JPH074433B2 - 構築物における室内炭酸ガスの軽減装置 - Google Patents

構築物における室内炭酸ガスの軽減装置

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JPH074433B2
JPH074433B2 JP63242694A JP24269488A JPH074433B2 JP H074433 B2 JPH074433 B2 JP H074433B2 JP 63242694 A JP63242694 A JP 63242694A JP 24269488 A JP24269488 A JP 24269488A JP H074433 B2 JPH074433 B2 JP H074433B2
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雅一 塙
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、劇場、映画館、公会堂、百貨店、講堂、事務
室、地下街その他のビルや特殊構築物の室内環境保持の
ための室内炭酸ガスの軽減装置に関する。
〔従来の技術〕 最近室内環境の向上が叫ばれており、多数の人々が集ま
る建物の室内環境は、建築基準法で基準が定められてい
る。しかし、室内環境悪化の原因のうち温湿度、粉塵に
ついては空調機やフィルターの性能向上により基準をほ
ぼ満足できるようになったが、炭酸ガス(CO2)につい
てはほとんど配慮されていないのが現状である。
そもそも炭酸ガスは燃焼や動植物の呼吸等により発生す
るが、植物の光合成と海水、淡水に溶け込むことによっ
て従来大気中では300PPM程度であった。ところが、近年
産業や交通等の発達により炭酸ガス量が急激に増加して
500PPM程度にも達するようになっている。
ところで、炭酸ガスの許容濃度と有害度の関係を見る
と、下記の通りである。
構築物の室内について言えば、このような炭酸ガスは外
気を取入れる度にたまる一方であり、外気環境で500PPM
に達しているところでは室内の濃度は建築基準法で規定
している“1000PM以下”を満足せず1000PPMを越え1100P
PMにも達していることがあり、室内環境はかなり悪化す
るおそれがある。
従来、室内炭酸ガス量の調節方法としては外気を単に導
入して室内の換気を積極的に行うのがほとんどであっ
た。例えば、特開昭51−76834号公報の空気調和設備に
おける空気浄化制御方式や特開昭58−136928号公報の空
気調和システムなどもその一例であり、炭酸ガスの濃度
に応じて空調機を制御し換気を行うことを内容としてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような従来の方法では、室内の外部環境が悪いとこ
ろでは、室内の換気をしても新たに炭酸ガスを導入する
ことになり充分な除去効果を上げることができない。
一方、工場設備において産業用ガスの炭酸ガスの除去技
術としては膜分離法、蒸溜法、物理的又は化学的ガス吸
収法及び吸着法など種々あるが、これを構築物の室内の
炭酸ガス除去のために用いるのにはメンテナンスの容易
性や所要スペースの問題及び設備費やランニングコスト
等の経済性などを考慮しなければならない。
本発明の目的は前記のごとき事情を考慮して、安価かつ
合理的に室内の炭酸ガスを少なくして快適環境を維持で
きる構築物における室内炭酸ガス装置の軽減装置を提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は前記目的を達成するため、室内から外気中への
排気流路の途中を分岐して室内への外気取入流路へ接続
する室内への帰還流路を形成し、この帰還流路の途中に
熱揺動吸着装置を設けるとともに帰還流路を分岐して熱
揺動吸着装置を通過しないバイパス流路を形成し、また
排気流路中に炭酸ガスセンサーを設け、該センサーの出
力に対応可能な流量制御手段を前記帰還流路やバイパス
流路に設けたことを要旨とするものである。
〔作用〕
本発明によれば、排気流路を通り室内から外気中へ放出
されるべき空気の一部は帰還流路に入り、かつその一部
が熱揺動吸着(TSA)装置の吸着塔を通過してその内部
の合成ゼオライトで炭酸ガス(CO2)と水分を避択的に
吸着除去される。
このようにして炭酸ガスや水分を除去された空気は、バ
イパス流路を通る熱揺動吸着(TSA)装置を通過しない
空気といっしょになって、室内への外気取入流路に入
り、炭酸ガスが少ない外気といっしょになって室内へ送
り込まれる。
炭酸ガスの濃度について見れば、室内から出る空気が一
番高く、そのうちの一部は外へと捨てられ、また室内へ
戻る空気のうちの一部は熱揺動吸着(TSA)装置で除去
される。
帰還流路での空気は炭酸ガス濃度の低いものとなって、
さらに炭酸ガス濃度が比較的少ない外気と合流し、両者
わせて炭酸ガスが少ない空気として送風機で室内に送り
込まれ、その結果室内の炭酸ガスは低い状態を保つ。
〔実施例〕
以下、図面いついて本発明の実施例を詳細に説明する。
第1図は本発明の構築物における室内炭酸ガスの軽減装
