JP2010014390A - Humidity control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、調湿システムに関するものである。 The present invention relates to a humidity control system.
従来より、室内の相対湿度を調節するための装置として、デシカントを用いたものが知られている。例えば特許文献1に記載の調湿装置は、相対湿度の高い空気をデシカントを通過させることでデシカントに空気中の水分を吸着させて除湿を行う。また、加湿する場合は、熱交換手段及び加熱器によって加熱した空気をデシカントを通過させることでデシカントを再生し、このときデシカントから水分を受け取って相対湿度の高くなった空気を室内に供給することによって加湿するような仕組みとなっている。
しかしながら、上記空調装置では、加湿する場合のデシカントの再生のために熱源が必要である。そこで、本発明は、熱源を必要とせずに室内を加湿することのできる調湿システムを提供することを課題とする。 However, the air conditioner requires a heat source for regeneration of the desiccant when humidifying. Then, this invention makes it a subject to provide the humidity control system which can humidify indoors, without requiring a heat source.
本発明に係る調湿システムは、上記課題を解決するためになされたものであり、室内熱交換器、及び第1の送風ファンを有する室内機と、前記第1の送風ファンによって発生する気流中に配置されるとともに、内部に中空を有するよう透湿膜によって形成された第1の透湿部材と、水を貯留可能な貯留部と、前記貯留部内に設置され、内部に中空を有するよう透湿膜によって形成された第2の透湿部材と、水蒸気を吸収する吸収液を、前記第1の透湿部材及び第2の透湿部材の内部を流すとともに前記第1の透湿部材と第2の透湿部材との間で循環させる循環ユニットと、を備えている。 A humidity control system according to the present invention is made to solve the above-described problem, and an indoor unit having an indoor heat exchanger and a first blower fan, and an air flow generated by the first blower fan. And a first moisture permeable member formed by a moisture permeable membrane so as to have a hollow inside, a reservoir capable of storing water, and a transparent portion installed in the reservoir and having a hollow inside. A second moisture permeable member formed of a wet film and an absorbing liquid that absorbs water vapor flow through the first moisture permeable member and the second moisture permeable member, and the first moisture permeable member and the first moisture permeable member. A circulation unit that circulates between the two moisture permeable members.
上記調湿システムによれば、水を貯留する貯留部内に第2の透湿部材が配置されているため、貯留部内の相対湿度の高い空気が第2の透湿部材内を通過して、吸収液に空気中の水蒸気が吸収される。そして、貯留部内の水蒸気を吸収して含水率(含水蒸気率)の高くなった吸収液は、循環ユニットにより第1の透湿部材へと送られる。第1の透湿部材は第1の送風ファンによって発生する気流中に配置されているので、室内の乾燥した空気が第1の透湿部材内を通過して吸収液と接触する。このとき空気は吸収液から水蒸気を吸収して室内へと放出されるため、室内を加湿することができる。以上のように、上記調湿システムは、熱源を必要とせずに室内を加湿することができる。また、水蒸気の供給源となる第2の透湿部材は、水が貯留される貯留部内に配置されているため、安定して水蒸気を室内に供給することができる。なお、上記透湿膜は、水蒸気(気体)は通すが水(液体)は通さないという性質を有している。 According to the humidity control system, since the second moisture permeable member is disposed in the reservoir that stores water, the air having a high relative humidity in the reservoir passes through the second moisture permeable member and is absorbed. Water vapor in the air is absorbed by the liquid. And the absorption liquid which absorbed the water vapor | steam in a storage part and became high in the moisture content (water vapor content) is sent to a 1st moisture permeable member by a circulation unit. Since the first moisture permeable member is disposed in the airflow generated by the first blower fan, the indoor dry air passes through the first moisture permeable member and comes into contact with the absorbing liquid. At this time, air absorbs water vapor from the absorbing liquid and is released into the room, so that the room can be humidified. As described above, the humidity control system can humidify a room without requiring a heat source. Moreover, since the 2nd moisture permeable member used as the supply source of water vapor | steam is arrange | positioned in the storage part in which water is stored, it can supply water vapor | steam stably indoors. The moisture permeable membrane has a property of allowing water vapor (gas) to pass but not water (liquid).
