JP3933343B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調対象域を暖房並びに除湿することができる空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調対象域を暖房装置で暖房する場合、熱源として電熱を用いるものは、域内温度の上昇に伴う相対湿度の低下が見られるものの、域内の絶対湿度を低下させて空調対象域を減湿雰囲気にする機能まではなく、又、熱源として燃料を燃焼させるバーナを用いて、空調対象域へ燃焼ガスを供給するものでは、燃焼ガス中に含まれる水分で空調対象域が加湿傾向となる。
従って、空調対象域を暖房するのと並行して、室壁や窓ガラス等域内低温部での結露を防止したり、あるいは、衣類の乾燥を促進するなど、種々の目的で暖房と除湿の両方が望まれる場合がある。
【０００３】
従来では、空調対象域を暖房並びに除湿する場合、暖房装置及び除湿装置の両方を設置する必要があった。
【０００４】
従来の除湿装置には、図５に示すように、通気可能に構成された吸湿体２を、例えば、その周方向における一部が除湿対象空気の通流する除湿対象空気通流域Ａｄに位置し、他部が再生用気体の通流する再生用気体通流域Ａｒに位置する状態で、回転軸芯Ｐ周りに回転されるように設けていた。
又、空調対象域Ｒの空気を吸気口１０から吸気して、除湿対象空気通流域Ａｄを通過させた後、送気口１１から空調対象域Ｒに送気する除湿用送風手段４と、再生用気体を加熱する加熱手段３の加熱作用域、再生用気体通流域Ａｒ、再生用気体を冷却してその再生用気体に含まれる水分を凝縮させて分離する冷却手段Ｃの冷却作用域の順に通る循環経路Ｌで、再生用気体を循環させる循環用送風手段５を設けていた。
そして、冷却手段Ｃにて水分が分離されると共に加熱手段３にて加熱された高温低湿の再生用気体を、除湿対象空気通流域Ａｄに通流させて、吸湿体２を脱湿再生していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来では、空調対象域を暖房並びに除湿する場合、暖房装置と除湿装置の両方が必要となり、利用者の経済的な負担が重い、広い設置スペースが必要となる等の問題があった。
又、除湿装置の運転中は、吸湿体を脱湿再生するために、常時、加熱手段３を加熱作動させる必要があり、吸湿体の脱湿再生のための消費エネルギーが多いという問題もあった。
【０００６】
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、暖房及び除湿の両機能を備えると共に、吸湿体の脱湿再生のための消費エネルギーを低減し得る空調装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１記載の発明〕
請求項１に記載の特徴構成は、暖房用加熱手段により空調対象域を暖房する暖房部と、空調対象域を除湿する除湿部とが設けられ、
前記除湿部に、通気可能に構成された吸湿体が、その一部が除湿対象空気の通流する除湿領域となり、他部が再生用気体の通流する再生領域となり、且つ、各部が前記除湿領域と前記再生領域とに順次代わるように設けられ、並びに、
空調対象域から除湿対象空気を吸気して、前記吸湿体の除湿領域を通過させた後に空調対象域に送気する除湿用送風手段と、
前記再生用気体を加熱する再生用加熱手段の加熱作用域、前記再生領域、前記再生用気体を冷却してその再生用気体に含まれる水分を凝縮させて分離する冷却手段の冷却作用域の順に通る循環経路で、前記再生用気体を循環させる循環用送風手段とが設けられ、
前記再生用加熱手段が、前記暖房用加熱手段の生成熱を熱源とする暖房熱源利用加熱部を備えて構成されていることにある。
【０００８】
請求項１に記載の特徴構成によれば、暖房部の暖房用加熱手段により、空調対象域を暖房することができる。
除湿部においては、吸湿体の各部が、除湿領域と再生領域とに順次代わりながら、除湿領域においては、通過する除湿対象空気中の水分を吸湿して除湿対象空気を除湿し、再生領域においては、冷却手段にて水分が分離されると共に再生用加熱手段にて加熱された高温低湿の再生用気体の通過により吸湿体が脱湿再生されることにより、空調対象域から吸気した除湿対象空気を除湿して空調対象域に送気することが継続して行われて、空調対象域が除湿される。
従って、空調対象域の暖房並びに除湿の両方を行うことができる。
又、再生用加熱手段は、暖房用加熱手段の生成熱を熱源とする暖房熱源利用加熱部を備えて構成してあるので、暖房用加熱手段の生成熱を用いて吸湿体を脱湿再生することができる。
従って、暖房及び除湿の両機能を備えると共に、吸湿体の脱湿再生のための消費エネルギーを低減し得る空調装置を提供することができるようになった。
【０００９】
また、請求項１に記載の特徴構成は、前記再生用加熱手段が、前記暖房熱源利用加熱部とは別に、予備加熱部を備えて構成されていることにある。
【００１０】
請求項１に記載の特徴構成によれば、暖房負荷が小さくなって、暖房熱源利用加熱部だけでは、吸湿体を適切に脱湿再生できる程度にまで再生用気体を加熱できないときは、予備加熱部を加熱作動させて、再生用気体を加熱することができるので、適切に吸湿体を脱湿再生することができる。
又、暖房が不要で除湿が必要なとき、例えば、時期的には梅雨期から夏期にかけては、予備加熱部を用いて吸湿体を脱湿再生することができるので、暖房を行わずに除湿のみを行うことができる。
