JPH11248389A - 全熱交換素子及び全熱交換器 - Google Patents

全熱交換素子及び全熱交換器

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JPH11248389A
JPH11248389A JP4504298A JP4504298A JPH11248389A JP H11248389 A JPH11248389 A JP H11248389A JP 4504298 A JP4504298 A JP 4504298A JP 4504298 A JP4504298 A JP 4504298A JP H11248389 A JPH11248389 A JP H11248389A
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heat exchange
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photocatalyst
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JP4504298A
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Yasuaki Sakane
安昭 坂根
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/147Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification with both heat and humidity transfer between supplied and exhausted air
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の静止直交流方式の全熱交換素子は、室
内のタバコ煙等の汚れた空気を、全熱交換素子を通して
排出する場合に、通気表面に汚れが付着して蓄積してし
まい、仕切板の吸湿性が次第に低下するため、全熱交換
性能が低下するおそれがあった。 【解決手段】 多孔質シート4に、シリカゾル等のバイ
ンダー成分3と無機吸湿剤2とを混合したスラリーを塗
布して乾燥・焼付け後、光触媒である酸化チタンの微粒
子粉1をシリカゾルバインダーとを混合した後、塗布
し、乾燥・焼付けを行うことにより、最外表面に光触媒
層を形成する。前記方法で処理した多孔質シートを波板
状に加工した後、交互に積層して接着して全熱交換素子
を形成してもよいし、予め多孔質シート4を波板状に加
工して積層・接着して全熱交換素子を形成した後に上記
処理を施してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、換気時の熱ロス
を低減させる全熱交換素子のうち、静止直交流方式の全
熱交換素子に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の全熱交換素子を、図7及び図8を
用いて説明する。図7は、全熱交換素子の外観図、図8
は全熱交換素子を構成する仕切板の断面概略図である。
そして、図8示すように、仕切板は、吸湿剤2をバイン
ダー成分3を用いて塗布した多孔質シート4から構成さ
れ、この仕切板を図7に示すように波板状に加工し、交
互の直交するように接着、積層したものである。
【0003】また、換気時において吸気・排気の気流間
で潜熱と顕熱を同時に交換する全熱交換素子において
は、特開平9−170783号公報に開示されるよう
な、回転ローターを用いて蓄熱・放熱あるいは蓄湿・放
湿を繰り返すことにより全熱交換する回転ローター方式
や、特開昭60−213794号公報に開示されるよう
に、透湿性の仕切板を介して潜熱と顕熱を同時に全熱交
換する静止直交流方式の2方式がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の静止直交流方式
においては、室内のタバコ煙等の汚れた空気を、全熱交
換素子を通して排出する場合に、当該全熱交換素子内の
通気表面に汚れが付着してしまい、仕切板の吸湿性が次
第に低下するため、全熱交換性能が低下してくる。ま
た、仕切板が吸湿して高温となるためカビや細菌類が発
生しやすく、健康面においても十分なものではなかっ
た。
【0005】これに対して、実開平3−128269号
公報に開示されるように仕切板に防カビ・抗菌性を有す
るものが提案されているが、仕切板自体に酸化分解能力
がないために、汚れが次第に蓄積していくため、付着防
止及び分解には効果がなく、次第に潜熱交換効率が低下
してくる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、静止直交流方
式の全熱交換素子内部への汚れ付着防止を図りさらにカ
ビや細菌類の発生を防止するものであり、仕切板の表面
あるいは仕切板自体に光触媒を担持するか、光触媒を担
持した吸湿剤を用い、紫外線ランプもしくは室内光・太
陽光を該全熱交換素子に照射する構造とするものであ
る。
【0007】具体的には、請求項1記載の発明は、気体
入口部と気体出口部とを備え、仕切材を隔てて2種類の
気体を流通させることにより該仕切板を介して2種類の
気体の潜熱と顕熱を熱交換させる全熱交換素子におい
て、上記仕切材は、無機系吸湿剤と無機系多孔質材と光
触媒とを備えることを特徴とする全熱交換素子である。
【0008】請求項2記載の発明は、上記光触媒を、上
