| 【発明の名称】 |
除湿加湿ユニット |
| 【発明者】 |
【氏名】川島 行生
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| 【要約】 |
【課題】除湿と無給水の加湿とができ、十分な吸湿量と加湿量とが得られる除湿加湿ユニットを提供する。
【解決手段】吸収液を貯えたタンク３３と、上記タンク３３に接続され、室内機１０内に配置された吸湿加湿部３１と、上記タンク３３内の吸収液を吸湿加湿部３１を介して循環させる循環ポンプ３５とを備える。そして、湿度センサ１５により検出された室内の湿度に基づいて、制御部１６により循環ポンプ３５を制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 吸収液を貯えたタンク(３３)と、上記タンク(３３)に接続された吸湿加湿部(３１)と、上記タンク(３３)内の吸収液を上記吸湿加湿部(３１)を介して循環させる循環ポンプ(３５)と、上記吸収液を加熱する加熱部とを備えたことを特徴とする除湿加湿ユニット。
【請求項２】 請求項１に記載の除湿加湿ユニットにおいて、上記吸湿加湿部(３１)を空気調和機の室内機(１０)内に配置すると共に、上記加熱部は室内熱交換器(１２)であることを特徴とする除湿加湿ユニット。
【請求項３】 請求項１または２に記載の除湿加湿ユニットにおいて、室内の湿度を検出する湿度センサ(１５)と、上記湿度センサ(１５)により検出された湿度に基づいて、上記循環ポンプ(３５)を制御する制御部(１６)とを備えたことを特徴とする除湿加湿ユニット。
【請求項４】 請求項３に記載の除湿加湿ユニットにおいて、上記制御部(１６)は、予め設定された加湿を行ってよい第１の時間帯で、かつ、上記湿度センサ(１５)により検出された室内の湿度が下しきい値以下のときに上記循環ポンプ(３５)をオンする一方、予め設定された除湿を行ってよい第２の時間帯で、かつ、上記湿度センサ(１５)により検出された室内の湿度が上しきい値以上のときに上記循環ポンプ(３５)をオンすることを特徴とする除湿加湿ユニット。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、除湿機能と加湿機能とを有する除湿加湿ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来、暖房運転時に室内の相対湿度が低下して乾燥するため、室内を加湿する要求が多く、超音波式や加熱式の加湿器が用いられている。ところが、上記加湿器では、加湿用の水を補給する必要があり、水の管理が煩わしいという問題がある。また、水の補給を給水配管を接続して行う場合、配管のコストが高くつくという問題がある。さらに、加湿された部屋の暖房運転を停止すると、室内温度が低下して、相対湿度が上昇するため、結露が発生するという問題がある。
【０００３】従来、このような問題を解決するため、固体の吸湿材によって室内空気の水分を吸着して、乾燥空気を室外ユニットに排気する一方、ヒーターで上記吸湿材をを加熱して、その吸湿材に吸着されている水分を蒸発させて、室内を加湿することによって、無給水で加湿ができる加湿ユニットが提案されている。
【０００４】しかしながら、上記加湿ユニットは、室内の除湿が十分にできないと共に、空気調和機の室内機に組み込まれているため、固体の吸湿材を収納する空間が限られ、十分な加湿量が得られないという問題がある。
【０００５】そこで、この発明の目的は、除湿と無給水の加湿とが十分にでき、空気調和機の室内機に用いても十分な吸湿量と加湿量とが得られる除湿加湿ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１の除湿加湿ユニットは、吸収液を貯えたタンクと、上記タンクに接続された吸湿加湿部と、上記タンク内の吸収液を上記吸湿加湿部を介して循環させる循環ポンプと、上記吸収液を加熱する加熱部とを備えたことを特徴としている。
