JPH06193909A

JPH06193909A - 調湿装置

Info

Publication number: JPH06193909A
Application number: JP4343912A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Tanaka; 浩子田中
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1992-12-24
Publication date: 1994-07-15
Anticipated expiration: 2013-10-27
Also published as: JP2816074B2

Abstract

(57)【要約】【目的】室内雰囲気の湿度に対応して、除湿、加湿の
いずれにも切り換えられ、しかも空気調和装置と協働さ
せるのに好都合な調湿装置を提供する。【構成】室内に配置した除湿器４の吸湿材に空気を接
触させることによって除湿を行えるようにする一方、水
受け容器５内の室外熱交換器Ｂの除霜水を水蒸気選択透
過膜５３に通して高湿空気を生成できるようにし、これ
ら除湿器４と水受け容器５から引き出した第２、第３管
路２２、２３を、吸・排気口１に連通する第１管路２１
と接続すると共に、三方切換弁６によって切り換え可能
とし、第１管路２１に設けたポンプ３と、前記三方切換
弁６とを制御部７で制御することにより、除湿、加湿、
吸湿材４３の乾燥等を行えるようにした構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吸湿材に含水空気を接
触させることによって除湿を行う除湿器と、水蒸気選択
透過膜を用いた気化式加湿器とを備え、特に空気調和装
置と協働させることにより優れた調湿機能を発揮し得る
調湿装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、高湿雰囲気の除湿を行う装置と
しては、冷凍サイクルにおいて冷却空気を冷却コイルに
接触させて空気中に含まれる水分を除去する方式が普及
しているが、この方式では除湿の際に若干の温度低下を
伴う上、電力消費も大きいなどの問題点が指摘されてい
た。

【０００３】このような問題点を解決するものとして、
例えば特公平３−７０１４３号公報には、冷房時の効率
化を図るために、吸湿媒体を未調和空気に接触させ、該
空気中の水分を除去した状態で調和空気として室内に送
風するとともに、水分を吸着または吸収した吸湿媒体を
加熱空気と接触させることにより吸湿媒体中の水分を空
気中に放出して吸湿媒体を再生つまり乾燥するサイクル
を繰り返す除湿システムが開示されており、この場合、
冷凍サイクルを利用した方式と比べて、温度低下も伴わ
ず、消費電力も少なくて済む利点がある。

【０００４】また、上記とは反対に乾燥雰囲気の加湿を
行う装置として、例えば特公平３−６１０９６号公報に
は、水槽または給水管を設けた気化式加湿器の効率化を
図るために、水の通過を防止して水蒸気のみを通過させ
得る多孔質シートと、水と水蒸気を共に通過させる通気
性布を重ね合わせた吸水材（吸湿材）を用いて、該吸水
材を通過した水蒸気を含む空気を室内に送るようにした
加湿器が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
吸湿媒体を用いた除湿器あるいは後者の吸水材を用いた
加湿器は、いずれも除湿機能または加湿機能のみ備えた
ものであり、除湿、加湿の両方の機能を兼備したもので
はなく、単独で使用するように構成されているため、両
者を組み合わせることで、室内の湿度を適正に制御し得
る装置を得ることは不可能である。

【０００６】また、前者の除湿器を空気調和装置におけ
る冷房運転の補助として使用する場合、吸湿媒体をある
程度の冷房効果を発揮し得るものとする必要があるが、
そのためには含水容量の大きい吸湿媒体を使用しなけれ
ばならなくなるため、装置が大型化する虞れがある上、
水分を含んだ吸湿媒体の再生専用の加熱器等の熱源を必
要とする等の問題がある。

【０００７】一方、後者の加湿器の場合、加湿運転によ
ってタンクの水が消費される度に、使用者が該タンク内
に水を補給しなければならず、そのための手間と労力が
要求されるという不具合がある。

【０００８】また、上記した両者共、除湿、加湿を連続
して行うことを前提とした構成となっており、室内雰囲
気の湿度を調整するために一時的な除湿運転、加湿運転
を行うことは不可能である。

【０００９】本発明は、上記のような問題点を解決する
もので、室内雰囲気の湿度に対応して、除湿、加湿のい
ずれにも切り換えられ、しかも空気調和装置と協働させ
て室内の湿度をコントロールするのに好都合な調湿装置
を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の調湿装置では、まず、吸・排気口を室内に臨
んで配置するとともに、該室内に、吸湿材に空気を接触
させることによって除湿を行う除湿器を配置し、さらに
水受け容器を室外に配置する。

