JP4844821B2 - 空調システム及び空調システムの加湿能力増強方法 - Google Patents

Description

外気導入ダクトから導入される外気と室排気ダクトを介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器と、前記全熱交換器で熱交換された後の外気に水滴の滴下によって加湿する滴下式加湿器と、前記滴下式加湿器に給水する給水管及び給水弁とからなる全熱交換式給排気換気装置において、導入される外気が寒冷で相対湿度が高く、前記滴下式加湿器では空調に適した室内湿度が得られれない場合に、前記全熱型給排気換気装置の加湿能力を強化できる空調システム及び空調システムの加湿能力増強方法に関する。

外気導入ダクト５から導入される外気と室排気ダクト８を介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器２と、前記全熱交換器２で熱交換された後の外気に、水滴の滴下によって加湿する滴下式加湿器３と、前記滴下式加湿器３に給水する給水管１５及び給水弁１６を備えた全熱交換式給排気換気装置１（図５参照）では、全熱交換器２での室排気と外気との全熱交換による熱回収効率を７０％と見込み、外気が寒冷で乾燥する冬季でも室内の相対湿度を４０〜７０％に保つことができるとされている。
しかし、室排気と外気との温度差が大きい場合に室排気と外気とを全熱交換器２に一度通しただけでは室排気の持つ顕熱及び潜熱を導入外気が十分に回収できず、したがって、全熱交換器２で熱交換された後の外気の温度が低く相対湿度が高いまま滴下式加湿器３に導入されるので、滴下式加湿器３において必要量の水滴を蒸発させる温度までには至らず、室内の相対湿度が４０％に達しないことも多く、これを解消するために別途室内を加湿する加湿器を設置する必要があった。
そこで、特開２００２−２０６７７８号公報では、図６にその構造の概略を示すように、空気調和装置２１内の全熱交換器２よりも送風方向上流の排気路２４と全熱交換器２と滴下式加湿器３との間の給気路２５とを連通させるバイパス開口２３と、該バイパス開口２３を開閉するダンパー２２を備え、冬季に寒冷で乾燥した外気を導入することによって不足する加湿量を補わなくてはならない場合に、前記バイパス開口２３を閉じていたダンパー２２を開いてバイパス開口２３から、全熱交換器２を通過する前の温かい室内からの室排気の一部を全熱交換器２と滴下式加湿器３の間の給気路２５に導き、滴下式加湿器３に流す空気の温度を高め、相対湿度を低下させることによって滴下式加湿器３の加湿能力を高める空気調和装置２１が開示されている。
特開２００２−２０６７７８号公報

しかし、上記特開２００２−２０６７７８号公報で開示の空気調和装置２１は、空気調和装置２１内の全熱交換器２よりも送風方向上流の排気路２４を全熱交換器２と滴下式加湿器３との間の給気路２５に連通させるバイパス開口２３と、該バイパス開口２３を開閉するダンパー２２を備えた前記空気調和装置２１を特製する必要があり、既設の全熱交換式給排気換気装置１を前記空気調和装置２１のような構造と方法を用いて加湿能力を増強しようとすると、全熱交換式給排気換気装置１を上記発明の空気調和装置２１に交換しなければならず、高額な費用が必要となる。
さらに、室排気の一部が前記空気調和装置２１内のバイパス開口２３を介して熱交換された外気に直接混合されるので、室排気にタバコの煙や塵などが含まれている場合には、その臭いや塵が給気ダクトから室内に供給される給気に残るという問題もある。
本発明は、既設の全熱交換式給排気換気装置１の加湿能力の強化を、ダンパーを備えた二本のダクトを追加設置することによって実現し、かつ室排気に含まれる臭気や塵をも確実に除去して再給気できる空調システム及び空調システムの加湿増強方法を提供するものである。

本発明者は、鋭意研究の結果、上記課題を下記の手段で解決した。
（１）外気導入ダクトから導入される外気と室排気ダクトを介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器と、前記全熱交換器で熱交換された後の外気路に配設され、水滴の滴下によって室へ給気する外気に加湿する滴下式加湿器と、前記滴下式加湿器に給水する給水管及び給水弁とからなる全熱交換式給排気換気装置を備え、該全熱交換式給排気換気装置で熱交換され加湿された外気を給気ダクトを介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置から排出された熱交換後の室排気を排気ダクトを介して戸外に排出する空調システムにおいて、
前記給気ダクトから分岐して前記外気導入ダクトに接合され、全熱交換式給排気換気装置から室内に供給される加湿後の外気の一部を給気ダクトから外気導入ダクトに帰還させる給気帰還ダクトと、
前記排気ダクトから分岐して前記全熱交換式給排気換気装置から排出される熱交換後の室排気の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクトと、
前記給気帰還ダクト及び再給気ダクトのそれぞれに配設されたダクト開閉用のダンパーとを備え、
前記ダンパーの開閉操作による全熱交換式給排気換気装置から室内に供給される外気の一部及び全熱交換式給排気換気装置から排出される室排気の一部の経路変更によって、寒冷でかつ乾燥した時期における前記全熱交換式給排気換気装置の室へ給気する外気への加湿能力の強化が図られるようにしてなることを特徴とする空調システム。