【０００７】上記請求項１の除湿加湿ユニットによれば、室内を除湿する場合、はじめに高濃度の吸収液をタンクに貯え、循環ポンプによりタンク内の吸収液を吸湿加湿部を介して循環させる。そうすると、室内の水蒸気分圧が高濃度の吸収液が流れる吸湿加湿部内の水蒸気分圧よりも高い場合、上記吸湿加湿部で室内空気の水分が吸収液に吸収され、室内空気を除湿する。そして、除湿が進むに従って、吸収液の濃度が低くなり、低濃度の吸収液が流れる吸湿加湿部内の水蒸気分圧と室内の水蒸気分圧との差は小さくなる。次に、室内を加湿する場合は、低濃度の吸収液を加熱して温度を上げて、吸湿加湿部内の水蒸気分圧を高くする。そうして、室内の水蒸気分圧よりも低濃度の吸収液が流れる吸湿加湿部内の水蒸気分圧を高くし、循環ポンプによりタンク内の低濃度の吸収液を吸湿加湿部を介して循環させ、吸湿加湿部で吸収液から水分を蒸発させて、室内空気を加湿する。そして、加湿が進むに従って、吸収液の濃度が高くなり、高濃度の吸収液が流れる吸湿加湿部内の水蒸気分圧と室内の水蒸気分圧との差は小さくなる。以下、同様にして、除湿と加湿とを繰り返すサイクルによって、除湿と加湿とが無給水で十分に可能となる。また、吸湿材料として液体の吸収液を用いているので、小型化された空気調和機の室内機に用いる場合も、吸湿加湿部を室内機に配置して、外部に必要容量のタンクを設けることによって、十分な吸湿量と加湿量とが得られる。
【０００８】また、請求項２の除湿加湿ユニットは、請求項１の除湿加湿ユニットにおいて、上記吸湿加湿部を空気調和機の室内機内に配置すると共に、上記加熱部が室内熱交換器であることを特徴としている。
【０００９】上記請求項２の除湿加湿ユニットによれば、上記空気調和機の室外機の送風ファンにより上記除湿加湿部を介して室内空気を循環させることによって、送風ファンを別に設ける必要がなく、除湿と加湿が可能となる。また、上記空気調和機の室外機の暖房運転時に上記室内熱交換器で暖められた空気により吸収液を加熱して温度を上げ、除湿加湿部内の水蒸気分圧を室内の水蒸気分圧よりも高くし、吸収液から水を蒸発させて、室内を加湿することが可能となる。したがって、吸収液を加熱するためにヒーター等の加熱手段を別に設ける必要がなく、省電力、省スペース化が図れる。
【００１０】また、請求項３の除湿加湿ユニットは、請求項１または２の除湿加湿ユニットにおいて、室内の湿度を検出する湿度センサと、上記湿度センサにより検出された湿度に基づいて、上記循環ポンプを制御する制御部とを備えたことを特徴としている。
【００１１】上記請求項３の除湿加湿ユニットによれば、上記湿度センサにより検出された室内の湿度の高低に応じて、上記制御部により循環ポンプを制御して、タンク内の吸収液を除湿加湿部を介して循環させ、室内を除湿または加湿することによって、室内を適切な湿度に保つことができる。
【００１２】また、請求項４の除湿加湿ユニットは、請求項３の除湿加湿ユニットにおいて、上記制御部は、予め設定された加湿を行ってよい第１の時間帯で、かつ、上記湿度センサにより検出された室内の湿度が下しきい値以下のときに上記循環ポンプをオンする一方、予め設定された除湿を行ってよい第２の時間帯で、かつ、上記湿度センサにより検出された室内の湿度が上しきい値以上のときに上記循環ポンプをオンすることを特徴としている。
