JPH0240957B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全熱量の異なる２種類の流体ａ，ｂの
全熱（顕熱及び潜熱）を交換する全熱交換方法に
関するものである。

従来、室内の汚れた空気を排出し新鮮な空気を
とり入れ、顕熱と潜熱とを回収する交換器として
全熱交換器が利用されている。従来のものは繊維
状基材をシート状に加工し、これに除湿性能をも
たせる為に塩化リチウムを担持させこれを円筒状
にして熱交換素子を形成し、中央部に隔壁を設け
て２分割し、それぞれの部分に全熱量の異なる空
気（高温高湿空気及び低温低湿空気）を導入し、
該熱交換素子を回転させることにより全熱交換を
行うものである。

ここで高温高湿側の空気に対しては、空気の有
する全熱量のうち顕熱は熱交換素材に蓄熱させ潜
熱は空気中の水分を熱交換素子に吸着させ、一方
低温低湿側の空気に対しては該熱交換素子が高温
側から低温側に回転してきたとき熱交換素子に蓄
積された熱によつて加熱され、温度が上がると関
係湿度が低下するので吸着されていた水分が空気
に移り、全熱交換がなされる。

しかしながらかかる全熱交換器は未だ満足なも
のではなく次のような不都合点を内在させてい
た。即ち、高温高湿空気側において顕熱、及び水
分吸着熱は熱交換素材に蓄積されるので熱交換素
子の温度が上がるに伴い除熱されるべき空気の温
度も高くなり、その結果顕熱交換能力が低下する
こと及び高温高湿空気側において空気の温度が高
くなると関係温度が低下し吸着量が低下すること
等が惹起される。

一方他の全熱交換器の例として吸湿性多孔体を
介して全熱量の異なる２つの流体を接触せしめ、
顕熱及び空気中の湿分をそのまま多孔体を通して
交換するものがある。しかしこの交換器も実用的
なものでない。つまり空気の直接の通過を除くた
めに吸湿性多孔体を厚くすれば該多孔体中での湿
分の拡散、移動速度が減少し、一方厚みの薄い吸
湿性多孔体を得るためには強度的に弱くなり、か
つコスト高なものになる欠点があつた。

本発明は上記の欠点を除くべく鋭意研究の結果
得られたもので、水分吸着能を有するシート状物
を波形に折り曲げ、その片面又は両面にシート状
の伝熱部材を当接させ多数の通気路を並列させて
形成した熱交換エレメトを交互に交差配置し、２
種の流体流路Ａ，Ｂが形成されてなる全熱交換素
子を用い、流体流路Ａに湿り気体ａを導入し、他
方流路Ｂに該流体ａと温度の異なる流体ｂを導入
して上記伝熱部材を介して全熱を熱交換する操作
と、流体流路Ａに上記流体ｂを導入し、他方流
路Ｂに上記流体ａを導入して前記伝熱部材を介し
て全熱を熱交換する操作とを順次くり返す全熱
交換方法である。

本発明方法によれば、顕熱をすみやかに交換す
ると同時に空気中の水分が吸着材又は吸収材に吸
着される際発生する熱をも交換して除去し、吸着
時に温度上昇に伴う吸着量の低下を防ぎ全熱交換
能力を向上させることができる。

以下図面にて本発明を説明する。

第１図は本発明に用いる全熱交換素子を示す。
交換素子１は水分吸着能を有するシート状物を２
の如く波形に折り曲げ、その片面又は両面にシー
ト状物の伝熱部材３を当接させ多数の通気路２ａ
を並列させて形成した熱交換エレメントを交互に
交差配置し、２種の流体流路Ａ→A′、Ｂ→B′が
形成されてなるものである。

第２図は本発明の全熱交換素子を用いた全熱交
換装置を示す。交換素子１は全熱交換装置４の中
に収容されている。

壁５，６は室内と室外を隔てるものであつて、
モーター７を回転するとフアン８（８ａ，８ｂ）
が動き、ダクト９では９ｂから９ａに室外空気を
室内にとり入れ、同時にダクト１０では１０ａか
ら１０ｂに室内空気を室外に排出する。モータ１
１を回転するとフアン１２（１２ａ，１２ｂ）が
動き、ダクト９では９ａから９ｂに室内空気を室
外に排出させ、同時にダクト１０では１０ｂから
１０ａに室外空気を室内にとり入れるようになつ
ている。

本発明で使用する熱交換エレメントは水分吸着
能を有するシート状物を波形に折り曲げ、その片
面又は両面にシート状の伝熱部材を当接させ多数
の通気路を並列させて形成される。波形に折り曲
げるシート状物としては、水分吸着性能を有する
材料である限り適当なものを選択できるが、特に
好ましいものは繊維状活性炭（又はこれに塩化リ
チウムの様な吸水性塩類を担持させたものを含
む）のみ若しくはこれを主材として形成した、編
織布帛、不織布等である。そして繊維状活性炭
は、ベンゼン平衡吸着量が100mg／ｇ以上のもの
が好ましく、その原料繊維としては、木綿、麻等
の天然セルロース繊維のほかパルプ繊維、再生セ
ルロース繊維、ポリビニルアルコール繊維、アク
リル繊維、ポリアミド繊維等であつて、必要に応
じて耐炎化剤を含有させた後炭化させ、更に高温
で賦活させることによつて得られる。また炭素繊
維単独では強度が十分でないので、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル又は
ポリビニルアルコール等の熱可塑性短繊維又はガ
ラス繊維、木材パルプ等の非熱可塑性短繊維と混
合してシート状にする。繊維状活性炭の含有量は
25〜95重量％が好ましい。又吸水性塩類を担持さ
せるためには、このシート類の塩化リチウム等の
水溶液に浸してから乾燥させる。例えば10％LiCl
水溶液に浸した後遠心分離等によつて水分を除
き、しかる後乾燥させる。LiCl担持量は水分吸着
剤量に対し10％以下が好ましく、これより大きく
なるとLiClが使用中に分離することがあつて好ま
しくない。なお、シート状物を波形に折り曲げる
には通常の段ボール成形機が使用できる。