（２）外気導入ダクトから導入される外気と室排気ダクトを介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器と、前記全熱交換器で熱交換された後の外気路に配設され、水滴の滴下によって室へ給気する外気に加湿する滴下式加湿器と、前記滴下式加湿器に給水する給水管及び給水弁とからなる全熱交換式給排気換気装置を備え、該全熱交換式給排気換気装置で熱交換され加湿された外気を給気ダクトを介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置から排出される熱交換後の室排気を排気ダクトを介して戸外に排出する空調システムにおいて、
前記給気ダクトから分岐して前記外気導入ダクトに接合され、全熱交換式給排気換気装置から室内に供給される加湿後の外気の一部を給気ダクトから外気導入ダクトに帰還させる給気帰還ダクトと、
前記排気ダクトから分岐して前記全熱交換式給排気換気装置から排出される熱交換後の室排気の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクトと、
前記給気帰還ダクト及び再給気ダクトのそれぞれに配設されたダクト開閉用のダンパーと
室内に配置され室内の湿度を計測・監視する湿度センサーと、
該湿度センサーの計測値があらかじめ設定された湿度を超え、又は不足したことを検知したとき、前記ダンパーの開閉を制御する制御手段とを備えてなることを特徴とする空調システム。

（３）前記制御手段が、湿度センサーの計測値があらかじめ設定された湿度以下の場合には、給気帰還ダクト及び再給気ダクトに配設されたダンパーに「開放」の制御信号を、湿度センサーの計測値があらかじめ設定された湿度を超えた場合には、前記ダンパーに「閉止」の制御信号を信号回線を介して伝送し、前記ダンパーの開閉を制御するものであることを特徴とする前項（２）に記載の空調システム。

（４）外気導入ダクトから導入される外気と室排気ダクトを介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器と、前記全熱交換器で熱交換された後の外気路に配設され、水滴の滴下によって室へ給気する外気を加湿する滴下式加湿器と、前記滴下式加湿器に給水する給水管及び給水弁とからなる全熱交換式給排気換気装置を備え、該全熱交換式給排気換気装置で熱交換され加湿された外気を給気ダクトを介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置から排出される熱交換後の室排気を排気ダクトを介して戸外に排出する空調システムにおいて、
全熱交換式給排気換気装置から室内に供給される加湿後の外気の一部を給気ダクトから外気導入ダクトに帰還する給気帰還ダクトと、
全熱交換式給排気換気装置から排出する熱交換後の室排気の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクトと、
前記給気帰還ダクト及び再給気ダクトのそれぞれにダクト開閉用のダンパーとを備えて構成し、
該空調システムを以下のとおり操作して、
すなわち、外気が寒冷でかつ乾燥しているため前記滴下式加湿器に導入される全熱交換後の導入外気の温度では室内の空調に適した湿度が得られない場合に、前記給気帰還ダクトに配設されたダンパーを開いて全熱交換式給排気換気装置から室内に供給される熱交換によって暖められた外気の一部を、前記給気帰還ダクトを介して外気導入ダクトに帰還して導入外気と混合して再度全熱交換器によって加温して前記滴下式加湿器に供給して滴下式加湿器での水滴蒸発量を増加させるとともに、前記再給気ダクトに配設されたダンパーを開いて帰還ダクトを介して外気導入ダクトに帰還されることによって不足する室内への給気量を室排気によって補うようにしたことを特徴とする空調システムの加湿能力増強方法。