従って、暖房用加熱手段の生成熱を用いて吸湿体を脱湿再生するにしても、暖房負荷の大小にかかわらず適切に吸湿体を脱湿再生できて安定した除湿能力が得られ、しかも、暖房を行わずに除湿のみを行うことできるので、年間を通じて長期にわたって使用できるようになり、利用価値が一層高く、コストパフォーマンスに優れた空調装置を提供することができるようになった。
【００１１】
また、請求項１に記載の特徴構成は、前記吸湿体の各部が、前記再生領域となった後、前記冷却手段にて冷却された再生用気体の通流する冷却領域を経由して、前記除湿領域に順次代わるように設けられ、
前記冷却手段が、再生用気体を液状冷却媒体と熱交換させて冷却するように構成され、
前記循環経路における前記冷却手段の冷却作用域から前記再生領域に至る部分が、前記暖房熱源利用加熱部及び前記予備用加熱部のうちの少なくとも前記暖房熱源利用加熱部の加熱作用域を通る暖房時用経路と、前記吸湿体の冷却領域、前記暖房熱源利用加熱部及び前記予備加熱部のうちの少なくとも前記予備加熱部の加熱作用域を順に通る余熱回収用経路とに分岐され、
前記再生用気体が前記暖房時用経路を通流する状態と、前記余熱回収用経路を通流する状態とに切り換える切り換え手段が設けられていることにある。
【００１２】
請求項１に記載の特徴構成によれば、暖房と並行して除湿するときは、暖房用加熱手段を加熱作動させ、切換手段を再生用気体が暖房時用経路を通流する状態に切り換える。すると、再生用気体は、暖房熱源利用加熱部の加熱作用域、吸湿体の再生領域、冷却手段の冷却作用域の順に通る循環経路で循環通流して、暖房用加熱手段の生成熱を用いて吸湿体を脱湿再生するので、暖房と並行して、経済的に除湿することができる。
【００１３】
除湿のみを行うときは、暖房用加熱手段の加熱作動を停止させ、予備加熱部を加熱作動させ、切換手段を再生用気体が余熱回収用経路を通流する状態に切り換える。すると、再生用気体は、予備加熱部の加熱作用域、吸湿体の再生領域、冷却手段の冷却作用域、吸湿体の冷却領域の順に通る循環経路で循環通流する。
従って、再生用気体は、予備加熱部で加熱されてから吸湿体の再生領域を通流して、吸湿体に再生用の熱を与えて吸湿体を脱湿再生し、更に、冷却手段で冷却されて水分が分離されてから、吸湿体の冷却領域を通過して、吸湿体から再生用の熱の余熱を吸熱する。
又、吸湿体の各部は、再生領域となった後、冷却手段の冷却領域を経由して除湿領域となるので、吸湿体の再生領域となった部分に与えられた再生用の熱は、その部分が除湿領域となる前の冷却領域のときに、再生用気体に吸熱される。
又、冷却手段は、吸湿体の再生領域を通過した再生用気体と液状冷却媒体とを熱交換させることにより、液状冷却媒体に、再生用気体の顕熱（吸湿体脱湿再生用の熱）及び再生用気体に含まれる水分の凝縮熱（除湿対象空気中の水分の凝縮熱に相当する）を吸熱させて、再生用気体を冷却し、再生用気体から水分を凝縮分離する。
【００１４】
従って、吸湿体再生用の熱及び除湿対象空気中の水分の凝縮熱を液状冷却媒体に吸熱させること、及び、吸湿体の再生領域となった部分に与えられた再生用の熱を、その部分が除湿領域となる前の冷却領域のときに再生用気体に対して放熱させることの相乗効果により、除湿対象空気中の水分の凝縮熱及び吸湿体再生用の熱が空調対象域に放熱されるのを抑制することができるので、空調対象域内の温度上昇を抑制することができるようになった。特に、除湿が必要とされる梅雨期から夏期にかけては、空調対象域内の温度の上昇を抑制しながら除湿を行うことができるので、好適である。
又、予備加熱部によって再生用気体を通じて吸湿体に与えた再生用の熱の一部を、再生用気体が吸湿体の冷却領域を通流するときに、再生用気体に回収させるので、除湿のみを行う場合においても、吸湿体の脱湿再生のための消費エネルギーを低減することができるようになった。
【００１５】
ちなみに、従来の除湿装置では、図５に示すように、冷却手段Ｃは、再生用気体を除湿対象空気通流域Ａｄに通流させる除湿対象空気と熱交換させて冷却する気体−気体熱交換器２７にて構成していた。再生用気体は、加熱手段の加熱作用域、吸湿体の再生領域、気体−気体熱交換器の順に通る循環経路で循環通流する。
従って、従来では、空調対象域から吸気した除湿対象空気と、吸湿体の再生領域を通過した高温高湿の再生用気体とを熱交換させて、除湿対象空気に、再生用気体の顕熱、及び、再生用気体に含まれる水分の凝縮熱を吸熱させて、再生用気体から水分を凝縮分離することになる。
又、高温低湿の再生用空気の通過により再生用の熱が与えられて脱湿再生された吸湿体の再生領域は、次に除湿領域に代わるので、吸湿体の除湿領域を通過する除湿対象空気は、除湿されるものの、吸湿体脱湿再生用の熱の余熱を吸熱することになる。
【００１６】
従って、従来では、空調対象域に、除湿対象空気中の水分の凝縮熱及び吸湿体脱湿再生用の熱が放熱されることとなるので、空調対象域は除湿されるものの温度が上昇するという問題があった。特に、除湿が必要とされる梅雨期から夏期にかけては、空調対象域内の温度が上昇して不快な状態となるので、かかる問題が顕著となっていた。ちなみに、空調対象域内の温度は、少なくとも３〜５°Ｃ程度は上昇していた。
【００１７】
〔請求項２記載の発明〕
請求項２に記載の特徴構成は、前記暖房用加熱手段が、燃料を燃焼させるバーナと、そのバーナの燃焼ガスを空調対象域に供給する暖房用送風手段を備えて構成されていることにある。
【００１８】
バーナの燃焼ガス（通常は、燃焼ガスと空気との混合気）を空調対象域に供給して暖房する方式は、暖房において一般的に用いられる方式であるが、この方式では、燃焼ガス中には水分が含まれていて空調対象域が過湿傾向となるので、暖房と並行して除湿を可能とすることに対する要望が強い。
