JPH027386Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、太陽熱利用空気調和装置に関し、と
くに空調機に取入れる外気の減湿・冷却を行な
い、冷房負荷の軽減を図れるようにした太陽熱利
用空気調和装置に関する。

［考案の背景］ 現在太陽熱を冷房設備に利用する方法は次の２
つが考えられる。

(1) 吸引式冷凍機による方式 (2) ランキンサイクル機関による方式 しかし、この双方共に成績係数（COP）が低
く且つ吸引式冷凍機又はランキンサイクル機関が
高価であるため、経済的に成立させることが困難
である。そのため太陽熱を建築設備に導入する場
合、採算性を考慮すると多量に給湯負荷を必要と
している建築物に限られてしまい、空気調和設備
のみのためには利用できないの実状である。

一方、省エネルギー型の冷房空調方法ないし装
置として、特開昭55−143337号公報に記載の技術
が知られているが、この技術は、直焚吸収冷凍機
の運転と同時に安定して発生する排気ガスを回転
除湿器の再生熱源に利用するもので、全熱交換器
と回転除湿器を併用しており、この点で設備費削
減効果がない上に、空気系統が複雑で実用上の省
エネルギー果は少ないという不都合ないし欠点が
みられる。

［考案の目的］ そこで、本考案の目的は、太陽熱冷房のための
専用の冷凍機等を使用せず、一般的な空気調和設
備の他には、安価な機器を追加するのみで、経済
的に太陽熱を冷房に利用できるようにし、これに
よりビルの主冷凍機の容量を小さくし、且つエネ
ルギー費の軽減させることにより採算性を高める
と共に省エネルギーに貢献することができるよう
にした太陽熱利用空気調和装置を提供することで
ある。

［考案の構成］ 上記目的を達成する本考案に係る太陽熱利用空
気調和装置は、 ［Ａ］ 空調機と、 ［Ｂ］ 太陽熱集熱器および／または前記空調機
用ヒートポンプと、 ［Ｃ］ 前記空調機に取入れられる外気のみの取
入ライン、並びに該空調機から排気される還り
空気の排出ラインであつて還り空気取入口を有
するラインに設けられ全熱交換器を兼ねた回転
式除湿器、および回転式顕熱交換器と、 ［Ｄ］ 前記回転式顕熱交換器と回転式除湿器と
の間の還り空気排出ラインに設けられ、前記太
陽熱集熱器による太陽熱および／または前記ヒ
ートポンプの駆動用エンジンの排熱を熱源とす
る加熱器と、 を有し、前記［Ａ］〜［Ｄ］が１系列に配置され
ていることを特徴とする。

本考案は、従来の冷暖房装置の機器等と太陽熱
設備をできるだけ共用し、太陽熱冷暖房に最も効
率的な外気系統に太陽熱利用を適用することを１
つの特徴とする。

また外気の減湿を回転式除湿器で行い、かつ該
除湿器に用いられる除湿剤の再生を太陽熱で加熱
された排気で行う点にもう１つの特徴を有するも
のである。

従つて本考案は除湿、再生が連続的な空調シス
テムの中で行え、かつ１つの回転式除湿器だけで
除湿と再生の両方が行える。

この点について特公昭52−15898号には、吸着
体、顕熱交換器及び加湿器を用いた空調プロセス
が記載されているが、該技術は、空調プロセスが
２系統設けられ、除湿剤の再生は、各系統を切り
替えて行うものであり、従つて一時的には運転を
停止せざるを得ず、連続的な空調プロセスとは言
えないし、かつ再生にために２系統設けておくこ
とは不経済である。

しかるに本考案は、このような再生のために運
転停止をする必要がなく、またプロセスも１系列
設けただけの経済的プロセスである点に特徴を有
するものである。

一方、特開昭52−102058号には、室内排気と導
入空気を１系列として空調プロセスに組み込み、
排気の利用、外気の加熱除湿を行う技術が開示さ
れているが、該技術には本考案の特徴である除湿
剤の再生については全く記載されておらず、まし
て連続空調運転の中で除湿剤の再生をも行うとい
う点については示唆さえもされておらず、また太
陽熱を利用して排気を加熱し、導入空気の除湿効
果を高めるという点については示唆さえされてい
ないし、さらに該技術によるプロセスでは、除湿
を目的として全熱交換器、除湿器が別々に設けら
れており、これは本考案特有の技術的課題である
経済性に反するものである。