（５）外気導入ダクトから導入される外気と室排気ダクトを介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器と、前記全熱交換器で熱交換された後の外気路に配設され、水滴の滴下によって室へ給気する外気を加湿する滴下式加湿器と、前記滴下式加湿器に給水する給水管及び給水弁とからなる全熱交換式給排気換気装置を備え、該全熱交換式給排気換気装置で熱交換され加湿された外気を給気ダクトを介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置から排出される熱交換後の室排気を排気ダクトを介して戸外に排出する空調システムにおいて、
前記給気ダクトから分岐して外気導入ダクトに接合され、前記全熱交換式給排気換気装置から室内に供給される加湿後の外気の一部を、給気ダクトから前記外気導入ダクトに帰還させる給気帰還ダクトと、
前記排気ダクトから分岐して前記全熱交換式給排気換気装置から排出される室排気の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクトと、
前記給気帰還ダクト及び再給気ダクトのそれぞれに配設されたダクト開閉用のダンパーと
室内に配置され室内の湿度を計測・監視する湿度センサーと、
該湿度センサーの計測値があらかじめ設定された湿度を超え、又は不足したことを検知したとき、前記ダンパーの開閉を制御する制御手段とを備えて構成し、
該空調システムを以下のとおり操作して、
すなわち、外気が寒冷でかつ乾燥しているため前記滴下式加湿器に導入される全熱交換後の導入外気の温度では室内の空調に適した湿度が得らず前記湿度センサーの測定値があらかじめ設定された室内湿度値以下の場合に、前記制御手段によって給気帰還ダクトに配設されたダンパーを開いて全熱交換式給排気換気装置から室内に供給される熱交換によって暖められた外気の一部を、前記給気帰還ダクトを介して外気導入ダクトに帰還して導入外気と混合し再度全熱交換器によって加温して前記滴下式加湿器に供給して滴下式加湿器での水滴蒸発量を増加させるとともに、前記再給気ダクトに配設されたダンパーを開いて帰還ダクトを介して外気導入ダクトに帰還されることによって不足する室内への給気量を室排気によって補い、
前記湿度センサーの測定値があらかじめ設定した室内湿度値を超えた場合には前記制御手段によって前記２つのダンパーを閉じて、全熱交換式給排気換気装置から室内に供給される外気の一部の外気導入ダクトへの帰還と室排気の室内への再給気を中止して過剰な湿度上昇を防止するようにしたことを特徴とする空調システムの加湿能力増強方法。

本発明の空調システム及び空調システムの加湿能力増強方法によって次のような効果が発揮される。
（ア）外気と室排気を全熱交換器に一回だけ通過させて熱交換する従来の全熱交換式給排気換気装置と異なり、冬季など外気温が低く相対湿度が高い場合に全熱交換式給排気換気装置から室内に供給される暖かな外気の一部を給気帰還ダクトを介して外気導入ダクトに帰還して導入外気と混合し、外気そのものよりも温度が高く相対湿度の低い混合気を全熱交換器に通すことを繰り返して行うので、滴下式加湿器に導入される全熱交換器出口の空気の温度は１回だけ全熱交換器を通した外気の場合より高まり、かつ相対湿度も低下するので、滴下式加湿器で滴下する水滴を多量に蒸発させ空気自身を加湿することが可能となり、外気が寒冷で乾燥する冬季でも室内の相対湿度を適正な値に保持した快適な空調環境を実現できる。

（イ）前記（ア）の効果に加えて、請求項２の発明では、室内に配設した湿度センサーの計測値があらかじめ設定された室内湿度値を超えているか否かによって、制御手段が給気帰還ダクト及び再給気ダクトに配設されたダンパーの開閉を自動制御するので、室内の湿度が不足したり過剰になったりすることがなく、快適な空調環境が保持できるほか、過加湿によって引き起こされる、窓ガラスに見られる結露の発生も防止できる。

（ウ）給気の外気導入ダクトへの一部帰還、及び全熱交換式給排気換気装置で熱交換された後の室排気（以下排気と記す）の一部の室内への再給気が、それぞれ給気帰還ダクト、再給気ダクトといずれもダンパーを備えたダクトを介して行われるので、導入外気と給気との混合風量比、及び排気と再給気との分離風量比を一定に保ちやすく、また風量比の調整もダンパーの開口面積を制御するなどで容易に行えるので、居住者にとってより快適な空調環境が提供できる。

（エ）また、本発明の空調システムでは導入外気と室排気の経路が完全に分離されているので、室排気に含まれたタバコの臭いや細かな塵が給気ダクトを介して室内に供給される給気に混入することはあり得ず、また冬季など外気が寒冷で、全熱交換式給排気換気装置の加湿能力を強化する操作をしたときに再給気ダクトから室内に送り込まれる全熱交換後の室排気に含まれる臭気や塵も、例えば再給気ダクトに除塵・脱臭フィルターを備えるなどによって完全に除去でき、かつ室排気すべてから脱臭・除塵するのに比べてその処理量も使用時間も少ないので、容易かつ経済的に快適な空調環境を提供できる。