そこで、請求項２に記載の特徴構成によれば、バーナの燃焼ガスを空調対象域に供給して暖房する方式を用いて本発明を実施することにより、暖房及び除湿の両機能を備えると共に、吸湿体脱湿再生のための消費エネルギーが少なくて、市場の要求にマッチした空調装置を提供することができるようになった。
【００１９】
〔請求項３記載の発明〕
請求項３に記載の特徴構成は、前記暖房熱源利用加熱部が、前記バーナの生成熱を伝導する熱伝導部を備えて、その熱伝導部の伝導熱を前記再生用気体に放熱するように構成されていることにある。
【００２０】
請求項３に記載の特徴構成によれば、バーナの生成熱を熱伝導部を伝導させて再生用気体に放熱して、再生用気体を加熱するので、燃焼ガス中に含まれる水分が再生用気体に与えられることがない。
従って、バーナの燃焼ガスを空調対象域に供給して暖房するといった、一般的な暖房方式を採用しながらも、バーナの燃焼ガス中の水分が再生用気体に与えられて吸湿体の脱湿再生能力が低下する、延いては、除湿能力が低下するといった不具合を回避することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
〔参考実施形態〕
以下、図１及び図３に基づいて、本発明の参考の実施の形態を説明する。
図３に示すように、空調装置は、空調対象域Ｒ内に設置して、加熱気体を暖房用吹出し口２９から吹出すことにより、空調対象域Ｒを暖房し、並びに、除湿用吸気口１０から空調対象域Ｒの空気を吸気し、その吸気空気を除湿した後、除湿用吹出し口１１から吹出すことにより、空調対象域Ｒを除湿する。
【００２２】
図１に示すように、空調装置は、空調対象域Ｒを暖房する暖房部Ｗ、空調対象域Ｒを除湿する除湿部Ｄ、空調装置の各種制御を司る制御部６、及び、その制御部６に制御情報を指令する操作部３０を、筐体１を用いて一体的に組み付けて構成してある。
【００２３】
暖房部Ｗは、暖房部用筐体３１内に、ガスバーナ３２、ガスバーナ３２の燃焼室３３、ガスバーナ３２の燃焼ガスの案内する燃焼ガス流路３４、及び、燃焼用空気を筐体１に形成した燃焼用空気吸気口２８から吸気してガスバーナ３２に供給し並びにガスバーナ３２の燃焼ガスを燃焼ガス流路３４を通じて筐体１に形成した暖房用吹出し口２９から吹出すように通風作用する暖房用送風機（暖房用送風手段に相当する）３５を設けて構成してある。つまり暖房用加熱手段Ｈｗは、ガスバーナ３２と暖房用送風機３５を備えて構成してある。
図中の３８は、空調対象域Ｒ内の温度を検出する域内温度センサであり、３９は、ガスバーナ３２に燃料ガスを供給する燃料ガス供給路である。その燃料ガス供給路３９には、ガスバーナ３２への燃料ガス供給を断続する開閉弁Ｖａ、燃料ガス供給量を調節する比例弁Ｖｃを設けてある。
【００２４】
暖房部Ｗの作用について説明する。
暖房用送風機３５を作動させると共に、ガスバーナ３２を燃焼させると、ガスバーナ３２の燃焼ガスと空気との混合気である加熱気体が暖房用吹出し口２９から空調対象域Ｒに吹出されて、空調対象域Ｒが暖房される。
【００２５】
除湿部Ｄは、筐体１の内部に、通気可能に構成した吸湿体としての除湿用ロータ２を、その周方向における一部が除湿対象空気の通流する除湿対象空気通流域Ａｄに位置し、他部が再生用気体としての再生用空気が通流する再生用空気通流域Ａｒに位置する状態で回転されるように設けてある。
又、筐体１の内部に、空調対象域Ｒから除湿対象空気を吸気して、除湿対象空気通流域Ａｄを通過させて除湿した後、空調対象域Ｒに送気する除湿用送風機４（除湿用送風手段に相当する）と、再生用空気を加熱する再生用加熱部Ｈｄ（再生用加熱手段に相当する）の加熱作用域、再生用空気通流域Ａｒ、再生用空気を冷却してその再生用空気に含まれる水分を凝縮させて分離する冷却部Ｃ（冷却手段に相当する）の冷却作用域の順に通る循環経路Ｌで再生用空気を循環させる循環用送風機５（循環用送風手段に相当する）等を設けてある。
【００２６】
従って、除湿用ロータ２において、除湿対象空気通流域Ａｄ内に位置する部分が除湿領域２ｄとなり、再生用空気通流域Ａｒ内に位置する部分が再生領域２ｒとなり、除湿用ロータ２の各部が除湿領域２ｄと再生領域２ｒとに順次代わるようになっている。
【００２７】
除湿用ロータ２は、回転軸芯Ｐ方向での通気が可能なハニカム状の基材に、吸湿剤（シリカゲルや塩化リチウム等）を保持して構成し、その除湿用ロータ２を、除湿対象空気通流域Ａｄ及び再生用空気通流域Ａｒに跨る状態で、モータ８によって回転軸芯Ｐ周りに回転駆動されるように設けてある。
【００２８】
除湿対象空気が除湿用ロータ２を回転軸芯Ｐの方向に通過して通流する除湿対象空気通流域Ａｄ、及び、再生用空気が除湿用ロータ２を回転軸芯Ｐの方向に通過して通流する再生用空気通流域Ａｒを区画形成する通流域形成部材９を設けてある。
【００２９】
筐体１に、空調対象域Ｒの空気を吸い込む除湿用吸気口１０と、吸い込んだ空気を空調対象域Ｒに吹出す除湿用吹出し口１１を形成し、筐体１の内部に、除湿用吸気口１０から吸い込まれた空調対象域Ｒの空気を、除湿対象空気通流域Ａｄを通過してから除湿用吹出し口１１から空調対象域Ｒに吹出されるように案内する除湿用流路１２を形成し、除湿用送風機４は、その除湿用流路１２に通風作用するように設けてある。除湿用吹出し口１１は、除湿空気を上方に吹出すように、筐体１に形成してある。
【００３０】