【００１１】そして、吸・排気口には第１管路を、除湿
器には第２管路を、水受け容器には第３管路をそれぞれ
連通接続し、これら第１、第２及び第３管路を三方切換
弁を介して共通に接続して、該三方切換弁により第１管
路に連通させる管路を第２、第３のいずれかの管路に切
り換えられるようにする。

【００１２】更に、第３管路の水受け容器内に臨む開口
端には、水蒸気の透過を許し且つ水を透過させない水蒸
気選択透過膜を張設する。また、第１管路中には吸・排
気用ポンプを配設し、この吸・排気ポンプの正逆駆動及
び前記三方切換弁の切り換え動作を制御手段により制御
するように構成している。

【００１３】上記構成の調湿装置を空気調和装置と協働
するものとする場合は、前記吸・排気口を空気調和装置
の室内熱交換器に臨ませるとともに、水受け容器を空気
調和装置の室外熱交換器から得られる除霜水を集水でき
るように構成する。また、前記除湿器の吸湿材面が臨む
開口面と、水受け容器の集水用開口部にはフィルターを
張設して、塵埃の進入を防止した構造とすることが望ま
しい。

【００１４】制御手段は、加湿モードにおいて、第１、
第３管路が連通するように三方切換弁を切り換えるとと
もに、水受け容器から水蒸気選択透過膜を介して得られ
た水蒸気が第３管路、第１管路を経由して吸・排気口側
へ吸引されるように吸・排気ポンプを動作させる。ま
た、除湿モードにおいて、第１、第２管路が連通するよ
うに前記弁を切り換えるとともに、除湿器で除湿された
室内空気が第２管路、第１管路を経由して吸・排気口側
へ吸引されるように前記ポンプを動作させる。更に、吸
湿材の乾燥モードにおいて、第１、第２管路が連通する
ように弁を切り換えるとともに、室内空気が吸・排気口
から第１、第２管路を経由して除湿器側へ排気されるよ
うにポンプを動作させる。

【００１５】空気調和装置と協働させる場合、その暖房
運転終了後、所定時間除湿モードで運転されるように
し、該暖房運転開始時点より所定時間経過後、吸湿材の
乾燥モード運転が開始されるようにする。吸湿材の乾燥
モードの運転時においては、空気調和装置の室内熱交換
器から吹き出す高温気流が吸・排気口から吸引されるよ
うにし、更に、ポンプによる排気流により除湿器のフィ
ルターの目詰まりを除去するように構成するとよい。

【００１６】また、空気調和装置の室外熱交換器の運転
開始後、最初の除霜動作開始直前の所定時間、制御手段
により第１管路と第３管路とが連通するように三方切換
弁が切り換えられるとともに、吸・排気口から第１管
路、第３管路を経由して水受け容器側へ排気されるよう
に吸・排気ポンプを動作させることにより、水蒸気選択
透過膜の目詰まりを除去するように構成してもよい。

【００１７】

【作用】上記構成によると、室内雰囲気の湿度が低いと
きは、制御手段を加湿モードとし、第１、第３管路を連
通させて、水受け容器から水蒸気選択透過膜を介して得
られた水蒸気を吸・排気用ポンプによって第３管路から
第１管路を経て吸・排気口側へ吸引することにより、吸
・排気口から水蒸気を多量に含んだ空気を室内へ供給す
る。この場合、空気調和装置から得られた除霜水を使用
すれば、別途水受け容器への水の供給が不要になる。

【００１８】逆に、室内雰囲気の湿度が高いときは、制
御手段を除湿モードとし、第１、第２管路を連通させ
て、室内空気をポンプで吸引して、除湿器の吸湿材を通
過させて除湿し、これによって得られた乾燥空気を第２
管路、第１管路を経て吸・排気口から室内へ排気する。
このように室内の状態によって一時的に適量だけの除湿
及び給水不要の加湿をすることができる。

【００１９】除湿によって多量の水分を含んだ吸湿材を
乾燥するときは、制御手段を乾燥モードとし、第１、第
２管路を連通させて、室内空気を吸・排気口から第１、
第２管路を経て除湿器から排気する。

【００２０】

【実施例】図１〜図５は本発明に係る調湿装置の一実施
例を示し、図１はその全体構成を、図２〜図５はそれぞ
れ異なるモードにおける動作状態を模式的に示してい
る。図１において、１は吸・排気口であって、前面開口
部を空気調和装置の室内熱交換器Ａに臨ませてあるとと
もに、該開口部にフィルター１１が張設されている。２
１は吸・排気口１と連通連結された第１管路であって、
該第１管路２１の中間部には吸・排気用ポンプ３が介装
されている。

