JPH0332899Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、回転式潜熱交換器を備えた空気調和
機本体と、太陽熱等の熱源を利用した再生熱源と
を備える空気調和装置に関する。

〈従来技術〉 従来より回転式潜熱交換器を利用した空気調和
機は、主として除湿や乾燥を目的としており、実
際には貯蔵庫や乾燥炉等に工業的に用いられてい
る。

〈考案が解決すべき課題〉 ところで、このような回転式潜熱交換器を用い
た簡易冷暖房装置が特開昭49−32451号公報にお
いて提案されている。これは室内空気を流通する
室内空気流通路と、室外空気を流通する室外空気
流通路とを本体内に設け、この本体内の両通路に
跨つて回転式潜熱交換器を設け、この回転式潜熱
交換器に室内空気と室外空気とを個別に流通する
ことにより、夏季には外気の冷たい熱により室外
空気を冷却して冷房を行い、冬季には本体内部の
室外空気流通路に設けられた加熱要素の熱により
室内空気を加熱して暖房を行うものである。

しかし、この公報にて提案された簡易冷暖房装
置は、夏季も冬季も室内空気、室外空気はそれぞ
れ同じ通路を同様に流通するだけであるので、十
分な冷暖房を行うことはできない。

即ち、冬季において室外空気は冷たく加熱要素
によつて回転式潜熱交換器に蓄熱される熱量は僅
かであるので、室内空気流通路において暖房に供
するほど室内空気を加熱することはできない。

また、加熱要素は冬季にしか加熱要素が作用し
ないため、夏季において室内空気の流通により除
湿を行つて多湿となつた回転式潜熱交換器に室外
空気を流通しても当該熱交換器は再生されず、室
内空気流通路において十分に除湿能力を発揮する
ことはできない。

このように従来提案されていた回転式潜熱交換
器を利用した簡易冷暖房装置は、十分な空気調和
を行うことはできなかつた。

本考案は上記の点に鑑み、十分な空気調和を行
うことのできる空気調和装置を提供することを目
的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このために本考案は、 内部に室外空気流通路と室内空気流通路とを設
けると共に、当該両通路に跨つて回転式潜熱交換
器を配設し、この回転式潜熱交換器に室外空気と
室内空気とを個別に流通する空気調和機本体と、
入口側に吸入ダクトを接続すると共に出口側に吐
出ダクトを接続した再生熱源手段と、を設け、 上記吸入ダクト入口には、冷房時に室外空気を
当該吸入ダクトに導入し暖房時に室内空気を当該
吸入ダクトに導入するダクト切換手段を設け、 上記吐出ダクト出口には、冷房時に再生熱源手
段を通過した室外空気を上記空気調和機本体の室
外空気流通路に導入し暖房時に再生熱源手段を通
過した室内空気を上記空気調和機本体の室内空気
流通路に導入するダクト切換手段を設けた空気調
和機を構成したものである。

〈作用〉 これにより、冷房時には、室外空気が吸入ダク
トに導入されて再生熱源手段を通過し、吐出ダク
ト出口から空気調和機本体の室内空気流通路に導
入される。一方、室内空気は空気調和機本体の室
内空気流通路に導入される。空気調和機本体にお
いて、室内空気が回転式潜熱交換器を通過するこ
とにより、室内空気は除湿されて室内に吹き出さ
れる。一方、室外空気は再生熱源手段の通過によ
り高温となつて回転式潜熱交換器を加熱して、室
内空気の通過により多湿となつた回転式潜熱交換
器を再生する。

暖房時には、室内空気が吸入ダクトに導入され
て再生熱源手段を通過し、吐出ダクト出口から空
気調和機本体の室内空気流通路に導入される。一
方、室外空気は空気調和機本体の室外空気流通路
に導入される。空気調和機本体において、室外空
気が回転式潜熱交換器を通過することにより、室
外空気は除湿されて室外に吹き出される。一方、
室内空気は再生熱源手段の通過により高温となつ
て回転式潜熱交換器を通過し室外空気の熱を吸収
すると共に室外空気の通過により多湿となつた回
転式潜熱交換器から水分を奪い室内空気を加湿す
る。

