JP3814351B2 - 除湿熱交換気扇 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の高湿空気中の湿分の除湿手段に使用され、室内空気中もしくは、室内の天井や壁面などの結露を防止する空気調和技術分野の除湿熱交換気扇に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の乾式除湿機は、特開平６−６３３４５号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
以下、その乾式除湿機について図１２を参照しながら説明する。図に示すように、シリカゲルの除湿素子１０１はハニカム構造もしくは、コルゲート構造で回転体円筒状の形状である。
【０００４】
そして、高湿空気を除湿素子１０１に接触させるための処理用送風機１０２と、水分吸着された除湿素子１０１を再生させるための再生用送風機１０３と再生用送風機１０３と除湿素子１０１との間にヒータ１０４が設けられている。
【０００５】
上記構成において、高湿空気は処理用送風機１０２で１０〜５０ｒｐｈで回転している除湿素子１０１に接触させ、高湿空気中の水分を吸着させて水分を除去された除湿空気を室内に送風する。そして、水分吸着された除湿素子１０１を再生させるために再生用送風機１０３から送られた再生空気をヒータ１０４で１２０〜１４０℃に加熱させて除湿素子１０１に接触させて除湿素子１０１中の水分を放出させて除湿素子１０１を再生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の乾式除湿機では、室外に放出した空気量だけ室外から室内に流入することから、例えば冬季の場合、温度の低い空気が流入することで室内の温度が低下することで、室内空調負荷が大きくなるという課題があり、空調負荷を低減させることが要求されている。
【０００７】
また、ヒータ再生時の消費電力が高いという課題があり、省エネルギーの観点から、電気代のかからない除湿（排湿）技術の確立が要求されている。
【０００８】
また、ヒータ再生時の熱源を利用して室外からの給気空気との熱交換で室内に空気を導入する場合、夏季においては、温度の高い室外空気と再生ヒータで高温になった空気が熱交換されて室内に給気されることで、さらに室内温度が上昇し、空調負荷が大きくなるという課題があり、室外空気条件に応じた適切な給気動作が要求されている。
【０００９】
また、室内の湿度が上昇することで、結露被害、微生物等による建物や健康上の被害が顕在化するなどの課題があり、建物、人を対象とした快適環境実現に対する要求がされている。
【００１０】
また、除湿素子を一定回転数で回転させるためのギヤモータについて、小型化、低コスト化を実現させると、耐久寿命が短くなるという課題があり、小型、低コスト型で、かつ長寿命対応のギヤモータに対する要求がされている。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、空調負荷の低減ができ、省エネ型除湿ができ、空気条件にあわせた給気動作ができ、人・建物に対する快適環境の実現ができ、長寿命型ギヤモータを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の除湿熱交換気扇は上記目的を達成するために、本体内に設けられた円筒上の除湿素子と、この除湿素子を回転させるためのギヤモータと、このギヤモータの回転軸に直結されたプーリと、このプーリの回転を前記除湿素子に伝達させるための駆動ベルトと、前記本体内に設けられた室内吸込口と室内排気口と、前記室内吸込み口から前記除湿素子を通り、前記室内排気口とを連通する第一風路と、この第一風路内に設けられた処理用送風機と、前記第一風路内で前記除湿素子の下流側で分岐する第二風路と、前記第二風路内に設けられ、前記除湿素子の上流側に設けられた再生ヒータと、前記第二風路の他端に設けられた室外排気口と、前記本体内に設けられた外気吸込口と、この外気吸込口からの空気が通過するための第三風路と、この第三風路内に設けられた給気用送風機と、前記第三風路の他端に設けられた外気給気口と、前記給気用送風機の下流側で前記第三風路から分岐し、前記処理用送風機の上流側の第一風路に合流する第四風路と、前記第ニ風路と前記第三風路が交わる部分に設けられた顕熱交換素子と、前記第二風路内に設けられた第一ダンパと、前記第三風路と前記第四風路の分岐部分に設けられた第二ダンパとしたものである。
【００１３】
本発明によれば、再生ヒータで高温にあたためられた空気と、室外の温度の低い空気が熱交換により、再生ヒータで高温にあたためられた空気の顕熱分が、室外の温度の低い空気に移行し室内に給気されるため、室内への温度の低い空気の流入を防止することができ、室内の空調負荷の低減ができる除湿熱交換気扇が得られる。
【００１４】
また他の手段は、室外の温度を検知する室外温度検知手段と、室内の温度を検知する室内温度検知手段と、前記室外温度検知手段と前記室内温度検知手段から出力された信号から室内温度と室外温度の大小を比較する温度比較手段と、この温度比較手段から出力された信号から前記処理用送風機と前記給気用送風機を前記第一ダンパと前記第二ダンパの動作を制御する信号を出力する換気制御手段を備え、室内温度が室外温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパを閉鎖状態、第二ダンパを開放状態とし、室外温度よりも温度の高い室内空気を前記処理用送風機で顕熱交換素子を通して室外に排気するとともに、前記給気用送風機により室外空気を前記顕熱交換素子を通じて室内に給気したものである。
【００１５】
そして本発明によれば、室外の温度の低い空気を積極的に取り入れ、かつ室内室内空気を排気するという同時給排機能により、室内の絶対湿度を低下させることができ、再生ヒータの運転はなく、処理用送風機と給気用送風機の運転に必要なエネルギのみで室内の湿度低下がはかれるため、消費電力の低減ができる除湿熱交換気扇が得られる。
【００１６】
また他の手段は、室外の温度を検知する室外温度検知手段と、前記室外温度検知手段から出力された信号と、あらかじめ設定された温度の大小を比較する設定温度比較手段と、この設定温度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する温度制御手段を備え、室外温度があらかじめ設定温度比較手段で設定された温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパを開放状態、第二ダンパを閉鎖状態とし、室内空気を除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機により室外空気は前記顕熱交換素子を通らずに第四風路を通過し、前記処理用送風機の上流側に給気したものである。