【００２１】４は室内に配置された除湿器であって、ケ
ース４１を備え、このケース４１内の底壁４１ａ寄り側
に支持網４２を張設するとともに、該支持網４２上に吸
湿材４３を配設し、更に該吸湿材４３の前面と対面して
ケース開口部にフィルター４４を張設してなるもので、
ケース底壁４１ａから第２管路２２が引き出されてい
る。

【００２２】５は室外において空気調和装置の室外熱交
換器Ｂの下方に配置された水受け容器であって、その上
面開口部から前記室外熱交換器Ｂで生成される除霜水を
集水するようになっており、該上面開口部には防塵用の
フィルター５１が張設されている。

【００２３】２３は水受け容器５から引き出された第３
管路であって、この第３管路２３の水受け容器５内に臨
む開口端には水蒸気取入口５２が形成されている。ま
た、この取入口５２の前面には、水蒸気の透過を許すが
水を透過させない水蒸気選択透過膜５３が張設されてお
り、該選択透過膜５３の作用によって水蒸気取入口５２
からは水蒸気のみが取り込まれるようにしてある。

【００２４】前記第１管路２１、第２管路２２及び第３
管路２３は室内側において三方切換弁６を介して共通に
接続されており、該三方切換弁６によって第１管路２１
に連通する管路を第２管路２２または第３管路２３に切
り換えられるように構成されている。

【００２５】７はマイクロコンピュータによって構成さ
れた制御部であって、前記吸・排気ポンプ３の正逆転駆
動及び三方切換弁６の切換動作を電気的に制御するもの
である。なお、上記構成の調湿装置は空気調和装置とは
別に独立した形で構成してもよく、あるいは該空気調和
装置内に一体に組み込んだ構成としてもよい。

【００２６】次に、上記構成の動作を説明すると、室内
雰囲気が高湿度のときは図２に示す除湿モードで運転さ
れる。この場合、制御手段７は第１管路２１と第２管路
２２とが連通するように三方切換弁６を切り換えるとと
もに、第２管路２２から第１管路２１へと空気が送られ
るようにポンプ３を正転動作させる。

【００２７】このポンプ３の動作により、室内の高湿空
気ａが除湿器４のフィルター４４で除塵されて吸湿材４
３中を通過し、この通過時に吸湿材４３と接触すること
により水分が吸湿材４３に吸収されて、除湿される。吸
湿材４３から第２管路２２に吸引された乾燥空気ａ’は
三方切換弁６を経由して第１管路２１を通り、吸・排気
口１から室内へ放出される。このプロセスを繰り返して
室内が除湿される。

【００２８】逆に、室内雰囲気が低湿度、つまり乾燥状
態にあるときは図３に示す加湿モードで運転される。こ
の場合、制御手段７は第１管路２１と第３管路２３とが
連通するように三方切換弁６を切り換えるとともに、第
３管路２３から第１管路２１へと水蒸気が送られるよう
にポンプ３を正転動作させる。なお、通常は、水受け容
器５には室外熱交換器Ｂで生成された除霜水がフィルタ
ー５１で除塵された上で貯水されている。

【００２９】ポンプ３の吸引動作によって、除霜水から
気化した水蒸気ｂが選択透過膜５３を透過し、水蒸気取
入口５２、第２管路２２、三方切換弁６及び第３管路２
３を経て、吸・排気口１から室内へ放出される。この
際、吸・排気口１から排気された水蒸気ｂは室内熱交換
器Ａによって適温に加熱され、快適な暖気となって室内
を循環する。このプロセスを繰り返して室内が加湿され
る。

【００３０】なお、前記室外熱交換器Ｂとして、1800kc
al/hのヒートポンプ式熱交換器を例に挙げると、室内空
気が20℃、室外が２℃の場合、その除霜水量は600〜700
cc/h程度であり、加湿に要する水量としては十分な量で
あると言える。

【００３１】上記除湿モード及び加湿モードの運転は連
続的に行うことができる。但し、空気調和装置による冷
房時は室内の温度の低下に伴って飽和水蒸気量が下がっ
て湿度が高くなるので、主として除湿モードでの運転が
行われる。逆に、暖房時は室内の温度上昇に伴い飽和水
蒸気量が上がり、湿度が下がるので、主として加湿モー
ドの運転が行われ、暖房運転終了後に温度の低下に伴う
結露の発生を防止するために予め設定された時間だけ、
除湿モードの運転が行われる。