一方該波形シート状物の片面又は両面に当接す
る伝熱部材は金属製シートあるいはプラスチツク
の製シートがあげられる。例えば金属製シートと
しては厚み２mm以下のアルミニウム板、炭素鋼
板、ステンレス鋼板などが使用できる。プラスチ
ツク製シートとしては厚み１mm以下のポリ塩化ビ
ニル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリア
ミド等からなるプラスチツク板又はフイルムが用
いられる。いずれにせよ平面シート状物は熱伝導
率の高いものが好ましい。

次に本発明に係る全熱交換装置を用いる全熱交
換方法の具体例についてのべる。

冬季使用の場合：モータ７の作動により室内側
の汚れた高温湿り気体が第２図のダクト１０ａか
ら１０ｂ方向に導入される。湿り気体が波形状吸
湿材４に吸着される。この際発生する吸着熱（潜
熱）と空気の顕熱とは伝熱部材を介して熱移動す
る。かかる熱はダクト９ｂから９ａ方向に導入さ
れる室外の空気（冷空気）に与えられた全熱交換
がなされる。室内の汚れた空気が換気され、一方
室内の熱は室外へもち出されず全熱量が再び室内
へもちこまれる。この全熱交換操作が一定時間
進行すると吸湿材の水分吸着量が平衡になるので
この場合モータ７をとめモータ１１を作動させ
る。これにより室内側の湿り気体がダクト９ａか
ら９ｂ方向に導入される。湿り気体が吸湿材４に
吸着される。この際発生する潜熱と空気の顕熱と
は伝熱部材を介して熱移動する。かかる熱はダク
ト１０ｂから１０ａの方向に導入される室外の空
気に与えられ全熱交換がなされる。室内の汚れた
空気が換気され、一方室内の熱は室外へもち出さ
れず全熱量が再び室内へもちこまれる。この全熱
交換操作が一定時間進行すると吸湿材の水分吸
着量が平衡になるのでこの場合モータ１１をとめ
モータ７を作動させる。以下前記の全熱交換操作
及びが順次くり返されることになる。

夏季使用の場合：モータ７の作動により室外の
高温湿り気体が第２図のダクト９ｂから９ａ方向
に導入される。湿り気体が吸湿材４に吸着され
る。この際発生する吸着熱（潜熱）と空気の顕熱
とは伝熱部材を介して熱移動する。かかる熱はダ
クト１０ａから１０ｂ方向に導入される汚れた室
内の空気（冷空気）に与えられた全熱交換がなさ
れる。室内の汚れた空気が換気され、一方室外の
熱は室内へもちこまれず全熱量が再び室外へもち
出される。この全熱交換操作が一定時間進行す
ると吸湿材の水分吸着量が平衡になるのでこの場
合モータ７をとめモータ１１を作動させる。これ
により室外の高温湿り気体が第２図のダクト１０
ｂから１０ａ方向に導入される。湿り気体が吸湿
材４に吸着される。この際発生する潜熱と空気顕
熱とは伝熱部材を介して熱移動する。かかる熱は
ダクト９ａから９ｂ方向に導入される汚れた室内
の空気に与えられた全熱交換がなされる。室内の
汚れた空気が換気され、一方室外の熱は室内へも
ちこまれず全熱量が再び室外へもち出される。こ
の全熱交換操作が一定時間進行すると吸湿材の
水分吸着量が平衡になるのでこの場合モータ１１
をとめモータ７を作動させる。以下前記の全熱交
換操作及びが順次くり返されることになる。

このような本発明の全熱交換方法は顕熱交換効
率がよいのみならず、空気中の湿分が吸湿材に吸
着する時発生する熱をもすみやかに他方の流体に
移すので水分吸着能力が向上し、その結果潜熱交
換能力がよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いる全熱交換素子の斜視図
を示し、第２図は全熱交換装置の概略図を示す。 １：熱交換素子、２：吸湿材、３：伝熱部材、
４：熱交換器、５，６：仕切壁、７，１１：モー
タ、８，１２：フアン、９，１０：ダクト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水分吸着能を有するシート状物を波形に折り
   曲げ、その片面又は両面にシート状の伝熱部材を
   当接させ、多数の通気路を並列させて形成した熱
   交換エレメントを交互に交差配置し、２種の流体
   流路Ａ，Ｂが形成されてなる全熱交換素子を用
   い、流体流路Ａに湿り気体ａを導入し、他方流路
   Ｂに該流体ａと温度の異なる流体ｂを導入して上
   記伝熱部材を介して全熱を熱交換する操作と、
   流体流路Ａに上記流体ｂを導入し、他方流路Ｂに
   上記流体ａを導入して前記伝熱部材を介して全熱
   を熱交換する操作とを順次くり返すことを特徴
   とする全熱交換方法。