冬季の場合)
図7は冬季の給気モード運転、図8は冬季の排気モード運転(再生運転)の流路構成と各部の空気の温度湿度状態を示した図である。
冬季の場合、外気2は、0℃、40%RHの低温低湿な状態を想定し、この外気2に対して、換気システムVSを通過後室内に供給される空気が、22℃、40%RHとなるような換気システムVSを運用する。
(In winter)
FIG. 7 is a diagram showing a flow path configuration and an air temperature / humidity state of each part in a winter air supply mode operation, and FIG. 8 is a winter exhaust mode operation (regeneration operation).
In the winter, the
冬季の給気モードでの運転時には、図7に示されるように、先ず、外気2が水分吸脱装置4のデシカント流路5A、5A…に導かれ、前記デシカント流路5A、5A…に内蔵する除湿材1、1…と接触しながら流れる。このとき、除湿材1は、マイクロ波照射装置6によりマイクロ波が照射され、乾燥(再生)が促進さされるとともに、流通空気を加湿および加熱する。かかる加湿および加熱された流通空気は、温度約30℃、相対湿度約25%RH程度となり、その後蓄熱装置7へ送られる。蓄熱装置7へ流入した空気は、室内空気3の温度状態に調整された蓄熱装置7内のペブル状蓄熱体8と接触し、流下するにしたがい室内空気の温度状態である22℃程度まで調整された後に室内へ供給される。
When operating in the air supply mode in winter, as shown in FIG. 7, first, the
この様な給気運転により、低温低湿の外気2は温度および湿度が調整された後、室内に供給されるので、換気に伴い室内に設置された空調機にかかる加湿や暖房の負荷が大幅に削減でき、快適性を損なうこと無くエネルギー消費増大を最小限に抑えた換気システムが可能となる。
冬季の排気モードでの運転時には、図8に示されるように、室内空気3(22℃、40%RH)が、先ず、蓄熱装置7に導かれ、ペブル状蓄熱体8と接触しながら流下するにしたがい蓄熱体8から顕熱を奪って蓄熱体8を冷却し、同時に流通空気が高温化(30℃、24%RH)されて、デシカント流路5Aに送られる。デシカント流路5Aでは、内蔵される除湿材1が流通空気の水分を吸着して、流通空気は乾燥される。それに伴い流通空気は昇温するため、空気流路5Bに外気2を流通させて、デシカント流路5A内の流通空気との熱交換を行うことにより、デシカント流路を冷却して除湿材1の吸着作用の維持を図るようにしている。
With this air supply operation, the low-temperature and low-humidity outside
During operation in the exhaust mode in winter, as shown in FIG. 8, the indoor air 3 (22 ° C., 40% RH) is first guided to the
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、換気システムVSが1セット備えられ、給気モードと排気モードを交互に繰り返して運転するようにしたが、換気システムVSを2セット以上の複数備えられるようにして、それぞれの換気システムVSで給気モードと排気モードの異なる運転を交互に行うようにしてもよい。このように構成することによって、常時給気と排気の室内換気が行われるようになり、より高度な換気が可能となる。
[Other examples]
(1) In the above embodiment, one set of ventilation system VS is provided, and the air supply mode and the exhaust mode are alternately operated repeatedly. However, two or more sets of ventilation systems VS are provided, Different operations in the air supply mode and the exhaust mode may be alternately performed in each ventilation system VS. By configuring in this way, indoor ventilation of constantly supplying and exhausting air is performed, and higher-level ventilation becomes possible.
1・・・除湿材、2・・・外気、3・・・室内空気、4・・・水分吸脱装置、5A…デシカント流路、5B・・・空気流路、6・・・マイクロ波照射装置、7・・・蓄熱装置、8・・・蓄熱体、9・・・既存設備、VS…換気システム
DESCRIPTION OF
Claims (9)
An air channel capable of exchanging heat is installed in the outer wall of the box containing the dehumidifying material or inside the box through the dehumidifying material and a partition wall, and the outside air or general air conditioner, water heater, power unit is installed in the air channel. The ventilation system according to any one of claims 1 to 8, wherein high-temperature air or hot exhaust gas discharged from existing equipment is introduced.
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