上記調湿システムは、種々の構成をとることができるが、例えば、室外熱交換器及び第2の送風ファンを有する室外機をさらに備え、第2の送風ファンによって発生する気流中に第2の透湿部材を配置することが好ましい。この構成によれば、室内の相対湿度が室外の相対湿度よりも高くなった場合、貯留部内の水を取り除くことで、室内を除湿することができる。より詳細に説明すると、第1の送風ファンを作動させて第1の透湿部材内に室内の空気を通過させる。このとき室内の空気は室外の空気に比べて相対湿度が高いため、室内の空気中の水蒸気が第1の透湿部材内を流れる吸収液に吸収され、室内の空気を除湿することができる。そして、第1の透湿部材内で室内の空気中の水蒸気を吸収した吸収液は、循環ユニットによって第2の透湿部材へと送られるが、第2の透湿部材は、第2の送風ファンによって発生する気流中に配置されているため、室外の相対湿度の低い空気が第2の透湿部材内を通過する。このとき室外の空気は、第2の透湿部材内を流れる吸収液と接触して吸収液から水蒸気を吸収し室外へと水蒸気を放出する。このサイクルを繰り返すことで、室内を除湿することができる。 The humidity control system can take various configurations. For example, the humidity control system further includes an outdoor unit having an outdoor heat exchanger and a second blower fan, and the second air blower generates a second airflow generated by the second blower fan. It is preferable to arrange a moisture permeable member. According to this configuration, when the indoor relative humidity becomes higher than the outdoor relative humidity, the room can be dehumidified by removing the water in the reservoir. If it demonstrates in detail, a 1st ventilation fan will be actuated and indoor air will be allowed to pass through in the 1st moisture permeability member. At this time, since the indoor air has a higher relative humidity than the outdoor air, the water vapor in the indoor air is absorbed by the absorbent flowing in the first moisture permeable member, and the indoor air can be dehumidified. And the absorption liquid which absorbed the water vapor | steam in indoor air in a 1st moisture permeable member is sent to a 2nd moisture permeable member by a circulation unit, but a 2nd moisture permeable member is 2nd ventilation. Since it is arrange | positioned in the airflow which generate | occur | produces with a fan, the air with a low outdoor relative humidity passes through the inside of the 2nd moisture permeable member. At this time, outdoor air comes into contact with the absorbing liquid flowing in the second moisture permeable member, absorbs water vapor from the absorbing liquid, and releases the water vapor to the outside. By repeating this cycle, the room can be dehumidified.
また、上記第1の透湿部材及び第2の透湿部材の少なくとも一方を、透湿膜によって管状に形成された複数の透湿管から構成することが好ましい。これにより、より効率的に調湿を行うことができる。 Moreover, it is preferable that at least one of the first moisture permeable member and the second moisture permeable member is constituted by a plurality of moisture permeable tubes formed in a tubular shape by a moisture permeable membrane. Thereby, humidity control can be performed more efficiently.
また、上記吸収液は、塩化リチウム水溶液であることが好ましい。これにより雑菌の繁殖を防ぐことができる。 Moreover, it is preferable that the said absorption liquid is lithium chloride aqueous solution. Thereby, propagation of various germs can be prevented.
本発明によれば、熱源を必要とせずに室内を加湿することのできる調湿システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the humidity control system which can humidify a room | chamber interior without requiring a heat source can be provided.
以下、本発明に係る調湿システムの実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、本実施形態に係る調湿システムの構成図である。 Hereinafter, an embodiment of a humidity control system according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a humidity control system according to the present embodiment.