（オ）従来の全熱交換式給排気換気装置を用いた空調システムに、給気ダクトから分岐して外気導入ダクトに接合する給気帰還ダクトと、排気ダクトから分岐して室内に排気の一部を再給気する再給気ダクトとを追加配設し、かつ給気帰還ダクトと再給気ダクトそれぞれにダンパーとを備えるだけで、容易に全熱交換式給排気換気装置の加湿能力の増強が図れるので、既設空調システムでも全熱交換式給排気換気装置の交換を行うことなく、簡便・容易かつ経済的に加湿能力の優れた全熱交換式給排気換気装置を備えた空調システムに改修できる。

本発明の空調システム及び空調システムの加湿能力増強方法について、実施例の図に基づいて説明する。
図１は本発明の請求項１に記載の空調システムの構成図、図２は本発明請求項２に記載の空調システムの構成図、図３は室内の湿度が設定値より不足した場合の本空調システムの作用説明図、図４は室内の湿度が設定値を超えた場合の本空調のシステムの作用説明図である。
図において１は全熱交換式給排気換気装置、２は全熱交換器、３は滴下式加湿器、４、４’は送風機、５は外気導入ダクト、６は給気ダクト、７は給気帰還ダクト、８は室排気ダクト、９は排気ダクト、１０は再給気ダクト、１１は制御手段、１２、１２’はダンパー、１３は湿度センサー、１４は信号回線、１５は給水管、１６は給水弁を示す。

本発明の空調システムの第１の実施例は、図１に示すように、外気導入ダクト５から導入される外気と室排気ダクト８を介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器２と、前記全熱交換器２で熱交換された後の外気路に配設された滴下式加湿器３と、前記滴下式加湿器３に給水する給水管１５及び給水弁１６とからなる全熱交換式給排気換気装置１を備え、該全熱交換式給排気換気装置１で熱交換され加湿された外気を給気ダクト６を介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置１から排出される熱交換後の室排気を排気ダクト９を介して戸外に排出する空調システムにおいて、
給気ダクト６から分岐して外気導入ダクト５に接合され、全熱交換式給排気換気装置１で全熱交換され加湿されて室内に供給される外気（給気）の一部を、給気ダクト６から前記外気導入ダクト５に帰還させる給気帰還ダクト７と、
排気ダクト９から分岐して前記全熱交換式給排気換気装置１から排出された室排気（排気）の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクト１０と、
前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０のそれぞれに配設されたダクト開閉用のダンパー１２、１２’とで構成されている。

そして、外気導入ダクト５から導入する外気が寒冷で乾燥しているため、前記滴下式加湿器３に導入される全熱交換後の導入外気の温度では室内の空調に必要な所定の湿度が得られない場合に、あるいはそうなると予想される場合に、前記給気帰還ダクト７に配設されたダンパー１２を開いて全熱交換式給排気換気装置１から室内に供給される熱交換によって暖められた外気の一部を、給気ダクト６から分岐した給気帰還ダクト７を介して外気導入ダクト５に帰還して導入外気と混合し、再度全熱交換器２を通して加温して前記滴下式加湿器３に供給して滴下式加湿器３での水滴蒸発量を増加させるという方法で、室内の湿度を空調に適した値以上に保持できるようにしている。

外気導入ダクト５に取り込まれた新鮮な外気は、全熱交換式給排気換気装置１の全熱交換器２に導かれ、ここで室内から室排気ダクト８を介して導かれた室排気との間で熱交換が行われる。前記全熱交換器２では、外気と室排気間の温度差による顕熱の交換と、空気中の水蒸気（湿気）が液化する際に生じる潜熱の交換も行われる。そして全熱交換器２で熱交換された外気は、冬季には滴下する水滴によって加湿する滴下式加湿器３を通過することによって加湿され、適切な温度と湿度の外気（給気）として室内に供給される。しかし、外気が寒冷な場合には、全熱交換器２における一回だけの熱交換では前記滴下式加湿において多量の水滴を蒸発させられるまでの温度上昇が期待できず、ひいては加湿器３に相対湿度の高いままの外気が導入されることとなり、なおさらのこと多量の水滴を蒸発さるに至らず、快適な空調環境としての設定湿度を確保することが難しい。

そこで本実施例の空調システムでは、外気導入ダクト５から導入する外気が寒冷で相対湿度が高く、滴下式加湿器３において滴下する水滴を少量しか蒸発することができず、室内の湿度が適正値以下になる場合、あるいはそうなると予想される場合には、図３に示すように、前記給気帰還ダクト７に配設されたダンパー１２を開放して全熱交換式給排気換気装置１で全熱交換され加湿されて室内に供給される外気（給気）の一部を給気ダクト６から分岐した給気帰還ダクト７を介して外気導入ダクト５に帰還して導入外気と混合し、全熱交換式給排気換気装置１に導入される外気の温度を高めて相対湿度を下げ、また滴下式加湿器３への給水弁１６を開いて給水管１５から滴下式加湿器３に給水し、滴下式加湿器３における水滴の蒸発を促進させることによって、室内の湿度を適正値以上に保持できるようにしている。
そして、給気の一部を外気導入ダクト５に帰還させることによって減少する室内への給気供給量を補うため、排気ダクト９から分岐された再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２’を開放して、全熱交換式給排気換気装置１から排出された熱交換後の室排気（排気）の一部を室内へ再給気する。