置の1実施例を示す配管図で、図中1は事務室その他の
室内、2は途中に送風機3を設けて外気を室内1へ取入
れる外気取入流路、4は室内1から内部の空気を屋外の
外気中へ放出する排気流路を示す。
この場合、送風機3は冷暖房を行うための空調機内部の
ものを利用してもよい。
前記排気流路4の途中を分岐して外気取入流路2へ接続
する帰還流路5を形成し、この帰還流路5の途中に熱揺
動吸着装置(以下TSA装置と称す)6を設けた。
また、帰還流路5の途中を分岐してTSA装置6と並列で
これを通過しないバイパス流路7を形成した。
第2図は前記TSA装置6の一例を示す配管図で、図中12
は吸着塔でこの吸着剤としての合成ゼオライトを及びそ
の前段に吸着剤の効率向上と保護を目的とした脱水用の
活性アルミナを配設している。
吸着塔12への流入路13へ送風機14を設け、その前後に弁
V1,V2を取ける。また、吸着塔12からの流出路15に弁V3
を設ける。
図中16は電気ヒーター等を使用する加熱装置で、流入路
13の送風機14と弁V2との間を分岐してこの加熱装置16を
通り吸着塔12に入る加熱空気流入路17を、また吸着塔12
から冷却器18及びドレインポット19を経る加熱空気排出
路20を形成した。
これら加熱空気流入路17及び加熱空気排出路20はTSA装
置6の再生工程用の流路となるもので、前記流入路13の
帰還流路5側へ連通する端とは別に、弁V1と送風機14間
に合流する流入路21を設け、加熱空気流入路17の加熱装
置16の流入側に弁V4を、流出側に弁V6を配設する。
加熱空気排出路20の、吸着塔12と冷却器18との間に弁V7
を、ドレインポット19からの排出路に弁V8を設ける。
さらに、流入路15の弁V3の流入側を分岐して冷却器18、
ドレインポット19を経て流入路21に合流する冷却流路22
を形成し、流入路21のこの冷却流路22との合流個所の前
後に弁V9と弁10とを設け、冷却流路22のドレインポット
19と流入路21との合流端との間に弁V11を設け、冷却器1
8と吸着塔12との間に弁V12を、それぞれ設ける。
24は冷却器18の冷水配管、24はドレインポット19からの
排水管で、それぞれ弁14,15を有する。
室内1からの帰還流路5上で、このようなTSA装置6の
流入路13と流出路15とに流量制御手段としてのモーター
バルブ又はモーターダンパからなる制御弁8,9を設け、
バイパス流路7に同様の制御弁10を設ける。そして、排
気流路4の室内1と帰還流路5の分岐点との間に炭酸ガ
スセンサー11を設け、この炭酸ガスセンサー11の出力で
前記制御弁8,10を調整するようにする。なお、制御弁8,
9,10手動やタイマーにより作動されるものであり、この
制御弁8,9,10を設ける代わりに、図示は省略するが、流
入路13、流出路15の分岐又は合流点、すなわちバイパス
流路7と帰還流路5との分岐又合流点に三方切換弁を設
け、これを流量制御手段とすることも考えられる。
第3図は動作フローを示す説明図で、これにもとづいて
使用法及び動作を説明する。
通常昼間(例えば9〜18時)は、TSA装置6を使用して
室内1の炭酸ガス軽減を行う吸着工程であり、制御弁8,
9,10はともに開かれている。
そして、制御弁8と10、又はそのいずれか一方は炭酸ガ
スセンサー11の出力に応じてその開度が決定される。
送風機3により外気取入流路2から室内1に空気が送り
込まれると、それに対応して排気流路4により室内1の
空気は排出され外気中へ放出されるが、大部分(例えば
3分の2程度)は帰還流路5へ入り、さらにTSA装置6
を通過するものとバイパス流路7によりTSA装置6を通
過しないのとに分かれるが、その配分は炭酸ガスセンサ
ー11の出力で室内1からの空気の炭酸ガス濃度が高いほ
ど、TSA装置6の通過量分が多くなる。
この調整はセンサー11の出力をもとに、制御弁10と8又
はいずれか一方の開度を調整することにより行なう。
TSA装置6では、第3図に示すように弁V1〜V4,V6〜V12,
V14,V15のうち、弁V1,V2,V3のみが開いていて、残りは
閉じている。
従って、第2図における流入路13で弁V1、送風機14、弁
V2を通過した空気は吸着塔12に入り、ここで炭酸ガス及
び水分を除去され、流出路15で弁V3を通過してTSA装置
6から出て御制御弁9を通り、バイパス流路7の空気と
再度合流する。
この合流した空気は、外気取入流路2で外気と合流し、
送風機3により室内1へと送り込まれる。
次に、TSA装置6の再生工程について説明する。これは
通常、室内1に人間がいない夜間(例えば(22〜6時)
に行なう。
この場合、制御弁8,9,10はいずれ閉じられている。ま
た、弁V1〜V4,V6〜V12,V14,V15のうち、弁V4,V6〜V10,V
14,V15が開かれ、残りは閉じられる。
従って、流入路21で弁9,V10を通過した空気は加熱空気
流入路17へと入り、弁V4を通過して加熱装置16へ入りこ
こで加熱されて加熱空気として弁V6を通り吸着塔12へ入
り、吸着剤の再生を行なう。
再生を行った加熱空気は、吸着塔12から出て加熱空気排