筐体１の内部に、再生用空気を、再生用加熱部Ｈｄの加熱作用域、再生用空気通流域Ａｒ、冷却部Ｃにおける冷却作用域を順に通る循環経路Ｌにて通流するように案内する循環用流路１３を形成し、循環用送風機５は、その循環用流路１３に通風作用するように設けてある。
【００３１】
再生用加熱部Ｈｄについて説明を加える。
再生用加熱部Ｈｄは、再生用空気の循環経路Ｌにおける、冷却部Ｃの冷却作用域よりも下流側で、再生用空気通流域Ａｒよりも上流側の位置において、循環用流路１３を通流する再生用空気を加熱するように設けてある。
再生用加熱部Ｈｄは、ガスバーナ３２の生成熱を熱源とする加熱用熱交換器３６（暖房熱源利用加熱部に相当する）と、電気ヒータ３（予備加熱部に相当する）とを備えて構成してある。尚、加熱用熱交換器３６は、再生用空気の通流方向において、電気ヒータ３よりも上流側に設けてある。
又、加熱用熱交換器３６の出口には、加熱用熱交換器３６を通過した再生用空気の温度を検出する再生用空気温度センサ３７を設けてある。
【００３２】
加熱用熱交換器３６は、再生用空気が内部を通流するように循環用流路１３に接続したケーシング３６ａと、一端側がガスバーナ３２の燃焼室３３に接続されると共に燃焼ガス流路３４内に位置し、他端側がケーシング３６ａ内に位置して、多数のフィンｆを備えた伝熱体（熱伝導部に相当する）３６ｂとから構成してある。つまり、伝熱体３６ｂの一端側を燃焼室３３及び燃焼ガスにより加熱することにより、ガスバーナ３２の生成熱を伝熱体３６ｂの他端側に伝導させ、他端側でケーシング３６ａ内を通流する再生用空気に対して放熱することにより、再生用空気を加熱する。
【００３３】
冷却部Ｃについて説明を加える。
冷却部Ｃは、再生用空気を除湿対象空気通流域Ａｄに通流させる除湿対象空気と熱交換させて冷却する気体−気体熱交換部２３（以下、空冷式熱交換部と記載する場合がある）、及び、再生用空気を冷却水と熱交換させて冷却する気体−液体熱交換部７（以下、水冷式熱交換部と称する場合がある）を備えて、それら空冷式熱交換部２３及び水冷式熱交換部７を用いて再生用空気を冷却するように構成しある。
更に、再生用空気から分離した凝縮水を冷却水として水冷式熱交換部７に供給する凝縮水ポンプ２４を備えて構成してある。
【００３４】
説明を加えると、冷却部Ｃは、空冷部形成用筐体４１内に、空気供給ヘッダ４２と水冷部形成用筐体４３を、空気供給ヘッダ４２が上方に位置する状態で上下方向に間隔を隔てて配設し、水冷部形成用筐体４３内に、隔壁４７により、貯水室４４及び空気排出兼凝縮水貯留室４５を上側から順に上下方向に並ぶ状態で区画形成し、並びに、複数の空気通流管４６を、貯水室４４を上下方向に貫通して、空気供給ヘッダ４２及び空気排出室４５夫々に連通接続して設けることにより、構成してある。
【００３５】
そして、冷却部Ｃを、循環用流路１３における再生用空気通流域Ａｒから再生用加熱部Ｈｄの加熱作用域に至る部分の途中に、空気供給ヘッダ４２に循環用流路１３の上流側が連通接続され、空気排出室４５に循環用流路１３の下流側が連通接続される状態で設けてある。
又、除湿用流路１２における除湿対象空気通流域Ａｄよりも上流側部分の途中に、空冷部形成用筐体４１を接続して、除湿用流路１２を通流する除湿対象空気が空冷部形成用筐体４１を通流してから、除湿対象空気通流域Ａｄに供給されるようにしてある。
従って、空冷部形成用筐体４１及び空気通流管４６により、空冷式熱交換部２３を構成し、水冷部形成用筐体４３及び空気通流管４６により、水冷式熱交換部７を構成してある。
【００３６】
空気排出兼凝縮水貯留室４５に貯留されている凝縮水を冷却水として貯水室４４に供給すべく、空気排出兼凝縮水貯留室４５の下部と貯水室４４の下部とを凝縮水供給路２５にて接続し、その凝縮水供給路２５に凝縮水ポンプ２４を設けてある。
冷却水排出路１５を、貯水室４４内の冷却水としての凝縮水をオーバーフロー状態で排出すべく、貯水室４４の上部に接続し、排水タンク１９を、冷却水排出路１５を通じて排出される凝縮水を受けて貯留するように設けてある。
又、空気排出兼凝縮水貯留室４５に貯留される凝縮水の水位が設定水位になったことを検出する水位センサ２６を設けてある。
【００３７】
次に、除湿部Ｄの作用について説明する。
モータ８を作動させて除湿用ロータ２を回転させ、除湿用送風機４及び循環用送風機５を作動させる。
ちなみに、除湿用ロータ２の回転速度は、例えば、１回／３分間程度に設定する。
すると、除湿用送風機４の通風作用により、空調対象域Ｒの除湿対象空気が、吸気口１０から吸気されて除湿対象空気通流域Ａｄ内を通過し、そこを通過するときに、除湿対象空気に含まれる水分が、除湿対象空気通流域Ａｄ内に位置する除湿用ロータ２に保持されている吸湿剤に吸湿されて除湿され、そのように除湿された除湿空気が、吹出し口１１から空調対象域Ｒに吹出されて、空調対象域Ｒが除湿される。
【００３８】
除湿用ロータ２において、除湿対象空気通流域Ａｄに位置して吸湿した部分が、再生用空気通流域Ａｒに移動すると、高温低湿の再生用空気の通過によって加熱されて、除湿用ロータ２に吸湿されていた水分が放出されて、除湿用ロータ２が脱湿再生される。
そして、除湿用ロータ２において脱湿再生された部分が、除湿対象空気通流域Ａｄへ移動して、そこで除湿対象空気に除湿作用することになる。
【００３９】
再生用空気は、循環用送風機５の通風作用により、再生用加熱部Ｈｄの加熱作用域、再生用空気通流域Ａｒ、冷却部Ｃにおける冷却作用域を順に通る循環経路Ｌにて循環する。