また、導入する外気が冬季としては温暖で、相対湿度が低い場合には、図４に示すように、給気帰還ダクト７、及び再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２、１２’を閉鎖して従来の全熱交換式給排気換気装置１を使用した空調システムと同様に、導入外気と室排気とを全熱交換器２を一回通過させるだけの熱交換を行った後、熱交換された外気を滴下式加湿器３に導入する。この際熱交換後の外気が空調に適した室内湿度に達している場合には給水弁１６を閉じて滴下式加湿器の作用を停止し、空調に適した室内湿度に達していないときには給水弁１６を開いて滴下式加湿器を作動させて水滴を蒸発させ空調に適した湿度まで上昇させる。
なお、この実施例１の空調設備においては、前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２、１２’の開閉と給水弁１６の開閉は、人手によって行われるので全熱交換式給排気換気装置１に導入される外気が温暖である場合、あるいは前記全熱交換式給排気換気装置１の作動によって温暖になってきた場合には、滴下式加湿器３における水滴の蒸発が一層促進されるので、過剰加湿にならないよう注意を払う必要がある。

本実施例の空調システムは、上記のように全熱交換式給排気換気装置１には何ら手を加えることなく、給気帰還ダクト７、再給気ダクト１０、及び前記給気帰還ダクト７と再給気ダクト１０９にダンパー１２、１２’配設することによって全熱交換式給排気換気装置１を用いた空調システムの加湿能力を増強できるので、既設の全熱交換式給排気換気装置１を用いた空調システムでも、全熱交換式給排気換気装置１の改修、取り替えを行うことなく容易かつ経済的に加湿能力の増強が図れる。

本発明空調システムの第２の実施例は、図２に示すように、外気導入ダクト５から導入される外気と室排気ダクト８を介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器２と、前記全熱交換器２で熱交換された後の外気路に配設された滴下式加湿器３と、前記滴下式加湿器３に給水する給水管１５及び給水弁１６とからなる全熱交換式給排気換気装置１を備え、該全熱交換式給排気換気装置１で熱交換され加湿された外気を給気ダクトを介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置１から排出される熱交換後の室排気を排気ダクト９を介して戸外に排出する空調システムにおいて、
給気ダクト６から分岐して外気導入ダクト５に接合され、全熱交換式給排気換気装置１で全熱交換され加湿されて室内に供給される外気の一部を、給気ダクト６から前記外気導入ダクト５に帰還させる給気帰還ダクト７と、
排気ダクト９から分岐して前記全熱交換式給排気換気装置１から排出された室排気の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクト１０と、
前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０のそれぞれに配設されたダクト開閉用のダンパー１２、１２’と
室内に配置され室内の湿度を計測・監視する湿度センサー１３と、
該湿度センサー１３の計測値があらかじめ設定された湿度を超え、又は不足したことを検知したとき前記ダンパー１２、１２’の開閉、及び滴下式加湿器３に給水する給水弁１６の開閉を制御する制御手段１１とで構成されている。

そして外気導入ダクト５から導入する外気が寒冷で相対湿度が高く、滴下式加湿器３において滴下する水滴を少量しか蒸発することができず、室内に設置された湿度センサー１３の測定値があらかじめ設定された値以下になった場合に、前記制御手段１１によって給気帰還ダクト７に配設されたダンパー１２を開放し、全熱交換式給排気換気装置１で全熱交換され加湿されて室内に供給される外気の一部を給気ダクト６から分岐した給気帰還ダクト７を介して外気導入ダクト５に帰還させて導入外気と混合し、全熱交換式給排気換気装置１に導入される外気の温度を高めて相対湿度を下げ、滴下式加湿器３における水滴の蒸発を促進させることによって、室内の湿度を上昇させ、室内の湿度があらかじめ設定した値を超えた場合には前記ダンパー１２を閉じて、全熱交換式給排気換気装置１で全熱交換され加湿されて室内に供給される外気の外気導入ダクト５への帰還を中止するとともに給水弁１６を閉じて滴下式加湿器３への給水を中止して、過剰な湿度上昇を防止可能にしている。