〈実施例〉 以下本考案の実施例を図面に従つて説明する。

第１図及び第２図は本考案実施例の概略図であ
つて、第１図は夏期における冷房除湿時、第２図
は冬期における暖房時を示している。この第１図
及び第２図において、１は室内、２は室外、３は
この室内に配置された空気調和機本体、４は再生
熱源である。この空気調和機本体３内部には仕切
壁５によつて区画された室内空気流通路６と室外
空気流通路７が形成され、この室内空気流通路
６、室外空気流通路７に亙つて円柱状を成す回転
式潜熱交換器８が配設されている。

この回転式潜熱交換器８はダンボール紙やポリ
エステル不織布を通気可能に巻回形成すると共に
例えば塩化リチウム等の吸湿性付与物質を含浸し
たものである。この回転式潜熱交換器８の設置部
分には、各流通路６，７を通過する空気それぞれ
が他方の流通路に流入しないようにシールが施さ
れ、各流通路６，７内にある回転式潜熱交換器８
のみを通過するようになつている。またこの回転
式潜熱交換器８にはモータ、駆動ベルト等から成
る駆動手段（図示せず）が設けられている。

尚、第１図、第２図において、９は室内空気吸
入口、１０は室内空気吐出口であり、１１は室外
空気吸入口、１２は室外空気吐出口である。

上記構成の空気調和装置の操作について説明す
る。

まず、夏期の場合について第１図を用いて説明
すると、室内空気RAは室内空気吸入口９より空
気調和機本体３の室内空気流通路６に導入され、
回転している回転式潜熱交換器８を通過して室内
空気吐出口１０より室内に吹き出される。この
時、室内空気は回転式潜熱交換器８を通過するこ
とにより除湿されて低湿空気となり、室内に排出
される。

一方、室外空気OAは、適宜ダクト手段にて室
内１に導入され、再生熱源４を通過した後、室外
空気吸入口１１より空気調和機本体３の室外空気
流通路７に導入される。該通路７に流入した室外
空気は、回転式潜熱交換器８を通過した後、室外
空気吐出口１２より吹き出され、適宜ダクト手段
（図示せず）にて室外へ排出される。この時、加
熱された室外空気が回転式潜熱交換器８を通過す
ることにより、上述の室内空気の吸湿によつて多
湿となつた回転式潜熱交換器８を加熱して回転式
潜熱交換器８の水分を奪つて再生し、多湿空気と
なつて室外へ排出される。

従つて、室内空気は回転式潜熱交換器８を通過
することで除湿され、この除湿によつて多湿とな
つた回転式潜熱交換器８が室外空気の流通にて再
生されて除湿可能となり、室内空気の除湿運転が
連続して行われる。

次に、冬期の場合について第２図を用いて説明
すると、室内空気RA及び室外空気OAは、夏期
の場合と逆方向に流通する。

すなわち、室内空気RAは再生熱源４を通過し
た後、上部の室内空気吸入口９より空気調和機本
体３の室内空気流通路６に導入され、回転式潜熱
交換器８を通過した後、室内空気吐出口１０より
吹き出される。一方、室外空気OAは下部の室外
空気吸入口１１より室外空気流通路７に導入さ
れ、回転式潜熱交換器８を通過した後、室外空気
吐出口１２より室外へ排出される。

この時、室外空気OAが回転式潜熱交換器８を
通過することで室外空気の除湿が行われて低湿空
気となり排出される。一方室内空気RAが回転式
潜熱交換器８を通過することにより、上記室外空
気の除湿により多湿となつた回転式潜熱交換器８
を再生し、この再生によつて多湿空気となつて室
内に吹き出され、結果として室内空気の加湿暖房
が可能となる。

尚、上記夏季、冬季における気流の切り換え
は、適宜ダクト切換手段によつて行われる。

次に第３図及び第４図を用いて、上記第１図、
第２図で説明した本考案の概念を具体化した本考
案の実施例について説明する。尚、第１図、第２
図と同一部分については同符号を付し、説明を省
略する。