再生用空気通流域Ａｒを通過して高湿となった再生用空気は、冷却部Ｃの空気通流管４６を通流するときに、空冷部形成用筐体４１を通流する除湿対象空気及び貯水室４４内の冷却水により冷却され、再生用空気に含まれる水分が凝縮して分離される。冷却部Ｃにて冷却されて水分が分離された再生用空気は、再生用加熱部Ｈｄにて加熱されて高温低湿状態となって再生用空気通流域Ａｒを通流し、そこで、除湿用ロータ２に対して吸湿作用する。
【００４０】
暖房部Ｗが運転中のときは、加熱用熱交換器３６のみで再生用空気を所定の温度に加熱できるときは、電気ヒータ３は停止させ、暖房部Ｗの暖房負荷が小さくて、加熱用熱交換器３６のみでは再生用空気を所定の温度にまで加熱できないときは、電気ヒータ３を加熱作動させて、加熱用熱交換器３６と電気ヒータ３の協働で再生用空気を加熱する。暖房部Ｗが停止中のときは、電気ヒータ３を加熱作動させて、電気ヒータ３により再生用空気を加熱する。
【００４１】
冷却部Ｃで再生用空気から分離された凝縮水は、空気通流管４６を流下して、空気排出兼凝縮水貯留室４５に貯留される。
そして、水位センサ２６が空気排出兼凝縮水貯留室４５内の凝縮水の水位が前記設定水位になったことを検出すると、凝縮水ポンプ２４を作動させる。すると、空気排出兼凝縮水貯留室４５内の凝縮水が貯水室４４の下部から供給され、それに伴って、貯水室４４内の高温の凝縮水がオーバーフロー状態で冷却水排出路１５を通じて排出されるので、貯水室４４内の冷却水としての凝縮水の温度が低下する。
【００４２】
操作部３０には、図示は省略するが、暖房運転を指令する暖房スイッチ、除湿運転を指令する除湿スイッチ、域内空気を攪拌するサーキュレーション運転を指令するサーキュレーションスイッチ、並びに、暖房の目標温度及び除湿の目標湿度等を設定する設定スイッチ等を備えてある。尚、暖房運転、除湿運転及びサーキュレーション運転夫々の単独運転に加えて、暖房運転と除湿運転の並行運転、及び、暖房運転とサーキュレーション運転の並行運転が可能になっている。
制御部６は、水位センサ２６、再生用空気温度センサ３７及び域内温度センサ３８夫々の検出情報、及び、操作部３０からの指令情報が入力され、並びに、電気ヒータ３、除湿用送風機４、循環用送風機５、モータ８、凝縮水ポンプ２４、暖房用送風機３５、開閉弁Ｖａ及び比例弁Ｖｃ夫々の作動を制御する。
【００４３】
制御部６の制御作動について説明する。
暖房スイッチにより暖房運転が指令されると、暖房用送風機３５を作動させ、開閉弁Ｖａを開弁し、図示しない点火プラグを作動させて、ガスバーナ３２を燃焼させる。並びに、域内温度センサ３８の検出温度が設定スイッチにて設定された暖房目標温度になるように比例弁Ｖｃの開度を調節する。
【００４４】
除湿スイッチにより除湿運転が指令されると、モータ８、除湿用送風機４及び循環用送風機５を作動させると共に、再生用空気温度センサ３７の検出温度が設定温度以上に維持されるように電気ヒータ３の加熱作動を制御し、並びに、水位センサ２６が前記設定水位になったことを検出すると、凝縮水ポンプ２４を設定時間の間作動させる。
前記設定時間は適宜設定することができるが、例えば、空気排出室兼凝縮水貯留室４５内の凝縮水の略全量を貯水室４４に供給することができるような時間に設定する。
【００４５】
つまり、暖房部Ｗが運転されていて、加熱用熱交換器３６により再生用空気が前記設定温度以上に加熱されているときは、電気ヒータ３は停止させる。又、再生用空気温度センサ３７の検出温度が前記設定温度より低いとき、即ち、暖房部Ｗが運転されているものの暖房負荷が小さくて、加熱用熱交換器３６により再生用空気が前記設定温度以上に加熱されないとき、あるいは、暖房部Ｗが停止中のときは、再生用空気温度センサ３７の検出温度が前記設定温度になるように電気ヒータ３の加熱量を制御する。
【００４６】
サーキュレーションスイッチによりサーキュレーション運転が指令されると、除湿用送風機４を作動させる。
暖房運転と並行してサーキュレーション運転を実行すると、空調対象域Ｒから吸気された空気が除湿用吹出し口１１から上方に吹出されて域内空気が攪拌されるので、域内温度分布を小さくすることができる。
【００４７】
この空調装置では、空冷式熱交換部２３と水冷式熱交換部７の協働により、再生用空気から効率良く水分を凝縮させて分離することができるので、除湿能力を一層向上することができる。
又、冷却水を補給する手間が省けるので、使い勝手が一層良くなる。
【００４８】
〔本発明実施形態〕
以下、図２に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
本発明実施形態においては、除湿用ロータ２の回転方向において再生用空気通流域Ａｒよりも下手側で除湿対象空気通流域Ａｄよりも上手側の位置に、冷却部Ｃにて冷却された再生用空気の通流する冷却用空気通流域Ａｃを設け、除湿用ロータ２は、除湿対象空気通流域Ａｄ、再生用空気通流域Ａｒ及び冷却用空気通流域Ａｃに跨る状態で、モータ８によって回転軸芯Ｐ周りに回転駆動されるように設けてある。通流域形成部材９は、除湿用ロータ２の回転方向において、再生用空気通流域Ａｒよりも下流側で除湿対象空気通流域Ａｄよりも上流側に位置に、冷却用空気通流域Ａｃを区画形成するように構成してある。
【００４９】
除湿用ロータ２において、冷却用空気通流域Ａｃ内に位置する部分が、冷却部Ｃにて冷却された再生用空気の通流により除湿用ロータ２が冷却される冷却領域２ｃとなり、除湿用ロータ２の各部が、再生領域２ｒとなった後、冷却領域２ｃを経由して除湿領域２ｄに順次代わるように構成してある。
【００５０】