すなわち、実施例２の空調システムでは、室内に配置され室内の湿度を計測・監視する湿度センサー１３があらかじめ設定された湿度値以下になったことを検知すると、制御手段１１が、前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２、１２’に信号回線１４を介して、「開」を指示する電気信号を発信し、前記給気帰還ダクト７に配設されたダンパー１２を開き給気の一部を給気帰還ダクト７を介して外気導入ダクト５に帰還して外気と混合させ、かつ再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２’をも開き、外気導入ダクト５に帰還された給気量に相当する量の排気を再給気ダクト１０を介して室内へ再給気する。

そして前記湿度センサー１３の計測値があらかじめ設定された湿度値を超えたことを検知したとき制御手段１１が前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２、１２’に信号回線１４を介して「閉」を指示するの電気信号を発信して、前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２と、１２’を閉じ、全熱交換器２における導入外気と室排気との熱交換を従来の前記全熱交換式給排気装置１と同様一回とするとともに滴下式加湿器３の加湿機能を停止して、室内の湿度を設定値に保持する。

本実施例の空調システムでは、室内に配置された湿度センサー１３があらかじめ設定された湿度値を閾値として計測・監視し、その閾値を超え又は不足したときに制御手段１１が発する電気信号によって前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２、１２’の開閉を自動的に制御するので、室内が湿度不足や過剰加湿になることがなく、快適な空調環境を安定的に保持できる。

なお、発明の詳細な説明においては、本発明の課題が冬季において寒冷で相対湿度値の高い外気を空調に必要な換気として取り入れる場合の、全熱交換式給排気換気装置１の加湿能力の増強にあることから、本滴下式加湿器３は開かれた給水弁１６と給水管１５を通して上水などの水源から給水されて可動状態にあることを前提として説明した。しかし、夏季における温暖で想定湿度の低い外気を空調に必要な外気として取り入れる場合には加湿器３の運転の必要がなく給水弁１６は閉じられる。この夏季と冬季の切り替え時における給水弁１６の開閉操作は手動で行われるが、給水弁１６は天井内に設置されていることが多く、手間のかかるものとなっていた。
この手動による給水弁１６の開閉操作を、前記給水弁１６を自動できる２位置弁とするとともに、制御手段１１が湿度指示調節計ＨＩＣを備え、該湿度指示調節計ＨＩＣに備わった２つのリレーの接点出力によって、給水弁１６の開閉と給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２、１２’を個別に制御して自動化することもできる。この際、給水弁を開放する第１設定湿度値と閉止する第３設定湿度値、及び前記ダンパー１２、１２’を開放する第２設定湿度値と閉止する第４設定湿度値をあらかじめ該湿度指示調節計ＨＩＣに入力しておく必要がある。
すなわち、湿度センサー１３の計測値が、湿度指示調節計ＨＩＣの第１設定湿度値を下回っている場合、湿度指示調節計ＨＩＣは、前記滴下式加湿器３に給水する給水弁１６を開放するように第１リレーの接点出力を切り替える第１制御信号を変化させて滴下式加湿器３に給水して作動させ、
その後一定時間を経過してもなお湿度の上昇が見られず、湿度指示調節計ＨＩＣの第２設定湿度値よりも低い場合には、第１制御信号によって給水弁１６が開放状態にあることに加えて前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２、１２’を開放するよう第２リレーの接点出力を切り替える第２の制御信号を変化させて滴下式加湿器３の加湿能力の増強を図り、
湿度センサー１３の計測値が湿度指示調節計ＨＩＣの第３設定湿度値を超えた場合に、まず前記ダンパー１２、１２’を閉止するよう第２の制御信号を変化させ、
さらに湿度指示調節計ＨＩＣの第３設定湿度値を超えた場合には、前記給水弁を閉止するよう第１制御信号を変化させて、
前記滴下式加湿器の作動・停止、及び前記ダンパー１２、１２’の開閉を自動制御するとともに滴下式加湿器の給水機能の故障にも対応できるものであってもよい。

なお、給水弁１６を自動制御しない場合は、湿度センサー１３の計測値の伝送信号やダンパーを開閉させる制御信号に制御用の直流電流を用いるのではなく、湿度センサー１３の湿度検出部から出力される物理的変位を受けて発する接点信号又は抵抗信号が電源用交流電流であり、これらの信号でダンパーの開閉を制御するものであってもよい。

さらに、前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクトが、前記全熱交換式給排気換気装置１の定格風量の５０％以下のある一定割合を前記給気ダクト６及び排気ダクト９から分岐できるよう各ダクトの口径比を定めて設計されることや、前記ダンパー１２、１２’が給気ダクト６及び排気ダクト９の閉鎖面積を調節できるようにしておくことも好ましい。