本考案は建物の冷房負荷と太陽集熱量の相関を
利用し、従来からある全熱交換器を利用して太陽
熱利用のための新たな設備投資をできるだけ抑
え、利用システムも外気導入系統に限定し、かつ
外気の減湿を回転式除湿器で行い、かつ該除湿器
に用いられる除湿剤の再生を太陽熱で加熱された
排気で行うという最も簡易なものとして最も経済
的で実用的、省エネルギー効果の高い太陽熱冷暖
房装置（但し空調機用をヒートポンプの駆動用エ
ンジンの排熱を用いてもよい。）を提供するもの
である。

［実施例］ 以下、本考案の詳細について、図示の代表的実
施例に基いて説明する。

第１図〜第４図は本考案の一実施例を示す系統
図であつて、第１図は太陽熱のある冷房運転時、
第２図は太陽熱のない冷房運転時、第３図は太陽
熱のある暖房運転時、そして第４図は太陽熱のな
い暖房運転時を示し、仮想線は停止状態を示して
いる。第５図は太陽熱のある冷房運転時における
空気線図である。

各図において、１は主要空調機、２は前記主要
空調機１に取入れられる外気の取入ライン３およ
び排気される還り空気の排気ライン４に設けられ
た回転式除湿器（全熱換器）、５は同じくライン
３および４に設けられた回転式顕熱交換器（三分
割顕熱交換器の場合もある。）、６は排気ライン４
の回転式顕熱交換器５と回転式除湿器２との間に
設けられた加熱器であつて、太陽熱集熱器７によ
る太陽熱（熱媒体は空気であつても、水等の液体
であつてもよい）を熱源としている。なお、８は
外気取入口、９は外気フアン、１０はサプライフ
アン、１１室内空気吹出口、１２は還り空気取入
口、１３は再生用不足分を補うための外気取入
口、１４は断熱加湿冷却器、１５は蓄熱槽、１６
は排気フアン、１７は排気口、そして１８はレタ
ンフアンを示す。

本考案の特徴の１つは、空気調和設備に取入れ
る外気の冷暖房負荷を減少させるための省エネル
ギー手法として一般的に用いられる「全熱交換
器」等を加えたシステムにより太陽熱を利用し、
安い費用で有効な減湿冷却を行ない、冷房負荷の
一部を負担させるものである。なお、太陽熱の代
わりに又は太陽熱と共に、空調機用ヒートポンプ
を駆動するためのエンジンの排熱を利用すること
もできる。さらに詳述するならば、本考案は取入
外気の冷却・加熱負荷を減少させるための省エネ
ルギー手法として最近中規模以上の建築に一般的
に用いられている所謂「全熱交換器」を太陽熱例
暖房装置の一部として兼用し、安い費用で負荷の
一部を太陽熱で冷暖房を行なうシステムを提供す
るものであり、多層建築物では集熱面積が充分と
れないから晴天日でも太陽熱で全館冷房するのは
困難なので、外気系統を減湿・冷却するのが有効
であると考え、本考案を完成するに至つたのであ
る。

本考案は、太陽熱あるいは冷房運転時におい
て、空調機１に取入れられる外気が回転式除湿器
２に通された後、回転式顕熱交換器５に通されて
減湿・冷却されると共に、排気される還り空気が
前記回転式顕熱交換器５に通された後、太陽熱集
熱器７による太陽熱および／または前記空調機用
ヒートポンプの駆動用エンジンの排熱を熱源とす
る加熱器６に通されて加熱され、その後、前記回
転式除湿器２の通されてその再生に用いられた後
に排気されることを特徴とする。即ち、第１図に
示される如く、取入れ外気は除湿器（全熱交換器
２）で減湿（加熱を伴う）され、回転式顕熱交換
器５で冷却され、主空調機１に供給される。一
方、ビル等の排気は断熱加湿冷却器１４（なくて
も可）で冷却され、回転式顕熱交換器５で取入外
気を冷却して自身は予熱され、次いで太陽熱で加
熱され回転式除湿器２において再生用に使われ
る。なお、回転式除湿器２は塩化リチウム等を用
いる吸収式のものでよいし、シリカゲル等を用い
る吸着式のものでもよい。また再生用に使う排気
量が取入外気量に比し著しく少ないとくは、不足
分として取入口１３から外気を加えてもよい。

本考案に係る装置は、太陽熱のない冷房運転時
には次のように作用させることができる。即ち、
第２図に示す如く、太陽熱70℃以上の熱が収得不
能の場合は、回転式顕熱交換器５を停止し、回転
式除湿器２を通常の全熱交換器として用いれば、
排気・取入外気間の熱回収運転が行なえる。この
場合、一般にビルの冷房負荷は曇天日は晴天日よ
り20％程度少ないので、主冷凍機１の出力は、こ
の分だけ通常より小さくてよい。