冷却用空気通流域Ａｃを通過し、且つ、上流端が、冷却部Ｃの冷却作用域よりも下流側で加熱用熱交換器３６の加熱作用域よりも上流側の部分で循環用流路１３に接続され、下流端が、加熱用熱交換器３６の加熱作用域よりも下流側で電気ヒータ３の加熱作用域よりも上流側の部分で循環用流路１３に接続されるバイパス路１３ｂを設けてある。循環用流路１３とバイパス路１３ｂとの上流側の接続部には、再生用空気がバイパス路１３ｂ側に流れる状態と、循環用流路１３側に流れる状態とに切り換える三方弁Ｖｔを設け、循環用流路１３及びバイパス路１３ｂ夫々には、循環用流路１３とバイパス路１３ｂとの下流側の接続部において、一方から他方の上流側への再生用空気の逆流を防止する逆止弁Ｖｄを設けてある。
循環用送風機５は、循環用流路１３において冷却部Ｃの冷却作用域よりも下流側で三方弁Ｖｔよりも上流側の位置に設けてある。
【００５１】
従って、循環用流路１３において、バイパス路１３ｂにて迂回される部分、即ち、三方弁Ｖｔの設置部分から加熱用熱交換器３６の加熱作用域を経由して電気ヒータ３の加熱作用域に至るまでの部分が暖房時用経路Ｌｗに相当し、三方弁Ｖｔの設置部分からバイパス路１３ｂ及び電気ヒータ３の加熱作用域を経由して再生用空気通流域Ａｒに至るまでの経路が余熱回収用経路Ｌｄに相当する。又、三方弁Ｖｔが、再生用空気が暖房時用経路Ｌｗを通流する状態（以下、暖房用流路状態と記載する場合がある）と余熱回収用経路Ｌｄを通流する状態（以下、余熱回収流路状態と記載する場合がある）とに切り換える切り換え手段として機能する。
【００５２】
又、操作部３０には、上記の参考実施形態において設けた各スイッチに加えて、図示は省略するが、除湿運転を単独で実行するときに、余熱回収運転を実行するか否かを切り換える余熱回収スイッチを設けてある。
制御部６は、三方弁Ｖｔの作動も制御する。
【００５３】
上記の点以外、即ち、暖房部Ｗ、冷却部Ｃ及び除湿用流路１２等は、上記の参考実施形態と同様に構成してあるので説明を省略する。
【００５４】
次に、除湿部Ｄの作用について説明する。
三方弁Ｖｔを前記暖房用流路状態に切り換えると、上記の参考実施形態と同様に作用する。
三方弁Ｖｔを前記余熱回収流路状態に切り換えると、再生用空気は、電気ヒータ３における加熱作用域、再生用空気通流域Ａｒ、冷却部Ｃにおける冷却作用域、冷却用空気通流域Ａｃを順に通る循環経路にて循環する。
従って、冷却部Ｃにて冷却されて水分が分離された再生用空気は、冷却用空気通流域Ａｃを通流して、そこで除湿用ロータ２から脱湿再生用の熱の余熱を吸熱してから、更に、電気ヒータ３にて加熱されて高温低湿状態となって再生用空気通流域Ａｒを通流し、そこで、除湿用ロータ２に対して吸湿作用する。
【００５５】
除湿用ロータ２において、除湿対象空気通流域Ａｄに位置して吸湿した部分が、再生用空気通流域Ａｒに移動すると、高温低湿の再生用空気の通過によって加熱されて、除湿用ロータ２に吸湿されていた水分が放出されて、除湿用ロータ２が脱湿再生される。
除湿用ロータ２において、再生用空気通流域Ａｒに位置して再生された部分は、昇温しているが、その部分は、次に冷却用空気通流域Ａｃに移動することにより、冷却部Ｃでの冷却により除湿並びに降温された低温低湿の再生用空気が通過するので、冷却される。
そして、除湿用ロータ２において再生並びに冷却された部分が、除湿対象空気通流域Ａｄへ移動して、そこで除湿対象空気に除湿作用することになる。
【００５６】
従って、除湿用ロータ２脱湿再生用の熱及び除湿対象空気中の水分の凝縮熱を冷却水に吸熱させること、除湿用ロータ２の再生領域２ｒとなった部分に与えられた再生用の熱を、その部分が除湿領域２ｄになる前の冷却領域２ｃのときに再生用空気に対して放熱させることの相乗効果により、空調対象域Ｒ内の昇温を効果的に抑制することができる。
【００５７】
制御部６の制御作動について説明する。
暖房運転が指令されると、参考実施形態と同様に制御する。
暖房運転の実行中に除湿運転が指令されたり、除湿運転の実行中に暖房運転が指令されたりして、除湿運転と暖房運転を並行して実行するときは、三方弁Ｖｔを前記暖房流路状態に切り換え、その他は参考実施形態と同様に制御する。
従って、ガスバーナ３２の生成熱を除湿用ロータ２の脱湿再生用の熱として利用して、除湿運転が実行される。
【００５８】
除湿運転を単独で実行するときに、操作部３０の余熱回収スイッチがオフのときは、三方弁Ｖｔを前記暖房流路状態に切り換え、余熱回収スイッチがオンのときは、三方弁Ｖｔを余熱回収流路状態に切り換え、その他は参考実施形態と同様に制御する。但し、余熱回収スイッチがオンのときは、電気ヒータ３は、再生用空気の温度が前記設定温度以上になるように予め設定した加熱量で加熱作動させる。
余熱回収スイッチがオフのときは、再生用空気は冷却用空気通流域Ａｃを通流しないため、冷却用空気通流域Ａｃでの除湿用ロータ２脱湿再生用の熱の余熱吸熱が実行されず、除湿用ロータ２脱湿再生用の熱の余熱が除湿空気によって空調対象域Ｒに放熱されるので、空調対象域Ｒが加温傾向になる。
余熱回収スイッチがオンのときは、再生用空気は冷却用空気通流域Ａｃを通流するため、冷却用空気通流域Ａｃにおいて除湿用ロータ２から脱湿再生用の熱の余熱が再生用空気により吸熱されるので、空調対象域Ｒへの除湿用ロータ２再生用の熱の放熱が抑制される。
従って、除湿運転を単独で行う場合、使用者は、余熱回収を実行して空調対象域Ｒの温度上昇を抑制するのか、あるいは、余熱回収を実行せずに空調対象域Ｒを加温傾向にするのかを適宜選択することができるので、一層快適な空調を実行することができる。
【００５９】