本発明の空調システムは、上記のように全熱交換式給排気換気装置１には何ら手を加えることなく、給気帰還ダクト７、再給気ダクト１０、前記給気帰還ダクト７と再給気ダクト１０に配設するダンパー１２、１２’、及び前記ダンパー１２、１２’の開閉を制御する制御手段を加えることで、全熱交換器２と滴下する水滴によって加湿する加湿器３とでなる全熱交換式給排気換気装置１を用いた空調システムの加湿能力の増強が図れるので、既設の前記空調システムでも、空気調和装置の改修、取り替えを行うことなく容易かつ経済的に加湿能力の増強が実現できる。

本発明の請求項１に記載の空調システムの構成図 本発明の請求項２に記載の空調システムの構成図 室内の湿度が設定値より不足した場合の本空調システムの作用説明図 室内の湿度が設定値を超えた場合の本空調のシステムの作用説明図 全熱交換器と加湿器とでなる空気調和装置を用いた空調システムの構成図 ダンパーとバイパス開口を備えた空気調和装置の概略構成図

符号の説明

１：全熱交換式給排気換気装置
２：全熱交換器
３：滴下式加湿器
４、４’：送風機
５：外気導入ダクト
６：給気ダクト
７：給気帰還ダクト
８：室排気ダクト
９：排気ダクト
１０：再給気ダクト
１１：制御手段
１２、１２’：ダンパー
１３：湿度センサー
１４：信号回線
１５：給水管
１６：給水弁
２１：空気調和装置
２２：ダンパー
２３：バイパス開口

Claims (5)