第３図は夏期における除湿冷房時の状態、第４
図は冬期における暖房時の状態を示している。こ
の第３図及び第４図において、１３は空気加熱型
の太陽熱コレクタ、１４はこの太陽熱コレクタ１
３へ室内空気若しくは室外空気を導入するための
吸入ダクト、１５はこの太陽熱コレクタ１３を通
過した空気を室内１に配設された空気調和機本体
３に導入するための吐出ダクトである。

この空気調和装置において、吸入ダクト１４の
入口、吐出ダクト１５の出口には、夏期において
は第３図に示すように室外空気が吸入ダクト１４
から太陽熱コレクタ１３に導入され太陽熱コレク
タ１３を通過した空気が室外空気流通路７に導入
され、また冬期においては第４図に示すように室
内空気が吸入ダクト１４から太陽熱コレクタ１３
に導入され太陽熱コレクタ１３に導入された空気
が室内空気流通路６に導入されるように、適宜ダ
クト切換手段（図示せず）によつて択一的に流通
路が切換えられるようになつている。すなわち、
上記吸入ダクト１４の入口には、冷房時に室外空
気を当該吸入ダクト１４に導入し暖房時に室内空
気を当該吸入ダクト１４に導入するダクト切換手
段を設けられている。また、上記吐出ダクト１５
の出口には、冷房時に太陽熱コレクタ１３を通過
した室外空気を空気調和機本体３の室外空気流通
路７に導入し暖房時に太陽熱コレクタ１３を通過
した室内空気を室内空気流通路６に導入するダク
ト切換手段（図示せず）が適宜設けられている。

上記構成の空気調和装置の動作について説明す
ると、夏期の場合には、第３図に示すように室外
空気OAが吸入ダクト１４より太陽熱コレクタ１
３に導入されて加熱され、吐出ダクト１５を通つ
て空気調和機本体３に導入される。空気調和機本
体３に導入された室外空気OAは室外空気流通路
７に導入され、回転式潜熱交換器８を通過して再
生した後、多湿空気EA_Sとなつて室外へ排出され
る。一方、室内空気RAは、室内空気流通路６へ
導入されて回転式潜熱交換器８を通過することに
より除湿され、低湿空気SA_Sとなつて室内に吹き
出される。

また冬期には、第４図に示すように、室内空気
RAが吸入ダクト１４より太陽熱コレクタ１３に
導かれて加熱昇温した後、吐出ダクト１５より空
気調和機本体３の室内空気流通路６に導入され
る。この導入された空気は回転式潜熱交換器８を
通過することで多湿空気SA_Wとなつて室内に吹き
出される。一方、室外空気OAは適宜ダクト手段
にて空気調和機本体３の室外空気流通路７に導入
されて、回転式潜熱交換器８を通過することによ
り除湿されて低湿空気EA_Wとして室外へ排出さ
れる。

従つて、上記空気調和装置であれば、太陽熱を
再生熱源として利用することができ、夏期には除
湿運転、冬期には加湿暖房運転を行うことができ
る。

次に、上記太陽熱による再生熱源装置を更に具
体化した例について第５図を用いて説明する。

第５図は当該再生熱源装置の回路図であつて、
この第５図において、１６は空気流通ダクト、１
７はこの空気流通ダクト１６中に介装された送風
機、１８はこの空気流通ダクト１６の一部として
形成された空気加熱型の太陽熱コレクタ、１９は
空気流通ダクト１６中に介装された蓄熱装置、２
０は室内空気流通口、２１は室外空気導入口、２
２は再生熱源空気流通口である。

上記室内空気あるいは室外空気を空気流通ダク
ト１６に導入するための空気流通ダクト１６入口
側、太陽熱コレクタ１８あるいは蓄熱装置１９を
通過した空気を空気調和機本体３に導入するため
の空気流通ダクト１６出口側及び空気流通ダクト
１６内には第５図図示の乃至の経路が形成さ
れるように適所にダンパー（図示せず）が設けら
れると共に、このダンパーを駆動して空気の流通
路を切り換えるダクト切換手段（図示せず）が設
けられている。即ち、夏期においては，の経
路、また冬期には，の経路が形成されるよう
に作用するダクト切換手段が設けられている。ま
た、夏期、冬期いずれも、太陽熱のある日中には
太陽熱コレクタ１８及び蓄熱装置１９を通過し、
太陽熱のない夜間には太陽熱コレクタ１８を通過
せず蓄熱装置１９のみを通過する経路が形成され
るように作用するダクト切換手段（図示せず）が
設けられている。