図1に示すように、調湿システム1は、室内機2及び第1の透湿部材3が室内に設置され、室外機4、貯留部51、及び第2の透湿部材52が室外に設置されており、さらには、室内と室外とに渡って循環ユニット6が設置されている。以下、各部材について説明する。
As shown in FIG. 1, in the humidity control system 1, the
室内機2は、回転することにより気流を発生させる第1の送風ファン21と、第1の送風ファン21の回転によって発生した気流中に配置される室内熱交換器22とを有している。この室内機2は、後述する室外機4に冷媒配管Pを介して接続されている。室内熱交換器22は、内部を流れる冷媒と外部を流れる空気との間で熱交換を行わせる装置であり、暖房運転時には凝縮器として機能する。
The
図2に示すように、第1の透湿部材3は、透湿膜によって管状に形成された複数の透湿管31から構成されており、第1の透湿部材3における各透湿管31の内部空間には、後述する循環ユニット6によって循環される吸収液が流れている。なお、具体的には、この第1の透湿部材3として、AGCエンジニアリング株式会社製のサンセップ−W(登録商標)を用いることができる。この第1の透湿部材3は第1の送風ファン21によって発生する気流中に設置されているため、第1の送風ファン21から送られる空気が第1の透湿部材3における各透湿管31の内部空間を通過して吸収液と接触する。この第1の透湿部材3の各透湿管31を構成する透湿膜は、気体(水蒸気を含む)は通すが液体(水を含む)を通さない性質を有しており、例えば、疎水性ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができ、具体的にはゴアテックス(登録商標、ジャパンゴアテックス社)やフレミオン(登録商標、旭硝子)などを挙げることができる。
As shown in FIG. 2, the first moisture permeable member 3 is composed of a plurality of moisture
室外機4は、上記室内機2の室内熱交換器22と冷媒配管Pを介して接続される、膨張弁41、室外熱交換器42、四方切換弁43、及び圧縮機44を有している。膨張弁41は、冷媒を急激に減圧して低温・低圧とするように構成されている。室外熱交換器42は内部を流れる冷媒と外部を流れる空気とを熱交換させる装置であり、暖房運転時には蒸発器として機能する。四方切換弁43は、冷媒の流路を切り替えることができる弁であり、圧縮機44から吐出された冷媒を室内熱交換器22または室外熱交換器42のどちらかに送るように冷媒の流路を切り替える。なお、暖房運転時には圧縮機44から吐出された冷媒を室内熱交換器22に送るように冷媒の流路を切り替える。圧縮機44は、駆動装置(図示省略)によって駆動され、吸引した冷媒を内部で圧縮して高温・高圧にして吐出する。また、室外機4はさらに、回転することにより気流を発生させる第2の送風ファン45を有しており、この第2の送風ファン45を回転させることで発生した気流中に上記室外熱交換器42が配置されている。
The outdoor unit 4 includes an expansion valve 41, an outdoor heat exchanger 42, a four-
貯留部51は、内部に水を貯留できる容器として構成されている。なお、貯留部51内の水は、水道管から給水機構(図示省略)を介して供給したり、雨水を利用することなどもできる。
The
図3に示すように、第2の透湿部材52は、上記第1の透湿部材3と同様に、透湿膜によって管状に形成された複数の透湿管521から構成されており、第2の透湿部材52における各透湿管521内部の空間には、後述する循環ユニット6によって循環される吸収液が流れている。なお、具体的には、この第2の透湿部材52として、AGCエンジニアリング株式会社製のサンセップ−W(登録商標)を用いることができる。この第2の透湿部材52は、貯留部51内に配置されて一部が貯留部51内の水に浸っている。このように第2の透湿部材52が配置されることで、貯留部51内の水面付近における湿度の高い空気中の水蒸気が第2の透湿部材52の各透湿管521内部へと進入して吸収液と接触する。この第2の透湿部材52の透湿管521を構成する透湿膜は、上記第1の透湿部材3の透湿管31を構成する材料と同じであり、気体(水蒸気を含む)は通すが液体(水を含む)を通さない性質を有するものを使用し、例えば、疎水性ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができ、具体的にはゴアテックス(登録商標、ジャパンゴアテックス社)やフレミオン(登録商標、旭硝子)などを挙げることができる。
As shown in FIG. 3, the second moisture
循環ユニット6は、第1の透湿部材3と第2の透湿部材52との間で吸収液を循環させるユニットであり、第1の透湿部材3と第2の透湿部材52とを接続する第1の配管61及び第2の配管62を有している。第2の配管62には送液ポンプ63が設置されおり、この送液ポンプ63によって、吸収液が、第1の配管61においては第2の透湿部材52から第1の透湿部材3へ、第2の配管62においては第1の透湿部材3から第2の透湿部材52へと流れ、第1の透湿部材3と第2の透湿部材52との間を循環している。また、循環ユニット6は、第2の配管62に接続されたリザーブタンク64をさらに備えている。このリザーブタンク64を設けることによって、第1及び第2の配管61,62内を循環する吸収液の量を適宜調整することができ、水蒸気の吸収によって吸収液の体積が膨張する問題を解決することができる。なお、吸収液は、空気中に含まれる水蒸気を吸収するものであればよく、例えば、塩化リチウム水溶液や、塩化カルシウム水溶液、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、リン酸、硫酸、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などを好ましく用いることができる。この中でも塩化リチウム水溶液が加吸湿能力面、環境面、無害性の観点から好ましい。
The circulation unit 6 is a unit that circulates the absorbing liquid between the first moisture permeable member 3 and the second moisture
次に、このように構成された調湿システムの運転方法について説明する。 Next, an operation method of the humidity control system configured as described above will be described.