記無機系多孔質材の表面に担持することを特徴とする請
求項1記載の全熱交換素子である。
【0009】請求項3記載の発明は、上記無機系吸湿剤
を上記無機系多孔質材に含有させたことを特徴とする請
求項2記載の全熱交換素子である。
【0010】請求項4記載の発明は、上記光触媒を、上
記無機系多孔質材に練り込んだことを特徴とする請求項
1記載の全熱交換素子である。
【0011】請求項5記載の発明は、上記光触媒をマイ
クロカプセル化することを特徴とする請求項2記載の全
熱交換素子である。
【0012】請求項6記載の発明は、上記光触媒として
酸化チタン、または酸化チタンに貴金属もしくは金属酸
化物の微粒子を担持したものを用いることを特徴とする
請求項1乃至5の何れかに記載の全熱交換素子である。
【0013】請求項7記載の発明は、無機系吸湿剤とし
て、シリカゲル、合成ゼオライト、天然ゼオライトの何
れか又はこれらを組み合わせたものを用いることを特徴
とする請求項1乃至5の何れかに記載の全熱交換素子で
ある。
【0014】請求項8記載の発明は、請求項1乃至5の
何れかに記載の全熱交換素子において、上記気体入口部
又は上記気体出口部に、紫外線を照射する紫外線照射手
段を配設することを特徴とする全熱交換器である。
【0015】請求項9記載の発明は、請求項1乃至5の
何れかに記載の全熱交換素子において、上記気体入口部
又は上記気体出口部に、太陽光もしくは室内光を照射す
る光透過窓を配設することを特徴とする全熱交換器であ
る。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の全熱交換素子及び全熱交
換器の各実施の形態を、図1乃至図6に基づいて説明す
る。なお、本実施の形態の全熱交換素子の外観は、図7
に示した従来のものと同一であるため、図示は省略す
る。また、図7、図8に示した従来例と同一部分には同
一符号を付す。
【0017】図1は本発明の実施の形態1を示す仕切板
の拡大断面図である。多孔質シート4に、シリカゾル等
のバインダー成分3(無機系多孔質材)と無機吸湿剤2
を混合したスラリーを塗布して乾燥・焼付け後、光触媒
である酸化チタンの微粒子粉1をシリカゾルバインダー
とを混合した後、塗布し、乾燥・焼付けを行うことによ
り、最外表面に光触媒層を形成したものである。
【0018】なお、上記方法で処理した多孔質シートを
波板状に加工した後、交互に積層して接着して全熱交換
素子を形成してもよいし、予め多孔質シート4を波板状
に加工して積層・接着して全熱交換素子を形成した後に
上記処理を施してもよい。また、酸化チタンの代わりに
光活性の優れた貴金属または金属酸化物を担持した酸化
チタンを用いても良い。また、吸湿剤として吸湿性能の
良好なシリカゲル、合成ゼオライト、天然ゼオライトの
何れか、又は、これらを組み合わせて用いてても良い。
【0019】図2は本発明の実施の形態2を示す仕切板
の拡大断面図である。多孔質シート4に、シリカゾル等
のバインダー成分3と無機吸湿剤2と光触媒である酸化
チタンの微粒子粉1を混合し、塗布、乾燥、焼付けを行
い、光触媒1を吸湿層全体に練り込み形成させたもので
ある。
【0020】図3は本発明の実施の形態3を示す仕切板
の拡大断面図である。吸湿剤2の粒子に光触媒の微粒子
1を焼付け担持した後、シリカゾル等のバインダー成分
3とを混合し、多孔質シート4に塗布後、乾燥・焼付け
を行い、吸湿剤粒子の表面に光触媒を均等に形成したも
のである。
【0021】図4は本発明の実施の形態4を示す仕切板
の拡大断面図である。図4は光触媒の微粒子1の表面全
体をシリカで覆いマイクロカプセル化した光触媒5を、
シリカゾル等のバインダー成分3と吸湿剤2とを混合
し、高分子材料、ペーパー等の有機多孔質シートに塗布
し、乾燥・焼付けを行って形成した仕切板である。
【0022】図5は上記図1乃至図4に示した全熱交換
素子を組込んだ全熱交換器を示す実施の形態1である。
ファン8、9によって全熱交換素子6の内部を給気と排
気が直交するように流路が形成されており、全熱交換素
子6の気体入口部11に紫外線ランプ7が照射するよう
に配設されている。図中に鎖線で示すように、室外から
取り込まれた給気は全熱交換素子6を通って給気ファン
9から室内に供給される。一方、図中に鎖線で示すよう
に、室内の空気は全熱交換素子6を通り、排気ファン8
から室外に排気される。このとき、全熱交換素子6を通
過する時、給気と排気の間で仕切板を介して潜熱と頃熱
の交換を行う。
【0023】さらに紫外線ランプ照射により室外の汚れ
た空気を浄化して室内に給気し、室内の汚れた空気によ
る仕切板の汚れも分解して良好な親水性を維持し、カビ
・細菌の繁殖も防止する。紫外線ランプは全熱交換素子
6の気体入口部11に照射するのが良いが、気体出口部
に配設しても良い。
【0024】図6は上記図1乃至図5に示した全熱交換
素子を組込んだ全熱交換器の実施の形態2である。図5
の場合と同様に、ファン8、9によって全熱交換素子6
の内部を給気と排気が直交するように流路が形成されて
おり、全熱交換素子6の気体入口部11に太陽光または
室内光が照射するように光透過窓10が流路の一部に配
設されている。図5と同様に全熱交換素子6の入口部に
紫外線(太陽光または室内光に含まれている)を照射す
るような構造となっている。
【0025】なお、光透過窓10の材質は、400nm
以下波長、特に紫外線領域の透過率が大きい材料、例え
ば、石英や、紫外線透過性ガラス等を用いるとよい。ま
た、光ファイバー等を用いて太陽光または室内光を、全
熱交換素子の気体入口部11に導いても良い。
【0026】