〔別実施形態〕
次に別実施形態を説明する。
（イ） 暖房熱源利用加熱部の具体構成は、上記の各実施形態において例示した加熱用熱交換器３６に限定されるものではない。例えば、ガスバーナ３２の燃焼ガスの一部を再生用空気に混合させて再生用空気を加熱する構成でも良い。
予備加熱部の具体構成は、上記の実施形態において例示した電気ヒータ３に限定されるものではない。例えば、ガスバーナでも良い。
【００６０】
（ロ） 上記の参考実施形態において、暖房運転の単独運転が指令されたときは、除湿用送風機４も作動させる制御構成として、暖房運転を指令すると自動的にサーキュレーション運転が実行されるようにしても良い。
【００６１】
（ハ） 上記の参考実施形態において、予備加熱部としての電気ヒータ３を省略することができるが、電気ヒータ３を設置する方が、暖房シーズン以外の時期でも除湿が行えるので好ましい。
【００６２】
（ニ） 循環用流路１３に対するバイパス路１３ｂの下流端の接続箇所は、上記の本発明実施形態においては、加熱用熱交換器３６の加熱作用域よりも下流側で電気ヒータ３の加熱作用域よりも上流側の部分としたが、これに代えて、加熱用熱交換器３６の加熱作用域よりも上流側の部分にしても良い。
【００６３】
（ホ） 吸湿体２を、その一部が除湿対象空気の通流する除湿領域２ｄとなり、他部が再生用気体の通流する再生領域２ｒとなり、且つ、各部が除湿領域２ｄと再生領域２ｒとに順次代わるように設けるための具体構成は、上記の実施形態において例示した構成に限定されるものではない。
例えば、吸湿体２を固定して設けるとともに、吸湿体２を２つ以上の領域に区分する。そして、除湿対象空気が通流する領域と再生用加熱部Ｈｄにて加熱された再生用空気が通流する領域が同時に存在する状態で、ダンパ等により、各領域について、除湿対象空気と再生用加熱部Ｈｄにて加熱された再生用空気とを順次通流させるように切り換える。つまり、除湿対象空気が通流する領域が除湿領域２ｄとなり、再生用加熱部Ｈｄにて加熱された再生用空気が通流する領域が再生領域２ｒとなる。
【００６４】
又、冷却領域２ｃを設ける場合は、吸湿体２を３つ以上の領域に区分する。そして、再生用加熱部Ｈｄにて加熱された再生用空気が通流する領域と、冷却部Ｃにて冷却された再生用空気が通流する領域と、除湿対象空気が通流する領域とが同時に存在する状態で、ダンパ等により、各領域について、再生用加熱部Ｈｄにて加熱された再生用空気、冷却部Ｃにて冷却された再生用空気、除湿対象空気を記載順に順次通流させるよう切り換える。つまり、再生用加熱部Ｈｄにて加熱された再生用空気が通流する領域が再生領域２ｒとなり、冷却部Ｃにて冷却された再生用空気が通流する領域が冷却領域２ｃとなり、除湿対象空気が通流する領域が除湿領域２ｄとなる。
【００６５】
（ヘ） 上記の各実施形態において、凝縮水を水冷式熱交換部７に冷却水として供給する構成を設ける場合について例示したが、これに代えて、凝縮水は排水するようにして、別途、冷却水を水冷式熱交換部７に供給する構成を設けてもよい。
又、排水タンク１９を省略して、冷却水排出路１５を通じて直接排水しても良い。
【００６６】
（ト） 上記の参考実施形態において、水冷式熱交換部７を省略して、冷却部Ｃを、再生用空気を除湿対象空気通流域Ａｄに通流させる除湿対象空気と熱交換させて冷却する空冷式熱交換部２３のみで構成しても良い。
又、上記の本発明実施形態において、空冷式熱交換部２３を省略して、冷却部Ｃを水冷式熱交換部７のみにて構成しても良い。
【００６７】
（チ） 上記の各実施形態においては、空冷式熱交換部２３及び水冷式熱交換部７を、空冷式熱交換部２３が水冷式熱交換部７よりも上流側に位置する状態で循環用流路１３に設ける場合について例示したが、図４に示すように、水冷式熱交換部７が空冷式熱交換部２３よりも上流側に位置する状態で循環用流路１３に設けてもよい。この場合は、上流側に位置する水冷式熱交換部７で先に、再生用空気を冷却するので、上記の各実施形態に比べて、除湿用ロータ２再生用の熱、及び、除湿体対象空気中の水分の凝縮熱が除湿対象空気に放熱されるのを抑制することができる。従って、空調対象域Ｒの昇温を一層抑制することができる。
【００６８】
水冷式熱交換部７は、貯水室５１と、その貯水室５を上下方向に貫通する状態で設けた複数の空気通流管５２にて構成してある。
空冷式熱交換部２３は、除湿対象空気を通流させる除湿対象空気通流室５３と、その除湿対象空気通流室５３を上下方向に貫通する状態で設けた複数の上流側空気通流管５４と、その除湿対象空気通流室５３を上下方向に貫通する状態で設けた複数の下流側空気通流管５５にて構成してある。
【００６９】
水冷式熱交換部７の空気通流管５２の上端開口に連通する空気供給室５６、水冷式熱交換部７の空気通流管５２の下端開口と空冷式熱交換部２３の上流側空気通流管５４の下端開口とを連通すると共に凝縮水を貯留する凝縮水貯留室５７、上流側空気通流管５４の上端開口と下流側空気通流管５５の上端開口とを連通する連通室５８、下流側空気通流管５５の下端開口に連通すると共に、凝縮水貯留室５７の上方に位置して、底部に凝縮水貯留室５７に連通する連通開口５９ａを備えた空気排出室５９を設けてある。
図４中の５０は、空気排出室５９の連通開口５９ａを開閉するフロートであり、このフロート５０は、空気排出室５９の凝縮水の貯留量が所定量以下のときは、連通開口５９ａを閉じ、所定量を越えると浮いて連通開口５９ａを開くようになっていて、再生用空気が凝縮水貯留室５７に流入するのを防止しながら、空気排出室５９の凝縮水を凝縮水貯留室５７へ移すように構成してある。