まず、室内の暖房運転について説明する。暖房運転中は第1の送風ファン21及び第2の送風ファン45が回転して気流を発生させており、冷媒配管P内を冷媒が循環している。この冷媒配管P内を循環する冷媒は、圧縮機44により圧縮されて高温・高圧となり、四方切換弁43を介して室内熱交換器22に送られる。室内熱交換器22に送られた冷媒は、第1の送風ファン21によって送られる室内の空気と熱交換して凝縮することで、室内熱交換器22近傍の空気を加熱するとともに冷媒自体は冷却されて膨張弁41へと送られる。膨張弁41へ送られた冷媒は、膨張弁41によって急激に減圧されて低温・低圧となって室外熱交換器42へと送られる。室外熱交換器42に送られた冷媒は、第2の送風ファン45によって送られる室外熱交換器42近傍の空気と熱交換されて蒸発することで室外熱交換器42近傍の空気から熱を奪う。蒸発した冷媒は、再度圧縮機44に吸引されて上述したサイクルを繰り返す。このサイクルを繰り返すことで室内の空気を暖めるが、空気を暖めることで室内の空気の相対湿度は低くなり、室内は乾燥した状態となる。
First, the indoor heating operation will be described. During the heating operation, the first blower fan 21 and the second blower fan 45 rotate to generate an air flow, and the refrigerant circulates in the refrigerant pipe P. The refrigerant circulating in the refrigerant pipe P is compressed by the
上記暖房運転によって乾燥した室内を加湿するための加湿運転について説明する。なお、この加湿運転は通常上記暖房運転と同時に行われる。まず、貯留部51内に水を貯留する。この貯留部51の水面近傍の湿度の高い空気が第2の透湿部材52の各透湿管521内部を通過する。この各透湿管521内部を通過する空気中の水蒸気は、各透湿管521の内部を流れる含水量(含水蒸気量)の少ない吸収液に吸収される。このように水蒸気を吸収して含水量が多くなった吸収液は、第1の配管61を介して第1の透湿部材3へと送られる。第1の透湿部材3は第1の送風ファン21から送られた空気が内部を通過しているが、この内部を通過する室内の空気は乾燥しており相対湿度が低いため、第1の透湿部材3の各透湿管31内を流れる吸収液中の水蒸気を吸収して第1の透湿部材3から排出される。そして、室内の空気に水蒸気として水分を奪われて含水量が少なくなった吸収液は、第2の配管62を介して再度第2の透湿部材52に送られ、貯留部51の水面近傍の空気から水蒸気を吸収する。以上のサイクルを繰り返すことにより、貯留部51の水面近傍に存在する水蒸気が吸収液を輸送媒体として室内に放出され、室内を加湿する。なお、この調湿システム1の加湿機能は、室内の第1の透湿部材3近傍における空気の相対湿度が、室外における第2の透湿部材52近傍における空気の相対湿度よりも低いときに発揮される。通常は、室内の空気よりも貯留部51の水面近傍の空気の方が相対湿度が高い。また、冬季における室内の空気は相対湿度が低い状態となっており、また、暖房運転をすることでより相対湿度は低くなっている。
The humidification operation for humidifying the room dried by the heating operation will be described. This humidification operation is usually performed simultaneously with the heating operation. First, water is stored in the
加湿運転を続けると室外の相対湿度よりも室内の相対湿度の方が高くなるが、次に、調湿システム1を利用した室内の除湿運転、特に暖房運転を停止させている夜間に行う除湿運転について説明する。 If the humidification operation is continued, the indoor relative humidity becomes higher than the outdoor relative humidity. Next, the indoor dehumidification operation using the humidity control system 1, particularly the dehumidification operation performed at night when the heating operation is stopped. Will be described.