つまり、上記空気流通ダクト１６入口には、冷
房時に室外空気を当該空気流通ダクト１６に導入
し暖房時に室内空気を当該空気流通ダクト１６に
導入するダクト切換手段が設けられ、また上記空
気流通ダクト１６出口には、冷房時に太陽熱コレ
クタ１８を通過した室外空気を空気調和機本体３
の室外空気流通路（図示せず）に導入し暖房時に
太陽熱コレクタ１８を通過した室内空気を空気調
和機本体３の室内空気流通路（図示せず）に導入
するダクト切換手段が設けられているものであ
る。

上記蓄熱装置１９は、例えば内部にレンガやブ
ロツクまたは適宜化学物質で構成された蓄熱材１
９ａが空気流通可能に配設されている。

上記構成の装置の動作について説明する。

まず、夏期の場合には、経路が形成されるよ
うに、ダクト切換手段にてダンパーが作動する。
すなわち、送風機１７の駆動によつて室外空気導
入口２１より室外空気がダクト１６内に流入し、
送風機１７を通つて太陽熱コレクタ１８に至る。
ここで加熱、昇温し、蓄熱装置１９を通過する。
この蓄熱装置１９においては、得た太陽熱の一部
が蓄熱材１９ａに伝えられて蓄熱が行われ、残り
の熱を有する空気が再生熱源空気として流入口
（ダクト１６出口）から空気調和機本体３に導入
される。空気調和機本体３への導入後は上記第３
図に示すように空気が流通することになる。

尚、当該蓄熱に際して、太陽熱コレクタ１８か
ら導出された空気温度がさほど高温でないとき
は、バイパス回路を設けて蓄熱装置１９を通過し
ないようにするか、蓄熱材１９ａを着脱可能とし
て空気温度低下のときは蓄熱材１９ａと熱交換し
ないように取り外す必要がある。

また逆に、太陽熱コレクタ１８から導出される
空気が高温すぎる場合には、の経路を併用して
蓄熱装置１９に太陽熱を蓄熱することで適温に調
整することができる。

このの経路は、送風機１７、太陽熱コレクタ
１８、蓄熱装置１９を循環するものであつて、再
生熱源の不要時の太陽熱集熱にも単独で用いられ
る。

このようにして蓄熱された熱は、夏期の夜間に
おいて経路を形成することにより、再生熱源と
して利用することができる。つまり、送風機１７
の駆動により室外空気が空気流通ダクト１６に導
入されて蓄熱装置１９を通過することにより昇温
し、これが空気調和機本体３に導入されて再生熱
源として利用される。

次に冬期の場合には、経路が形成されるよう
にダクト切換手段にてダンパーが駆動される。す
なわち、室内空気が空気流通ダクト１６に導入さ
れて送風機１７、太陽熱コレクタ１８、蓄熱装置
１９を通つて空気調和機本体３に導入される。

尚、太陽熱コレクタ１８からの導出空気が低温
の場合或は高温の場合の処理は、上記経路の場
合と同様である。

また冬期の夜間の場合には、経路を形成する
ことにより蓄熱した熱を再生熱源空気として利用
することができる。

以上のように、上記第３図乃至第５図の装置を
用いることにより、太陽熱を再生熱源として利用
することができると共に、この再生熱源を空気調
和機本体３に導入することにより、夏期には除
湿、冬期には加湿暖房を行うことができる。