【００７０】
そして、循環用流路１３の上流側を空気供給室５６に接続し、循環用流路１３の下流側を空気排出室５９に接続して、再生用空気が、空気供給室５６、水冷式熱交換部７の空気通流管５２、凝縮水貯留室５７、空冷式熱交換部２３の上流側空気通流管５４、連通室５８、下流側空気通流管５５、空気排出室５９を順に通流するように構成してある。
又、除湿用流路１２における除湿対象空気通流域Ａｄよりも上流側部分の途中に、除湿用空気通流室５３を接続して、除湿用流路１２を通流する除湿対象空気が除湿用空気通流室５３を通流してから、除湿対象空気通流域Ａｄに供給されるようにしてある。
【００７１】
凝縮水貯留室５７の下部と貯水室５１の下部とを凝縮水供給路２５にて接続し、凝縮水貯留室５７に貯留されている凝縮水を冷却水として水冷式熱交換部７に供給すべく、その凝縮水供給路２５に凝縮水ポンプ２４を設けてある。
冷却水排出路１５は、貯水室５１内の冷却水としての凝縮水をオーバーフロー状態で排出すべく、貯水室５１の上部に接続してある。
又、凝縮水貯留室５７に貯留される凝縮水の水位が設定水位になったことを検出する水位センサ２６を設けてある。
【００７２】
（リ） 暖房用加熱手段Ｈｗの具体構成としては、上記の各実施形態において例示したガスバーナ３２を備える構成に限定されるものではなく、灯油バーナなどの液体燃料バーナや、電気ヒータを備える構成でも良い。暖房熱源利用加熱部は、暖房用加熱手段Ｈｗの具体構成に応じて、その暖房用加熱手段Ｈｗの生成熱を熱源とするように構成することができる。
【００７３】
（ヌ） 吸湿体の具体構成は、上記の実施形態において例示した構成に限定されるものではない。
例えば、通気可能な多孔状体を基材として、その多孔状体に吸湿剤を保持させる構成でも良い。
あるいは、吸湿剤そのものを、通気可能な多孔状に成形する構成としても良い。
吸湿剤は、空気中の水分を吸着するシリカゲル、活性アルミナ、合成ゼオライト、活性炭等の吸着剤、あるいは、空気中の水分を吸収する塩化リチウムや塩化カルシウム等の吸収剤を初め、吸湿性を有し、且つ、再生用気体による脱湿再生が可能なものであれば種々のものを採用することができる。
【００７４】
（ル） 再生用気体としては、空気以外のものを使用しても良い。又、液状冷却媒体としては、水以外のものを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考実施形態にかかる空調装置の全体構成を示すブロック図
【図２】 本発明実施形態にかかる空調装置の全体構成を示すブロック図
【図３】 空調装置の外観図
【図４】 別実施形態にかかる冷却部の構成を示す縦断面図
【図５】 従来の除湿装置の全体構成を示すブロック図
【符号の説明】
２ 吸湿体
２ｃ 冷却領域
２ｄ 除湿領域
２ｒ 再生領域
３ 予備加熱部
４ 除湿用送風手段
５ 循環用送風手段
３２ バーナ
３５ 暖房用送風手段
３６ 暖房熱源利用加熱部
３６ｂ 熱伝導部
Ｃ 冷却手段
Ｄ 除湿部
Ｌ 循環経路
Ｌｄ 余熱回収用経路
Ｌｗ 暖房時用経路
Ｈｄ 再生用加熱手段
Ｈｗ 暖房用加熱手段
Ｒ 空調対象域
Ｖｔ 切り換え手段
Ｗ 暖房部

Claims (3)

1. 暖房用加熱手段により空調対象域を暖房する暖房部と、空調対象域を除湿する除湿部とが設けられ、
   前記除湿部に、通気可能に構成された吸湿体が、その一部が除湿対象空気の通流する除湿領域となり、他部が再生用気体の通流する再生領域となり、且つ、各部が前記除湿領域と前記再生領域とに順次代わるように設けられ、並びに、
   空調対象域から除湿対象空気を吸気して、前記吸湿体の除湿領域を通過させた後に空調対象域に送気する除湿用送風手段と、
   前記再生用気体を加熱する再生用加熱手段の加熱作用域、前記再生領域、前記再生用気体を冷却してその再生用気体に含まれる水分を凝縮させて分離する冷却手段の冷却作用域の順に通る循環経路で、前記再生用気体を循環させる循環用送風手段とが設けられ、
   前記再生用加熱手段が、前記暖房用加熱手段の生成熱を熱源とする暖房熱源利用加熱部を備えて構成され、
   前記再生用加熱手段が、前記暖房熱源利用加熱部とは別に、予備加熱部を備えて構成され、
   前記吸湿体の各部が、前記再生領域となった後、前記冷却手段にて冷却された再生用気体の通流する冷却領域を経由して、前記除湿領域に順次代わるように設けられ、
   前記冷却手段が、再生用気体を液状冷却媒体と熱交換させて冷却するように構成され、
   前記循環経路における前記冷却手段の冷却作用域から前記再生領域に至る部分が、前記暖房熱源利用加熱部及び前記予備用加熱部のうちの少なくとも前記暖房熱源利用加熱部の加熱作用域を通る暖房時用経路と、前記吸湿体の冷却領域、前記暖房熱源利用加熱部及び前記予備加熱部のうちの少なくとも前記予備加熱部の加熱作用域を順に通る余熱回収用経路とに分岐され、
   前記再生用気体が前記暖房時用経路を通流する状態と、前記余熱回収用経路を通流する状態とに切り換える切り換え手段が設けられている空調装置。
2. 前記暖房用加熱手段が、燃料を燃焼させるバーナと、そのバーナの燃焼ガスを空調対象域に供給する暖房用送風手段を備えて構成されている請求項１記載の空調装置。
3. 前記暖房熱源利用加熱部が、前記バーナの生成熱を伝導する熱伝導部を備えて、その熱伝導部の伝導熱を前記再生用気体に放熱するように構成されている請求項２記載の空調装置。

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