【００１３】上記請求項４の除湿加湿ユニットによれば、例えば、上記加湿を行ってよい第１の時間帯を昼間等の人がいる時間帯に予め設定し、上記除湿を行ってよい第２の時間帯を夜間等の人がいない時間帯に予め設定する。そうして、上記加湿を行ってよい第１の時間帯に空気調和機やヒーター等で室内を暖房すると、室内の相対湿度が下がって乾燥し、上記湿度センサにより検出された室内の湿度が上記下しきい値以下となって、上記制御部は循環ポンプを駆動して、タンク内の吸収液を除湿加湿部を介して循環させ、吸収液に含まれた水分を蒸発させて室内を加湿する。このような人がいる第１の時間帯では、人体や暖房機等の様々な水蒸気発生源からも多くの水蒸気が発生する。その後、夜間等の人がいない第２の時間帯に暖房を止めると、室温が下がり、上記湿度センサにより検出された室内の湿度が上記上しきい値以上となって、上記制御部は循環ポンプを駆動して、タンク内の吸収液を除湿加湿部を介して循環させて室内を除湿する。こうして、昼間等の人がいる第１の時間帯に発生した多量の水分(加湿した水分を含む)を含む室内空気を除湿し、結露の発生を防止すると共に、室内で発生した多量の水分を加湿時に有効に利用できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の除湿加湿ユニットを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１５】図１はこの発明の実施の一形態の除湿加湿ユニットを用いた空気調和機の概略図であり、１０は室内の壁面に取り付けられた室内機、２０は上記室内機１０と接続された室外機である。上記室内機１０は、ケーシング１１と、上記ケーシング１１内に配置され、くの字形状に屈曲した室内熱交換器１２と、上記ケーシング１１内に室内熱交換器１２の下側に配置された送風ファン１３とを備え、送風ファン１３により前面側から室内熱交換器１２を介して吸い込まれた室内空気を下方の吹出口１４から吹き出す。また、上記室外機２０は、ケーシング２１と、上記ケーシング２１内の後面側に配置された室外熱交換器２２と、上記ケーシング２１内の前面側に配置された室内熱交換器２３とを備えている。
【００１６】また、上記室内機１０は、ケーシング１１内の室内熱交換器１２と送風ファン１３との間に配置された除湿加湿部としての透湿膜部３１と、室内の湿度を検出する湿度センサ１５と、上記湿度センサ１５により検出された湿度に基づいて、後述する循環ポンプ３５を制御する制御部１６とを備えている。そして、上記透湿膜部３１の一端に配管３２を介して室外機２０上に配置されたタンク３３に接続すると共に、透湿膜部３１の他端に配管３４を介してタンク３３に接続している。上記タンク３３内に吸収液として塩化リチウム(ＬiＣl)水溶液を貯えている。また、上記配管３４に循環ポンプ３５を配設して、その循環ポンプ３５によりタンク３３内から吸収液が配管３４,透湿膜部３１および配管３２の順に流れて循環する。
【００１７】図２は上記除湿加湿ユニットにおける除湿・加湿サイクルを示しており、縦軸は吸収液が流れる透湿膜部３１内の水蒸気分圧を表し、横軸は吸収液の温度を表している。図２に示すように、高濃度吸収液よりも低濃度吸収液の方が透湿膜部３１内の水蒸気分圧は高くなり、温度が高くなるほど高濃度吸収液と低濃度吸収液との透湿膜部３１内の水蒸気分圧の差が大きくなる。
【００１８】まず、室内を除湿する場合は、はじめに高濃度吸収液をタンクに貯え、循環ポンプ３５によりタンク３３内の高濃度吸収液を吸湿加湿部３１を介して循環させる。このとき、室内の水蒸気分圧が透湿膜部３１内の水蒸気分圧よりも高い場合(図２の■)、吸湿加湿３１部で室内空気の水分が高濃度吸収液に吸収され、室内を除湿する。そして、室内の除湿が進むに従って、吸収液の濃度が低くなり、低濃度吸収液の透湿膜部３１内の水蒸気分圧と室内の水蒸気分圧との差は徐々に小さくなる(図２の■)。そして、除湿能力が低下すると循環ポンプ３５を停止する。
【００１９】次に、室内を加湿する場合は、低濃度吸収液を加熱して温度を上げると、透湿膜部３１内の水蒸気分圧は高くなる(図２の■)。このとき、室内の水蒸気分圧よりも低濃度吸収液の透湿膜部３１内の水蒸気分圧を高くして、循環ポンプ３５によりタンク３３内の低濃度吸収液を吸湿加湿部３１を介して循環させると、吸湿加湿部３１で吸収液から室内空気に水分が蒸発し、室内空気を加湿する。そして、加湿が進むに従って、吸収液の濃度が高くなり、高濃度吸収液の透湿膜部３１内の水蒸気分圧と室内の水蒸気分圧との差は徐々に小さくなる(図２の■)。そして、加湿能力が低下すると循環ポンプ３５を停止する。
