JPS5924793B2 - 全熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は新鮮な外気の吸入と汚れた室内空気の排出を
同時に行なう換気装置、或いはビル等の空調機械室の新
鮮空気処理装置（外気と室内空気との全熱交換）に用い
る全熱交換器に関するものである。

従来の熱交換器は熱交換のみを目的とするため、二種の
気体を仕切る仕切板に熱伝導率の高い金属板が用いられ
てきたが、その後顕熱と同時に潜熱も交換させるために
和紙や炭素繊維紙等の多孔質性の材料を仕切板とする全
熱交換器が開発された。

しかしこれらの多孔質性仕切板は伝熱性と透湿性を有す
ると同時に透気性も有し、二種の気体が全熱交換器の内
部で混合するという欠点がある。

本発明者らはこの欠点を除くために、先に伝熱性、透湿
性は優れるが透気性が小さい。

即ち気体の選択透過性を有する仕切板の研究を行なった
結果、仕切板に沸点の高い多価アルコールとこれと相溶
性の良い樹脂の混合物を含有させた材料を用いた全熱交
換器を提案した。

しかし、この全熱交換器の湿度交換効率は、交換すべき
空気の相対湿度に依存し、通常の湿度（相対湿度で４０
％以上）のもとでは湿度交換効率が〜６０％以上を保持
し、全熱交換器としてこの性能を十分発揮することがで
きるが、相対湿度が低下するにつれて低下する欠点があ
る。

全熱交換器の性能から考えた場合には処理すべき空気の
相対湿度が低下した場合にも湿度交換効率が低下しない
ことが望ましい。

そこで全熱交換器の仕切板に対する水蒸気の透過機構を
詳しく調べた結果、水蒸気は仕切板表面で吸着されて凝
縮し、液状水として仕切板の毛細管内を移動し、背面で
再び気化するようにして透過していることがわかった。

従がって水蒸気が仕切板を透過するためには仕切板の毛
細管内に゛液状水が充満し、極管力が働く状態になけれ
ばならない。

紙や卆ラミックのような多孔質材料において毛細管力が
働くためには一般に含水率が５〜６％以上あることが必
要であり、それ以下になると急激に透過速度が小さくな
る。

そして処理空気の相対湿度が４０％以下となった場合に
も仕切板の含水率を５〜６％以上に維持するには、前記
薬剤の含有率を大きくすれば良い。

しかし単に含有率を大きくした場合には、処理空気が高
温度になった時に仕切板の含水率が大きくなり過ぎて仕
切板同志が接着するなどの不都合を生じる。

このような不都合を除くために種々の検討を重ねた結果
、仕切板にリチウム化合物を含むカチオン性高分子電解
質物質を含有させることにより、被処理空気の湿度が広
い範囲（１０〜９０％）にわたって、仕切板の含水率を
５〜３０％の範囲内に保持し５ることを見出し、この発
明を完成するに到った。

以下この発明の詳細な説明する。

第１図〜第３図はこの発明に係る全熱交換器の要部の一
構成例を示す図で、第１図は斜視図、第２図、第３図は
それぞれ構成要素を示す図で、１は仕切板、２は間隔板
、３，４はそれぞれ仕切板１と間隔板２との間に形成さ
れる通気路で、この例では通気路３には矢印イ方向に一
次空気が通気され、通気路４には矢印口方向に二次空気
が通気される。

仕切板１は沢紙、和紙、アスベスト紙、不織布またはセ
ラミック等の多孔質性の薄板に、吸湿率の相対湿度依存
性の小さいカチオン性高分子電解質物質を主剤とし、こ
れに吸湿性の強いリチウム化合物を添加せる薬剤を含有
せしめたものを用いる。