【００３２】除湿運転によって除湿器４の吸湿材４３中
の水分が増大したときは、除湿機能への影響をなくすた
めに、該吸湿材４３の再生、つまり乾燥を行う必要があ
る。この吸湿材４３の乾燥モードの運転の場合、図４に
示すように、制御手段７は第１管路２１と第２管路２２
とが連通するように三方切換弁６を切り換えるととも
に、第１管路２１から第２管路２２へと暖気ｃが送られ
るようにポンプ３を逆転動作させる。

【００３３】この吸湿材４３の乾燥モードの運転は、空
気調和装置の暖房運転開始時点より予め設定された一定
時間経過後に開始される。即ち、暖房運転時において
は、室内熱交換器Ａからは高温空気が吹き出されている
が、この高温吹き出し空気の一部ｃをポンプ３で吸引す
ることにより、フィルター１１で除塵した上で吸・排気
口１から、第１管路２１、三方切換弁６及び第２管路２
２を経て除湿器４へ導入する。

【００３４】この暖気ｃが吸湿材４３を通過するとき
に、該吸湿材４３と接触してその水分を加熱により蒸発
させ、除湿器開口部から室内へ放出する。これによっ
て、除湿器４の吸湿材４３は乾燥され、同時に吸湿材４
３から水蒸気を多量に含む空気ｃ’により、暖房によっ
て低湿度となった室内の加湿が行われる。

【００３５】この場合、吸湿材４３が支持網４２に支持
されていることにより、第２管路２２から送られてきた
暖気流ｃは吸湿材４３の第２管路２２との対向面の全面
から可及的に均一に進入することになり、これによって
吸湿材４３の乾燥が満遍無く一様に施される。

【００３６】また、このように吸湿材４３の支持を網材
で行っていることにより、送風断面積を大きく取ること
ができるので、除湿運転時には、第２管路２２へ向かう
乾燥空気流ａ’（図２参照）の送風量の増大を図ること
ができる。

【００３７】この吸湿材４３の乾燥モードの運転時にお
いては、前記水蒸気を多量に含んだ排気流ｃ’が除湿器
４のフィルター４４を通過する際に、該フィルター４４
の目詰まりを気流ｃ’によって吹き飛ばすことにより除
去する作用も同時に行うものである。従って、面倒なフ
ィルター４４の清掃作業の回数を大きく減らすことがで
きる。

【００３８】図５は水蒸気選択透過膜５３の目詰まり除
去モードの運転状態を示している。この場合、制御手段
７は第１管路２１と第３管路２３とが連通するように三
方切換弁６を切り換えるとともに、第１管路２１から第
３管路２３へと空気ｄが送られるようにポンプ３を逆転
動作させる。

【００３９】この選択透過膜５３の目詰まり除去モード
の運転は、室外熱交換器Ｂの運転開始後、最初の除霜動
作開始直前の予め設定された一定時間だけ、ポンプ３を
駆動して、吸・排気口１から第１管路２１、三方切換弁
６、第３管路２３を経て水蒸気取入口５２へ圧縮空気を
導入し、水蒸気選択透過膜５３の目詰まりを強制的に除
去するものである。

【００４０】なお、上記実施例では、本発明によって空
気調和装置と協働して動作する調湿装置を構成したもの
としているが、本発明は空気調和装置とは無関係に単独
で使用できる調湿装置にも適用できる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の調湿装置で
は、吸湿材を用いた除湿器を設けるとともに、水受け容
器中の水から水蒸気選択透過膜によって水蒸気を取り出
し、これを加湿の用に供するようにし、更に、これら除
湿部と加湿部を管路によって室内に臨ませた吸・排気口
に連通し、且つ、管路の断続並びに該管路内の気流の方
向を制御できるようにしているので、一つの装置で除
湿、加湿、吸湿材の乾燥等を全て行うことができる。従
って、除湿、加湿運転を連続して行うことにより室内雰
囲気の湿度調整を適正に行うことができる。

【００４２】また、加湿、除湿、吸湿材の乾燥を全て１
台のポンプの吸引及び圧縮により行うことができるの
で、単一のシステムて行えて装置が単純化し、大型化を
防ぐことが可能になる。

【００４３】また、請求項２によるときは、空気調和装
置と協働して機能させるものとしているので、加湿の給
水対策として室外熱交換器から得られる除霜水を使用で
きるので、給水の手間を省くことができる。

【００４４】請求項３によるときは、除湿器や水受け容
器に設けたフィルターによって常に清浄な空気を供給す
ることができる。また、請求項１０または１１によると
きは、除湿器のフィルターあるいは水蒸気選択透過膜の
目詰まりを管路を逆方向に送られる気流によって除去で
きるので、定期的なフィルター清掃の手間を省くことが
できる。