【発明の効果】本発明の全熱交換素子及び全熱交換器は
上記構成により下記の効果を奏する。即ち、請求項1乃
至3の発明によれば、仕切材の表層の光触媒により、表
面に付着した有機物の汚れを酸化分解し、臭いの付着も
防ぐことができる。したがって、吸湿剤の吸湿性能が疎
水性である有機物の付着によって低下することがなく、
常時良好な親水性を維持できる。それに起因して潜熱交
換性能が低下することもなく、初期の全熱交換性能を長
期にわたって維持できる。さらに、光触媒の酸化分解作
用により、かび・細菌等も分解して抗菌作用を呈し、外
気に含まれる悪臭、NOx、等を浄化することができる
ため衛生的であり、これらの効果は紫外線照射により半
永久的に持続する。
【0027】請求項3の発明によれば、仕切板に光触媒
を練り込むことにより、請求項1の効果が、光が透過す
る範囲で仕切板の十分内部まで発揮され、より大きな効
果を呈する。
【0028】請求項4の発明によれば、無機系吸湿剤自
体に光触媒を担持したことにより、無機系吸湿剤に対す
る光触媒の上記効果が有効に作用する。
【0029】請求項5の発明によれば、マイクロカプセ
ル化した光触媒を用いることにより、光触媒の酸化分解
作用が抑制されるため、光触媒自体が仕切板を分解劣化
させるおそれがなくなり、仕切板に安価な高分子多孔質
材、紙等の有機材料を用いることができ、低コスト化が
図れる。
【0030】請求項6の発明によれば、光触媒に光活性
が大きい酸化チタンを用いることにより、より大きな酸
化分解性能が得られる。さらに酸化チタンに貴金属もし
くは金属酸化物を担持したものを用いることにより、酸
化チタンよりも大きな酸化分解性能が得られる。
【0031】請求項7によれば、吸湿剤としてシリカゲ
ル、合成ゼオライト、天然ゼオライト等の無機系吸湿剤
を用いるため、吸湿剤自体が光触媒の酸化分解作用で分
解することがない。
【0032】請求項8の発明によれば、全熱交換素子の
気体入口部又は気体出口部に紫外線照射手段を配設する
ことにより、全熱交換素子の設置場所の光強度や昼夜を
問わずに確実に光触媒を励起することができ、十分な分
解性能が得られる。
【0033】請求項9の発明によれば、全熱交換素子の
気体入口部又は気体出口部に太陽光もしくは室内光が照
射するように光透過材を配設することにより、紫外線ラ
ンプ等を用いて紫外線を照射する必要がなく、低コスト
化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の全熱交換素子の実施の形態1による仕
切板の断面図である。
【図2】本発明の全熱交換素子の実施の形態2による仕
切板の断面図である。
【図3】本発明の全熱交換素子の実施の形態3による仕
切板の断面図である。
【図4】本発明の全熱交換素子の実施の形態4による仕
切板の断面図である。
【図5】本発明の全熱交換器の実施の形態1を示す構造
図である。
【図6】本発明の全熱交換器の実施の形態2を示す構造
図である。
【図7】従来の全熱交換素子の外観図である。
【図8】従来の仕切板の断面図である。
【符号の説明】
1 光触媒 2 吸湿剤 3 バインダー 4 多孔質シート 5 マイクロカプセル化光触媒 6 全熱交換素子 7 紫外線ランプ 8,9 ファン 10 光透過窓

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気体入口部と気体出口部とを備え、仕切
    材を隔てて2種類の気体を流通させることにより該仕切
    板を介して2種類の気体の潜熱と顕熱を熱交換させる全
    熱交換素子において、 上記仕切材は、無機系吸湿剤と無機系多孔質材と光触媒
    とを備えることを特徴とする全熱交換素子。
  2. 【請求項2】 上記光触媒を、上記無機系多孔質材の表
    面に担持することを特徴とする請求項1記載の全熱交換
    素子。
  3. 【請求項3】 上記無機系吸湿剤を上記無機系多孔質材
    に含有させたことを特徴とする請求項2記載の全熱交換
    素子。
  4. 【請求項4】 上記光触媒を、上記無機系多孔質材に練
    り込んだことを特徴とする請求項1記載の全熱交換素
    子。
  5. 【請求項5】 上記光触媒をマイクロカプセル化するこ
    とを特徴とする請求項2記載の全熱交換素子。
  6. 【請求項6】 上記光触媒として酸化チタン、または酸
    化チタンに貴金属もしくは金属酸化物の微粒子を担持し
    たものを用いることを特徴とする請求項1乃至5の何れ
    かに記載の全熱交換素子。
  7. 【請求項7】 無機系吸湿剤として、シリカゲル、合成
    ゼオライト、天然ゼオライトの何れか又はこれらを組み
    合わせたものを用いることを特徴とする請求項1乃至5
    の何れかに記載の全熱交換素子。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至5の何れかに記載の全熱交
    換素子において、上記気体入口部又は上記気体出口部
    に、紫外線を照射する紫外線照射手段を配設することを
    特徴とする全熱交換器。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至5の何れかに記載の全熱交
    換素子において、上記気体入口部又は上記気体出口部
    に、太陽光もしくは室内光を照射する光透過窓を配設す
    ることを特徴とする全熱交換器。
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