【００２０】このように、図２の■→■→■→■で示すサイクルで除湿と加湿とを繰り返す。
【００２１】また、上記制御部１６に昼間等の人がいる時間帯(例えば８：００〜２２：００)を加湿を行ってもよい第１の時間帯に設定し、夜間等の人がいない時間帯(例えば２３：００〜翌日の８：００)を除湿を行ってもよい第２の時間帯に予め設定する。そして、昼間等の人がいる第１の時間帯に空気調和機やヒーター等で室内を暖房すると、室内の相対湿度が下がって乾燥する。このとき、上記湿度センサ１５により検出された室内の湿度が下しきい値以下になると、制御部１６は循環ポンプ３５を駆動して、タンク３３内の吸収液を透湿膜部３１を介して循環させ、吸収液に含まれた水分を蒸発させて室内を加湿する。上記第１の時間帯では、人体や暖房機等の様々な水蒸気発生源から水蒸気が発生する。次に、夜間等の人がいない第２の時間帯は、通常暖房を止めるために室温が下がり、湿度センサ１５により検出された室内の湿度が上しきい値以上になると、制御部１６は循環ポンプ３５を駆動して、タンク３３内の吸収液を透湿膜部３１を介して循環させ、昼間等の人がいる第１の時間帯に発生した多量の水分(加湿した水分を含む)を含む室内空気を除湿し、結露の発生を防ぐ。
【００２２】このように、除湿と加湿とを繰り返すサイクルによって、除湿と加湿とが無給水で十分に可能となる。また、吸湿材料として液体(吸収液)を用いているので、小型化された空気調和機の室内機１０に用いる場合も、外部に必要容量のタンク３３を設けて循環させることによって、十分な吸湿量と加湿量とを得ることができる。
【００２３】また、上記透湿膜部３１を空気調和機の室内機１０内に配置し、送風ファン１３により透湿膜部３１を介して室内空気を循環させることによって、送風ファンを別に設ける必要がなく、除湿と加湿が可能となる。また、暖房運転時に室内熱交換器１２で暖められた空気により透湿膜部３１を加熱して室内を加湿するので、吸収液を加熱するためにヒーター等の加熱手段を別に設ける必要がなく、省電力、省スペース化を図ることができる。
【００２４】また、上記湿度センサ１５により検出された室内の湿度の高低に応じて、制御部１６により循環ポンプ３５を駆動して、タンク３３内の吸収液を透湿膜部３１を介して循環させ、室内を除湿または加湿するので、室内を適切な湿度に保つことができる。
【００２５】また、上記加湿を行ってよい第１の時間帯と除湿を行ってよい第２の時間帯に応じて、除湿加湿運転を行うので、加湿を行ってよい第１の時間帯を昼間等の人がいる時間帯に予め設定し、除湿を行ってよい第２の時間帯を夜間等の人がいない時間帯に予め設定することによって、加湿時に室内で発生した多量の水分を除湿時に貯えて有効に利用できると共に、結露の発生を防止できる。
【００２６】上記実施の形態では、吸収液として塩化リチウム(ＬiＣl)水溶液を用いたが、吸収液はこれに限らず、塩化カルシウム(ＣaＣl),エチレングリコールまたはリチウムブロマイド(ＬiＢr)等の水溶液を吸収液として用いてもよい。
【００２７】上記実施の形態では、空気調和機に用いられた除湿加湿ユニットについて説明したが、空気調和機とは別体の除湿加湿ユニットにこの発明を適用してもよい。
【００２８】なお、吸収液を加熱する加熱部として室内熱交換器１２を用いたが、ヒータ等の加熱手段を用いて吸収液を加熱してもよいのは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発明の除湿加湿ユニットは、吸収液を貯えたタンク内の吸収液を循環ポンプにより吸湿加湿部を介して循環させ、加湿時に加熱部により吸収液を加熱するものである。