1. 外気導入ダクト５から導入される外気と室排気ダクト８を介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器２と、前記全熱交換器２で熱交換された後の外気路に配設され、水滴の滴下によって室へ給気する外気に加湿する滴下式加湿器３と、前記滴下式加湿器３に給水する給水管１５及び給水弁１６とからなる全熱交換式給排気換気装置１を備え、該全熱交換式給排気換気装置１で熱交換され加湿された外気を給気ダクト６を介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置１から排出された熱交換後の室排気を排気ダクト９を介して戸外に排出する空調システムにおいて、
   前記給気ダクト６から分岐して前記外気導入ダクト５に接合され、全熱交換式給排気換気装置１から室内に供給される加湿後の外気の一部を給気ダクト６から外気導入ダクト５に帰還させる給気帰還ダクト７と、
   前記排気ダクト９から分岐して前記全熱交換式給排気換気装置１から排出される熱交換後の室排気の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクト１０と、
   前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０のそれぞれに配設されたダクト開閉用のダンパー１２、１２’とを備え、
   前記ダンパー１２，１２’の開閉操作による全熱交換式給排気換気装置１から室内に供給される外気の一部及び全熱交換式給排気換気装置１から排出される室排気の一部の経路変更によって、寒冷でかつ乾燥した時期における前記全熱交換式給排気換気装置１の室へ給気する外気への加湿能力の強化が図られるようにしてなることを特徴とする空調システム。
2. 外気導入ダクト５から導入される外気と室排気ダクト８を介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器２と、前記全熱交換器２で熱交換された後の外気路に配設され、水滴の滴下によって室へ給気する外気に加湿する滴下式加湿器３と、前記滴下式加湿器３に給水する給水管１５及び給水弁１６とからなる全熱交換式給排気換気装置１を備え、該全熱交換式給排気換気装置１で熱交換され加湿された外気を給気ダクト６を介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置１から排出される熱交換後の室排気を排気ダクト９を介して戸外に排出する空調システムにおいて、
   前記給気ダクト６から分岐して前記外気導入ダクト５に接合され、全熱交換式給排気換気装置１から室内に供給される加湿後の外気の一部を給気ダクト６から外気導入ダクト５に帰還させる給気帰還ダクト７と、
   前記排気ダクト９から分岐して前記全熱交換式給排気換気装置１から排出される熱交換後の室排気の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクト１０と、
   前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０のそれぞれに配設されたダクト開閉用のダンパー１２、１２’と
   室内に配置され室内の湿度を計測・監視する湿度センサー１３と、
   該湿度センサー１３の計測値があらかじめ設定された湿度を超え、又は不足したことを検知したとき、前記ダンパー１２、１２’の開閉を制御する制御手段１１とを備えてなることを特徴とする空調システム。
3. 前記制御手段１１が、湿度センサー１３の計測値があらかじめ設定された湿度以下の場合には、給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２、１２’に「開放」の制御信号を、湿度センサー１３の計測値があらかじめ設定された湿度を超えた場合には、前記ダンパー１２、１２’に「閉止」の制御信号を信号回線１４を介して伝送し、前記ダンパー１２、１２’の開閉を制御するものであることを特徴とする請求項２に記載の空調システム。
4. 外気導入ダクト５から導入される外気と室排気ダクト８を介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器２と、前記全熱交換器２で熱交換された後の外気路に配設され、水滴の滴下によって室へ給気する外気を加湿する滴下式加湿器３と、前記滴下式加湿器３に給水する給水管１５及び給水弁１６とからなる全熱交換式給排気換気装置１を備え、該全熱交換式給排気換気装置１で熱交換され加湿された外気を給気ダクト６を介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置１から排出される熱交換後の室排気を排気ダクト９を介して戸外に排出する空調システムにおいて、
   全熱交換式給排気換気装置１から室内に供給される加湿後の外気の一部を給気ダクト６から外気導入ダクト５に帰還する給気帰還ダクト７と、
   全熱交換式給排気換気装置１から排出する熱交換後の室排気の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクト１０と、
   前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０のそれぞれにダクト開閉用のダンパー１２、１２’とを備えて構成し、
   該空調システムを以下のとおり操作して、
   すなわち、外気が寒冷でかつ乾燥しているため前記滴下式加湿器３に導入される全熱交換後の導入外気の温度では室内の空調に適した湿度が得られない場合に、前記給気帰還ダクト７に配設されたダンパー１２を開いて全熱交換式給排気換気装置１から室内に供給される熱交換によって暖められた外気の一部を、前記給気帰還ダクト７を介して外気導入ダクト５に帰還して導入外気と混合して再度全熱交換器２によって加温して前記滴下式加湿器３に供給して滴下式加湿器３での水滴蒸発量を増加させるとともに、前記再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２’を開いて帰還ダクト７を介して外気導入ダクト５に帰還されることによって不足する室内への給気量を室排気によって補うようにしたことを特徴とする空調システムの加湿能力増強方法。
5. 外気導入ダクト５から導入される外気と室排気ダクト８を介して室内から排出される室排気との間で熱交換を行う全熱交換器２と、前記全熱交換器２で熱交換された後の外気路に配設され、水滴の滴下によって室へ給気する外気を加湿する滴下式加湿器３と、前記滴下式加湿器３に給水する給水管１５及び給水弁１６とからなる全熱交換式給排気換気装置１を備え、該全熱交換式給排気換気装置１で熱交換され加湿された外気を給気ダクト６を介して室内に供給し、全熱交換式給排気換気装置１から排出される熱交換後の室排気を排気ダクト９を介して戸外に排出する空調システムにおいて、
   前記給気ダクト６から分岐して外気導入ダクト５に接合され、前記全熱交換式給排気換気装置１から室内に供給される加湿後の外気の一部を、給気ダクト６から前記外気導入ダクト５に帰還させる給気帰還ダクト７と、
   前記排気ダクト９から分岐して前記全熱交換式給排気換気装置１から排出される室排気の一部を再度室内に帰還させる再給気ダクト１０と、
   前記給気帰還ダクト７及び再給気ダクト１０のそれぞれに配設されたダクト開閉用のダンパー１２、１２’と
   室内に配置され室内の湿度を計測・監視する湿度センサー１３と、
   該湿度センサー１３の計測値があらかじめ設定された湿度を超え、又は不足したことを検知したとき、前記ダンパー１２、１２’の開閉を制御する制御手段１１とを備えて構成し、
   該空調システムを以下のとおり操作して、
   すなわち、外気が寒冷でかつ乾燥しているため前記滴下式加湿器３に導入される全熱交換後の導入外気の温度では室内の空調に適した湿度が得らず前記湿度センサー１３の測定値があらかじめ設定された室内湿度値以下の場合に、前記制御手段１１によって給気帰還ダクト７に配設されたダンパー１２を開いて全熱交換式給排気換気装置１から室内に供給される熱交換によって暖められた外気の一部を、前記給気帰還ダクト７を介して外気導入ダクト５に帰還して導入外気と混合し再度全熱交換器２によって加温して前記滴下式加湿器３に供給して滴下式加湿器３での水滴蒸発量を増加させるとともに、前記再給気ダクト１０に配設されたダンパー１２’を開いて帰還ダクト７を介して外気導入ダクト５に帰還されることによって不足する室内への給気量を室排気によって補い、
   前記湿度センサー１３の測定値があらかじめ設定した室内湿度値を超えた場合には前記制御手段１１によって前記２つのダンパー１２、１２’を閉じて、全熱交換式給排気換気装置１から室内に供給される外気の一部の外気導入ダクト５への帰還と室排気の室内への再給気を中止して過剰な湿度上昇を防止するようにしたことを特徴とする空調システムの加湿能力増強方法。