出路20を弁V7を経て冷却器18へ入り、ここで冷水配管24
による冷却水で冷却され、さらにドレインポット19に送
られ除水され弁V8を経て放出される。ドレインポット19
で生じた結露水は排水管25を弁V15を経て排出される。
このような再生工程の後では、吸着塔12の内部を冷却す
る冷却工程が行われる。
該冷却工程では、前記再生工程と同じく制御弁8,9,10の
いずれも閉じられており、また、弁V1〜V4,V6〜V12,V4,
V15のうち弁V2,V10,V11,V12,V14のみが開かれて残りの
弁は閉じられる。
その結果、送風機14で弁V2を通り吸着塔12へ入った空気
は前記再生工程での余熱を冷却し、吸着塔12から出て冷
却流路22を弁V12を経て冷却器18で冷却され、さらにド
レインポット19で除水されて弁V11を通り、弁V10及び送
風機14、弁V2を経て再度吸着塔12へ送り込まれ、このよ
う循環を繰り返す。このようにして、吸着塔12は冷却器
18で冷やされた空気で冷却され、再生工程での余熱が取
除かれる。
第4図はTSA装置6の他例を示すもので、熱交換器26を
加熱空気流入路17と加熱空気排出路20とに介在させた。
これにより、再生工程で吸着塔12より加熱空気排出路20
を通る高温の排ガスのもつ熱を加熱空気流入路17の加熱
装置16へ入る空気に与え、加熱装置16へ入る空気を余熱
して燃料ガスの削減を図り省エネルギー化を実現でき
る。
また、第5図はTSA装置6の更に他例を示すもので、前
記第4図の構成に加えてドレインポット19からの排気路
を分岐してこの分岐路に弁V16と真空ポンプ27とを設け
た。このように真空ポンプ27を設けることにより前記熱
交換器26でのガス/ガス熱交換を促進させ、より一層の
燃料ガスの削減を図ることができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明の構築物における室内炭酸ガス
の軽減装置は、熱揺動吸着(TSA)装置により室内へ戻
る空気のうちの一部について炭酸ガスを除去して濃度の
低い外気と合流させて室内へ送り込むものであるから、
室内を常に炭酸ガス濃度の低い快適環境に維持できるも
のである。
また、室内から排出する空気の一部は屋外へ捨てられ、
残りの戻り空気のさらに一部が熱揺動吸着(TSA)装置
にかけられるものであるから、熱揺動吸着(TSA)装置
はそれほど大型のものでなくてもよく、設備費やランニ
ングコストを低して合理的な室内炭酸ガスの軽減を行な
うことができるものである。
さらに、この熱揺動吸着(TSA)装置にかける分量は炭
酸ガスセンサーで室内の炭酸ガス濃度に対応させること
ができるので、より効率的な軽減作用が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構築物における室内炭酸ガスの軽減装
置の1実施例を示す配管図、第2図は本発明で使用する
熱揺動吸着(TSA)装置の1例を示す配管図、第3図は
動作の工程を示す説明図、第4図は熱揺動吸着(TSA)
装置の他例を示す配管図、第5図はさらに熱揺動吸着
(TSA)装置の他例を示す配管図である。 1……室内、2……外気取入流路 3……送風機、4……排気流路 5……帰還流路 6……熱揺動吸着装置(TSA装置) 7……バイパス流路、8,9,10……制御弁 11……炭酸ガスセンサー 12……吸着塔、13……流入路 14……送風機、15……流出路 16……加熱装置、17……加熱空気流入路 18……冷却器、19……ドレインポット 20……加熱空気排出路、21……流入路 22……冷却流路 24……冷水配管、25……排水管 26……熱交換器、27……真空ポンプ V1〜V4,V6〜V12,V14〜V16……弁
フロントページの続き (72)発明者 沢辺 潔 千葉県市川市新田1―14―6 (72)発明者 塙 雅一 茨城県鹿島郡波崎町矢田部4098番地21 三 菱油化矢田部社宅30号棟104 (72)発明者 小林 拓雄 神奈川県横浜市栄区小菅ケ谷町1205―52 (56)参考文献 特開 昭63−291616(JP,A) 特開 昭63−213734(JP,A) 特開 昭57−198935(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】室内から外気中への排気通路の途中を分岐
    して室内への外気取入流路へ接続する室内への帰還流路
    を形成し、この帰還流路の途中に熱揺動吸着装置を設け
    るとともに帰還流路を分岐して熱揺動吸着装置を通過し
    ないバイパス流路を形成し、また排気流路中に炭酸ガス
    センサーを設け、該センサーの出力に対応可能な流量制
    御手段を前記帰還流路やバイパス流路に設けたことを特
    徴とする構築物における室内炭酸ガスの軽減装置。
JP63242694A 1988-09-28 1988-09-28 構築物における室内炭酸ガスの軽減装置 Expired - Lifetime JPH074433B2 (ja)

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