次に上記空気調和機本体３の具体的構成につい
て、第６図を用いて詳細に説明する。

第６図は本考案実施例に用いられる空気調和機
本体３の斜視図である。この第６図において、２
３は空気調和機本体、２４はこの空気調和機本体
２３内に水平方向に設けられた仕切壁、２５はこ
の仕切壁２４によつて仕切られた下部の部屋を左
右２室ａ，ｂに区画する仕切壁、２６はこの仕切
壁２５にて仕切られた左室ａと室内とを連通する
下部吹出口、２７は同右室ｂと室内とを連通する
下部吸込口、２８は右室ｂに設けられた送風機
（図示しないが左室ａにも送風機が設けられてい
る）、２９は上記仕切壁２４によつて区画された
上部の室ｃに配設された回転式潜熱交換器、３０
はこの回転式潜熱交換器２９を駆動するモータ、
３１はこの回転式潜熱交換器２９とモータ３０と
を連結するベルト、３２は室ｃと室内とを連結す
る上部吹出口である。

上記仕切壁２４には、下部の室ｂと上部の室ｃ
とを連通すべく回転式潜熱交換器２９底面に対応
する位置に半円形状の孔（図示せず）が設けられ
ると共に、これに対向して下部の右室ａと上部の
室ｃとを連通すべく回転式潜熱交換器２９の底面
に対応する位置に半円形状の孔（図示せず）が設
けられており、左室ａと回転式潜熱交換器２９の
右半分とが連通している。

３３は上記右室ｂに連通するダクト、３４は上
記左室ａに連通するダクト、３５は上記室ｃに連
通するダクト、３６はこのダクト３５に隣接して
室ｃに接続されたダクトであつて、このダクト３
６にはこのダクト３６から導入した空気を室ｃに
放出することなく回転式潜熱交換器２９にのみ導
入する供給ダクト３７が接続されている。尚、３
８は室ｃから室内に吐出される空気を冷却する冷
却器である。

上記構成の空気調和機本体において、夏期にお
いての室内空気流通路は、下部吸込口２７から下
部の右室ｂを通つて回転式潜熱交換器２９を通過
し、上部の室ｃから上部吹出口３２への経路とな
る。また夏期においての室外空気流通路は、ダク
ト３６から供給ダクト３７を通つて回転式潜熱交
換器２９を通過し、下部の左室ａからダクト３４
を通る経路となる。

一方、冬期においての室外空気流通路は、ダク
ト３６から供給ダクト３７を通つて回転式潜熱交
換器２９を通過し、下部の左室ａから下部吹出口
２６への経路となる。また冬期においての室外空
気流通路は、ダクト３３から下部の右室ｂを通つ
て回転式潜熱交換器２９を通過し、上部の室ｃか
らダクト３５を通る経路となる。

上記構成の空気調和機本体２３の動作について
説明する。

まず夏期においては、室内空気が下部側のＡか
ら導入されて上部側のＢから吹き出す。一方、室
外空気が上部側のＣから導入されて下部側のＤへ
排出される。（斜線の矢印方向の流れ） すなわち、送風機２８の動作によつて、室内空
気が下部吸入口２７より右室ｂに導入されて
（Ａ）室ｃの回転式潜熱交換器２９の右半分を通
過する。この通過によつて室内空気が除湿されて
回転式潜熱交換器２９の上面の右半分より室ｃ内
に放出（Ｂ）される。室ｃに放出された空気は、
上部吹出口３２から室内に吹き出され、室内が除
湿される。このとき、室内空気を除湿することに
よつてこの室内空気が若干上昇するので、冷却器
３８にて冷却することにより昇温による不快感を
防ぐことができる。尚、冷却器３８における熱媒
体としては水道水や地下水程度で十分である。

一方、室外空気は、ダクト３６から空気調和機
本体２３に導入（Ｃ）され、供給ダクト３７から
回転している回転式潜熱交換器２９の左半分を通
過する。このダクト３６から導入される空気は例
えば上記第３図乃至第５図を用いて説明したよう
な太陽熱利用の再生熱源装置を通過して加熱昇温
した状態で導入されるものであつて、回転式潜熱
交換器２９の通過により、上記室内空気の除湿に
よつて多湿となつた回転式潜熱交換器２９を再生
し、多湿空気となつて下部の左室ａに吹き出さ
れ、この左室ａよりダクト３４を通じて室外へ排
出（Ｄ）される。