この薬剤を構成する高分子電解質物質としてはポリビニ
ルベンジルトリメチルアンモニウムクロライド（ダウケ
ミカル社製）、ポリピペリジニウムクロライド（メルク
社製）、ポリ（２−アクリルオキシエチルジメチルスル
ホニウムクロライド）又はポリグリシジルトリブチルフ
ォスフオニウムクロライド等が用いられ、リチウム化合
物としては塩化リチウム、臭化リチウム等の・・ロゲン
化リチウムが用いられる。

これらのものの含有量は、仕切板１００部（重量部、以
下同様）に対して２０〜５０部で含有量の内リチウム化
合物の害拾はｌＯ〜３０重量パーセントとするのが適当
である。

なお多孔質の薄板に上記薬剤の３０〜４０重量パーセン
トの水溶液を調製し多孔質性薄板に適量を塗布するか或
いは水溶液に薄板を浸漬し、ローラーで余分な液を絞る
ことにより所定量の薬剤な多孔質性薄板に含有させるこ
とができる。

間隔板２に！、この実施例では鋸歯状の波形に形成され
た例えばクラフト紙、セラミックス等で仕切板１に上面
及び下面の稜線部分で接着され、かつ仕切板１を介して
相隣接する二つの間隔板２゜２は互に稜線が直交するよ
うに積層されている。

なお詳細な図示は省略しているが、一次空気イと二次空
気口の導入口および排出口はそれぞれ隔壁で仕切られて
おり、混合することがないように構成されている。

このように構成された全熱交換器は、一次気体として暖
房された室内の暖かい空気を流し、二次気体として冬期
の戸外の冷たい空気を通すと、一次気体が持つ熱と水蒸
気は仕切板１を透過して二次気体に移行し、二次気体は
暖められかつ加湿された状態で室内に入ってくることに
なる。

逆に一次気体は熱と水蒸気を失ない冷たく、かつ湿度の
低い戸外の空気に近い状態となって排出されることにな
る。

第４図はその性能比較図であり、処理空気の平均相対湿
度と全熱交換器の湿度交換効率の関係を示す。

イは従来のリチウム化合物又は多価アルコールを含む樹
脂を含浸した仕切板を用いた全熱交換器の場合、口はこ
の発明によるリチウム化合物を含むカチオン性高分子電
解質物質を含浸した仕切板を用いた全熱交換器の場合を
示す。

なおこの実施例のカチオン性高分子電界質物質の含有率
は３０重量パーセントで、その内リチウム化合物の割合
は３０重量パーセントである。

以上の説明は室内空気と屋外空気とを熱交換する場合を
例に説明したが、この例に限られるものではな（、広く
気体相互間の熱交換に適用できることはいうまでもない
。

以上のようにこの発明による全熱交換器は室内の空気を
新鮮な外気と交換する換気装置などに組み込むことに適
しており、その際に室内空気（一次気体）の温度（顕熱
量）と湿度（潜熱量）を回収することにより、熱ロスを
少な（するこζができ、しかも処理気体の相対湿度に左
右されず常に高い湿度交換効率を維持することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の全熱交換器の一実施例を示す斜視図
、第２図と第３図はこの実施例で使用する平板状仕切板
と鋸歯状波形間隔板とを示す斜視図、第４図はこの発明
の全熱交換器と従来の全熱交換器との性能比較図である
。 図において、１は仕切板、２は間隔板、３，４は通気路
である。 なお、図中同一符号はそれぞれ同一部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多孔質の薄板の表面にリチウムのハロゲン化物を含
   むカチオン性高分子電解質物質を含有せしめた仕切板と
   、気体の通気路を形成する間隔板とを交互に複数層積層
   せる積層体、及びこの積層体に形成された多層の通気路
   に、一層おきに一次気体を通気させ、残る一層おきの通
   気路に上記−天気体と熱及び湿気の交換を行なわせよう
   とする二次気体を通気させる手段を備えた全熱交換器。 ２ リチウムのハロゲン化物を１０〜３０重量パーセン
   ト含有するカチオン性高分子電解質物質を、仕切板１０
   ０重量部に対して２０〜５０重量部含有せしめたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の全熱交換器。