また、本考案に係る装置は、空調機を冷暖房兼
用とする場合において、その暖房時に次のように
作用させることができる。先ず、暖房運転時の晴
天日には第３図の如く、全熱交換器２を用いて外
気の予熱を行なう。この場合、加熱は全熱交換器
２を介して間接的に行なわれて、やや効率が低く
なるが、取入外気ダクトに別に空気加熱器を追加
して加熱を行なつてもよい。次に暖房運転時の曇
天日には、第４図に示す如く、全熱換器２を用い
た通常の熱回収運転を行なう。なお、本考案にお
いて、中間晴天日には主冷凍機１を動かすことな
く太陽熱のみで冷暖房を行なうことが可能であ
る。この他、年間にわたつて蓄熱槽１５の利用に
よる給湯加熱も組合されることができる。

以上、本考案の説明にあたり、主に太陽熱利用
のみについて述べたが、この太陽熱に加えて又は
太陽熱に代えてヒートポンプを駆動するエンジン
の排熱を利用することができる。即ち、空気調和
設備の熱源システムにエンジン駆動ヒートポンプ
を用いた場合、そのエンジンからの排熱を本装置
の太陽熱に置換え加熱機６に利用すれば、冷暖房
時等には上記と同様の作用をする。このとき、給
湯負荷の無い（又は少ない）ビルでエンジン駆動
ヒートポンプを使用する場合、夏季でもエンジン
排熱を有効に且つ経済的に利用することができ
る。且つヒートポンプ自身の容量を小さくするこ
とが可能となり、夏季の燃料使用量が少なくな
る。

本考案によれば、太陽熱利用につき次のような
効果を発揮できる。

(1) 太陽熱冷房のために専用の吸引式冷凍機（又
はランキンサイクル機関）が不要で、通常の取
入外気用全熱交換器を利用し、基本的には顕熱
交換器のみを追加するだけで太陽熱冷房が可能
となり、経済的である。

(2) ビル等の主冷凍機の容量を小さくできる。即
ち、晴天日で負荷の多い時には太陽熱熱冷房が
働き、曇天日は負荷全体が減るので、一般的に
は20％位小さくすることが可能である。

(3) 吸引式冷凍機又はランキンサイクル機関を使
用した方式に比較し、機構が簡単でメンテナン
ス等に要する手間（費用）が少ない。

(4) 既存ビル等にも比較的簡単に追加できる。

(5) 特に本考案によれば、従来の冷暖房装置の機
器等と太陽熱設備をできるだけ共用し、太陽熱
冷暖房に最も効率的な外気系統に太陽熱利用を
適用することができ、また外気の減湿を回転式
除湿器で行い、かつ該除湿器に用いられる除湿
剤の再生を太陽熱で加熱された排気で行うこと
ができ、従つて、除湿、再生が連続的な空調シ
ステムの中で行え、かつ１つの回転式除湿器だ
けで除湿と再生の両方が行えるという顕著な効
果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の一実施例を示す系統
図であつて、第１図は太陽熱のある冷房運転時、
第２図は太陽撚のない冷房運転時、第３図は太陽
熱のある暖房運転時、そして第４図は太陽熱のな
い暖房運転時を示し、仮想線は停止状態を示して
いる。第５図は太陽熱のある冷房運転時における
空気線図である。 図中、１は主要空調機、２は回転式除湿器、３
は外気取入ライン、４は排気ライン、５は回転式
顕熱交換器、６は加熱器、７は太陽熱集熱器を示
す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ［Ａ］ 空調機と、 ［Ｂ］ 太陽熱集熱器および／または前記空調機
   用ヒートポンプと、 ［Ｃ］ 前記空調機に取入れられる外気のみの取
   入ライン、並びに該空調機から排気される還り
   空気の排出ラインであつて還り空気取入口を有
   するラインに設けられ全熱交換器を兼ねた回転
   式除湿器、および回転式顕熱交換器と、 ［Ｄ］ 前記回転式顕熱交換器と回転式除湿器と
   の間の還り空気排出ラインに設けられ、前記太
   陽熱集熱器による太陽熱および／または前記ヒ
   ートポンプの駆動用エンジンの排熱を熱源とす
   る加熱器と、 を有し、前記［Ａ］〜［Ｄ］が１系列に配置され
   ていることを特徴とする太陽熱利用空気調和装
   置。