尚、この夏期においては、下部吹出口２６、ダ
クト３３、ダクト３５はダンパー若しくは適宜蓋
体（図示せず）により閉塞されている。

以上のようにして、夏期においては室内空気の
除湿を行うことができる。

次に、冬期の場合について説明すると、室内空
気が適宜再生熱源装置を通過した後に上部側のＣ
から導入されて下部側のＥから室内に吹き出し、
また室外空気が下部側のＦから導入されて上部側
のＧより排出される。（白い矢印方向の流れ） すなわち、室内空気は、例えば上述の太陽熱利
用の再生熱源装置を通過することによつて加熱昇
温した状態でダクト３６より空気調和機本体２３
に供給される。供給された高温の室内空気は供給
ダクト３７より回転式潜熱交換器２９の左半分に
導入されて、後述の室外空気の除湿により多湿と
なつた回転式潜熱交換器２９を再生し、多湿温風
となつて左室ａに吹き出され、ここから下部吹出
口２６より室内に吹き出される。

一方、室外空気は、ダクト３３より空気調和機
本体２３下部の右室ｂに導入され、回転式潜熱交
換器２９の右半分に導入される。ここで室外空気
は回転式潜熱交換器２９を通過することにより除
湿されて低湿度空気となる。このとき回転式潜熱
交換器２９はこの室外空気の湿分を吸収して前述
の室内空気に加湿用の湿分を供給することにな
る。

回転式潜熱交換器２９を通過した空気は室ｃか
らダクト３５を通過して室外に排出される。

尚、冬期の場合、下部吹出口２７、上部吹出口
３２及びダクト３４はダンパー若しくは適宜蓋体
にて閉塞されている。

以上のようにして、冬期には室内空気の加湿暖
房を行うことができる。

尚、この第６図図示の上記空気調和機本体２３
は、第５図図示の再生熱源装置と組み合わせるこ
とにより、省エネルギの点で非常に優れた空気調
和装置を提供することができるものである。

〈効果〉 以上本考案によれば、冷房時には室内空気が回
転式潜熱交換器を通過することにより除湿されて
室内に吹き出される一方、室外空気は再生熱源手
段の通過により高温となつて回転式潜熱交換器を
加熱し室内空気の通過によつて多湿となつた回転
式潜熱交換器を再生するので、回転式潜熱交換器
を十分再生して効率良く室内空気を除湿すること
ができる。

また暖房時には室外空気が回転式潜熱交換器を
通過することにより除湿されて室外に吹き出され
る一方、室内空気は再生熱源手段の通過により高
温となつて回転式潜熱交換器を通過し、室外空気
の通過により多湿となつた回転式潜熱交換器から
湿分を奪うので、室内が再生熱源手段による加熱
と回転式潜熱交換器からの湿分吸収により加湿暖
房を効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案実施例の概略説明
図、第３図及び第４図は太陽熱利用の再生熱源装
置を用いた本考案実施例の概略説明図、第５図は
本考案実施例に用いられる太陽熱利用の再生熱源
装置の回路図、第６図は本考案実施例に用いられ
る空気調和機本体の斜視図である。 １：室内、２：室外、３：回転式潜熱交換器、
６：室内空気流通路、７：室外空気流通路、８，
２９：回転式潜熱交換器、１３，１８：太陽熱コ
レクタ（再生熱源装置）。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 内部に室外空気流通路と室内空気流通路とを設
   けると共に、当該両通路に跨つて回転式潜熱交換
   器を配設し、この回転式潜熱交換器に室外空気と
   室内空気とを個別に流通する空気調和機本体と、 入口側に吸入ダクトを接続すると共に出口側に
   吐出ダクトを接続した再生熱源手段と、を設け、 上記吸入ダクト入口には、冷房時に室外空気を
   当該吸入ダクトに導入し暖房時に室内空気を当該
   吸入ダクトに導入するダクト切換手段を設け、 上記吐出ダクト出口には、冷房時に再生熱源手
   段を通過した室外空気を上記空気調和機本体の室
   外空気流通路に導入し暖房時に再生熱源手段を通
   過した室内空気を上記空気調和機本体の室内空気
   流通路に導入するダクト切換手段が設けられたこ
   とを特徴とする空気調和機。