【００３０】したがって、請求項１の発明の除湿加湿ユニットによれば、室内の水蒸気分圧が高濃度の吸収液が流れる吸湿加湿部内の水蒸気分圧よりも高い場合、上記吸湿加湿部で室内空気の水分が吸収液に吸収され、室内空気を除湿する一方、上記加熱部により吸収液を加熱して、室内の水蒸気分圧よりも低濃度の吸収液が流れる吸湿加湿部内の水蒸気分圧を高くした場合、吸湿加湿部で吸収液から水分を蒸発させて、室内空気を加湿して、除湿と加湿とを繰り返すサイクルによって、除湿と加湿とが無給水で十分に可能となる。また、吸湿加湿部を室内機に配置して、外部に必要容量のタンクを設けることによって、空気調和機の室内機に用いても十分な吸湿量と加湿量とを得ることができる。
【００３１】また、請求項２の発明の除湿加湿ユニットは、請求項１の除湿加湿ユニットにおいて、上記吸湿加湿部を空気調和機の室内機内に配置すると共に、加熱部として室内熱交換器を用いたので、送風ファンにより上記除湿加湿部を介して室内空気を循環させることができ、また、暖房運転時に室内熱交換器で暖められた空気により吸収液を加熱して温度を上げ、除湿加湿部内の水蒸気分圧を室内の水蒸気分圧よりも高くし、吸収液から水を蒸発させて、室内を加湿することが可能となる。したがって、送風ファンやヒーター等の加熱部を別に設ける必要がなく、省電力、省スペース化を図ることができ、コストも低減できる。
【００３２】また、請求項３の発明の除湿加湿ユニットは、請求項１または２の除湿加湿ユニットにおいて、湿度センサにより検出された室内の湿度の高低に応じて、制御部は循環ポンプを制御するので、室内を適切な湿度に保つことができる。
【００３３】また、請求項４の発明の除湿加湿ユニットは、請求項３の除湿加湿ユニットにおいて、加湿を行ってよい第１の時間帯に空気調和機やヒーター等で室内を暖房すると、室内の相対湿度が下がって乾燥し、上記湿度センサにより検出された室内の湿度が下しきい値以下となって、上記制御部は循環ポンプを駆動して、タンク内の吸収液を除湿加湿部を介して循環させ、吸収液に含まれた水分を蒸発させて室内を加湿する一方、除湿を行ってよい第２の時間帯に暖房を止めると、室温が下がり、上記湿度センサにより検出された室内の湿度が上しきい値以上となって、上記制御部は循環ポンプを駆動して、タンク内の吸収液を除湿加湿部を介して循環させて室内を除湿する。したがって、加湿を行ってよい第１の時間帯を昼間等の人がいる時間帯に予め設定し、除湿を行ってよい第２の時間帯を夜間等の人がいない時間帯に予め設定することによって、昼間等の人がいる第１の時間帯に発生した多量の水分(加湿した水分を含む)を含む室内空気を除湿して、結露の発生を防止できると共に、室内で発生した多量の水分を加湿時に有効に利用できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２８５３
【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月４日（１９９８．１２．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６２１４４
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 葆 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１７１０５６（Ｐ２０００−１７１０５６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月２３日（２０００．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３４５４２８ |
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