この場合は、まず、貯留部51内の水を取り除く。そして、圧縮機44を作動させず冷媒配管P内の冷媒は循環させないが、第1の送風ファン21及び第2の送風ファンは回転させる。第1の送風ファン21から送られた室内の空気が第1の透湿部材3の各透湿管31内を通過するが、室内の空気は室外の空気に比べて相対湿度が高くなっているため、各透湿管31内を流れる吸収液に水蒸気が吸収される。水蒸気が吸収されて相対湿度が低くなった空気が室内に排出されるとともに、室内の空気から水蒸気を吸収して含水量が多くなった吸収液は、循環ユニット6によって第2の透湿部材52へと送られる。第2の透湿部材52は第2の送風ファン45によって発生する気流中に配置されているため、室外の相対湿度の低い空気が第2の透湿部材52の各透湿管521内を通過する。このとき、室外の空気は吸収液から水蒸気を吸収して室外へと放出される。そして、室外の空気によって水蒸気が放出されて含水量が低くなった吸収液は、循環ユニット6によって再度第1の透湿部材3へと送られる。以上のサイクルを繰り返すことで、室内を除湿することができる。
In this case, first, the water in the
以上、本実施形態によれば、熱源を必要とすることなく、室内を加湿することができる。また、加湿運転時に、第2の透湿部材52を、水を貯留した貯留部51内に配置しているため、安定して水蒸気を室内へと供給することができる。
As described above, according to this embodiment, the room can be humidified without the need for a heat source. Moreover, since the 2nd moisture
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、第2の送風ファン45の回転によって発生する気流中に第2の透湿部材52を配置しているが、第2の透湿部材52の配置場所は特に限定されるものではなく、第2の送風ファン45の気流中でなくてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these, A various change is possible unless it deviates from the meaning of this invention. For example, in the said embodiment, although the 2nd moisture
また、上記実施形態では、第2の透湿部材52は貯留部51の水に一部浸っているが、貯留部51内の水面近傍に配置されていれば特に水に浸っている必要は無い。
Moreover, in the said embodiment, although the 2nd moisture
また、上記第1の透湿部材3又は第2の透湿部材52は、複数の管状の透湿管から構成されているが、一つの筒状の透湿筒として構成してもよい。
Moreover, although the said 1st moisture permeable member 3 or the 2nd moisture
1 調湿システム
2 室内機
21 第1の送風ファン
22 室内熱交換器
3 第1の透湿部材
31 透湿管
4 室外機
42 室外熱交換器
51 貯留部
52 第2の透湿部材
521 透湿管
6 循環ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記第1の送風ファンによって発生する気流中に配置されるとともに、内部に中空を有するよう透湿膜によって形成された第1の透湿部材と、
水を貯留可能な貯留部と、
前記貯留部内に設置され、内部に中空を有するよう透湿膜によって形成された第2の透湿部材と、
水蒸気を吸収する吸収液を、前記第1の透湿部材及び第2の透湿部材の内部を流すとともに前記第1の透湿部材と第2の透湿部材との間で循環させる循環ユニットと、
を備えた、調湿システム。 An indoor unit having an indoor heat exchanger and a first blower fan;
A first moisture permeable member that is disposed in the air flow generated by the first blower fan and that is formed by a moisture permeable membrane so as to have a hollow inside;
A reservoir capable of storing water;
A second moisture permeable member installed in the reservoir and formed by a moisture permeable membrane so as to have a hollow inside;
A circulation unit that circulates between the first moisture permeable member and the second moisture permeable member while allowing an absorbent that absorbs water vapor to flow through the inside of the first moisture permeable member and the second moisture permeable member; ,
Humidity control system with
前記第2の送風ファンによって発生する気流中に前記第2の透湿部材を配置した、請求項1に記載の調湿システム。 An outdoor unit having an outdoor heat exchanger and a second blower fan;
The humidity control system according to claim 1, wherein the second moisture permeable member is disposed in an air flow generated by the second blower fan.
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