【００４５】請求項８または９によるときは、空気調和
装置で生成される暖気を利用して吸湿材の乾燥を行うこ
とができるので、従来のような吸湿材再生専用の加熱器
が不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を模式的に示す構成図。

【図２】その除湿モードにおける動作を模式的に示す
構成図。

【図３】その加湿モードにおける動作を模式的に示す
構成図。

【図４】その吸湿材の乾燥モードにおける動作を模式
的に示す構成図。

【図５】そのフィルター及び水蒸気選択透過膜の目詰
まりを除去する際の動作を模式的に示す構成図。

【符号の説明】

１吸・排気口２１第１管路２２第２管路２３第３管路３吸・排気用ポンプ４除湿器４３吸湿材４４フィルター５水受け容器５１フィルター５３水蒸気選択透過膜６三方切換弁７制御手段Ａ室内熱交換器Ｂ室外熱交換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内に臨む吸・排気口と、前記室内に配
置され且つ吸湿材に空気を接触させることによって除湿
を行う除湿器と、室外に配置された水受け容器とを備
え、前記吸・排気口に第１管路を、前記除湿器に第２管
路を、前記水受け容器に第３管路をそれぞれ連通連結
し、該第１、第２及び第３管路を第１管路に連通する管
路を第２管路または第３管路に切り換える三方切換弁を
介して共通に接続するとともに、前記第１管路中に吸・
排気用ポンプを配設し、さらに前記水受け容器内に臨む
前記第３管路の開口端に水蒸気の透過を許し且つ水を透
過させない水蒸気選択透過膜を張設する一方、前記吸・
排気ポンプの正逆駆動及び前記三方切換弁の切換動作を
制御する制御手段を設けたことを特徴とする調湿装置。
【請求項２】吸・排気口が空気調和装置の室内熱交換
器に臨み、且つ、水受け容器が前記空気調和装置の室外
熱交換器から得られる除霜水を集水するように構成され
ている請求項１の調湿装置。
【請求項３】除湿器の吸湿材面が臨む開口面と、水受
け容器の集水用開口部にフィルターが張設されている請
求項１または２の調湿装置。
【請求項４】制御手段は加湿モードにおいて、第１管
路と第３管路とが連通するように三方切換弁を切り換え
るとともに、水受け容器から水蒸気選択透過膜を介して
得られた水蒸気が第３管路、第１管路を経由して吸・排
気口側へ吸引されるように吸・排気ポンプを動作させる
ように構成されている請求項１〜３のいずれかの調湿装
置。
【請求項５】制御手段は除湿モードにおいて、第１管
路と第２管路とが連通するように三方切換弁を切り換え
るとともに、除湿器で除湿された室内空気が第２管路、
第１管路を経由して吸・排気口側へ吸引されるように吸
・排気用ポンプを動作させるように構成されている請求
項１〜３のいずれかの調湿装置。
【請求項６】空気調和装置の暖房運転終了後、所定時
間除湿モードで運転されるように構成されている請求項
５の調湿装置。
【請求項７】制御手段は吸湿材の乾燥モードにおい
て、第１管路と第２管路とが連通するように三方切換弁
を切り換えるとともに、室内空気が吸・排気口から第１
管路、第２管路を経由して除湿器側へ排気されるように
吸・排気用ポンプを動作させるように構成されている請
求項１〜３のいずれかの調湿装置。
【請求項８】空気調和装置の暖房運転開始時点より所
定時間経過後、吸湿材の乾燥モード運転が開始されるよ
うに構成されている請求項７の調湿装置。
【請求項９】吸湿材の乾燥モードの運転時において、
空気調和装置の室内熱交換器から吹き出す高温気流が吸
・排気口から吸引されるように構成した請求項８の調湿
装置。
【請求項１０】吸湿材の乾燥モードの運転時におい
て、吸・排気用ポンプによる排気流により除湿器のフィ
ルターの目詰まりを除去するように構成した請求項７〜
９のいずれかの調湿装置。
【請求項１１】空気調和装置の室外熱交換器の運転開
始後、最初の除霜動作開始直前の所定時間、制御手段に
より第１管路と第３管路とが連通するように三方切換弁
が切り換えられるとともに、吸・排気口から第１管路、
第３管路を経由して水受け容器側へ排気されるように吸
・排気ポンプを動作させることにより、水蒸気選択透過
膜の目詰まりを除去するように構成した請求項２の調湿
装置。