【００１７】
そして本発明によれば、給気空気による室内温度上昇を防止することができ、室外空気条件に応じた適切な給気動作ができる除湿熱交換気扇が得られる。
【００１８】
また他の手段は、室内の湿度を検知する室内湿度検知手段と、室内湿度検知手段から出力された信号から、あらかじめ設定された湿度との大小を比較する湿度比較手段と、この湿度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する除湿制御手段を備え、室内湿度があらかじめ設定された湿度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパ、第二ダンパを共に開放状態にし、かつギヤモータを作動させて除湿素子を回転させるとともに、再生ヒータを通電状態とし、室内空気を前記除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は前記顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機からの室外空気は前記顕熱交換素子を通過して室内に給気されるようにしたものである。
【００１９】
そして本発明によれば、室内の結露や微生物汚染の防止が可能となり、また建物や人にとって健康で快適な室内空間の実現が出来る除湿熱交換気扇が得られる。
【００２０】
また他の手段は、回転制御手段を備え、回転制御手段から出力された信号によりギヤモータの回転を断続回転運転させる機能としたものである。
【００２１】
そして本発明によれば、ギヤモータの長寿命化ができ、従来のギヤモータでは解決できなかった長寿命、小型化、低コスト型が実現できる除湿熱交換気扇が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、本体内に設けられた円筒上の除湿素子と、この除湿素子を回転させるためのギヤモータと、このギヤモータの回転軸に直結されたプーリと、このプーリの回転を前記除湿素子に伝達させるための駆動ベルトと、前記本体内に設けられた室内吸込口と室内排気口と、前記室内吸込み口から前記除湿素子を通り、前記室内排気口とを連通する第一風路と、この第一風路内に設けられた処理用送風機と、前記第一風路内で前記除湿素子の下流側で分岐する第二風路と、前記第二風路内に設けられ、前記除湿素子の上流側に設けられた再生ヒータと、前記第二風路の他端に設けられた室外排気口と、前記本体内に設けられた外気吸込み口と、この外気吸込口からの空気が通過するための第三風路と、この第三風路内に設けられた給気用送風機と、前記第三風路の他端に設けられた外気給気口と、前期給気用送風機の下流側で前期第三風路から分岐し、前記処理用送風機の上流側の第一風路に合流する第四風路と、前記第ニ風路と前記第三風路が交わる部分に設けられた顕熱交換素子と、前記第二風路内に設けられた第一ダンパと、前記第三風路と前記第四風路の分岐部分に設けられた第二ダンパを備えたものであり、再生ヒータで高温にあたためられた空気と、室外の温度の低い空気が熱交換により、再生ヒータで高温にあたためられた空気の顕熱分が、室外の温度の低い空気に移行し室内に給気されるため、室内への温度の低い空気の流入を防止することができ、室内の空調負荷の低減ができるという作用を有する。
【００２３】
また、上記構成に室外の温度を検知する室外温度検知手段と、室内の温度を検知する室内温度検知手段と、前記室外温度検知手段と前記室内温度検知手段から出力された信号から室内温度と室外温度の大小を比較する温度比較手段と、この温度比較手段から出力された信号から前記処理用送風機と前記給気用送風機を前記第一ダンパと前記第二ダンパの動作を制御する信号を出力する換気制御手段を備え、室内温度が室外温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパを閉鎖状態、第二ダンパを開放状態に備え、室外温度よりも温度の高い室内空気を前記処理用送風機で顕熱交換素子を通して室外に排気するとともに、前記給気用送風機により室外空気を前記顕熱交換素子を通じて室内に給気してなるものであり、室内外の温度を比較することで、室外の温度の低い空気を積極的に取り入れ、かつ室内室内空気を排気するという同時給排機能により、室内の絶対湿度を低下させることができ、かつ再生ヒータの運転はなく、処理用送風機と給気用送風機の運転に必要なエネルギのみで室内の湿度低下がはかれ消費電力の低減ができるという作用を有する。
【００２４】
また、上記構成に室外の温度を検知する室外温度検知手段と、前記室外温度検知手段から出力された信号と、あらかじめ設定された温度の大小を比較する設定温度比較手段と、この設定温度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する温度制御手段を備え、室外温度があらかじめ設定温度比較手段で設定された温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパを開放状態、第二ダンパを閉鎖状態に備え、室内空気を除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機により室外空気は前記顕熱交換素子を通らずに第四風路を通過し、前記処理用送風機の上流側に給気されてなるものであり、給気空気による室内温度上昇を防止と、室外空気条件に応じた適切な給気動作ができ、室内空調負荷の低減することができるという作用を有する。
【００２５】
また、上記構成に室内の湿度を検知する室内湿度検知手段と、室内湿度検知手段から出力された信号から、あらかじめ設定された湿度との大小を比較する湿度比較手段と、この湿度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する除湿制御手段を備え、室内湿度があらかじめ設定された湿度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパ、第二ダンパを共に開放状態にし、かつギヤモータを作動させて除湿素子を回転させるとともに、再生ヒータを通電状態に備え、室内空気を前記除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は前記顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機からの室外空気は前記顕熱交換素子を通過して室内に給気されるようにしてなるものであり、室内の結露や微生物汚染の防止が可能となり、また建物や人にとって健康で快適な室内空間の実現ができるという作用を有する。
【００２６】
また、上記構成に回転制御手段を備え、回転制御手段から出力された信号によりギヤモータの回転を断続回転運転させる機能を備えたものであり、ギヤモータの長寿命化ができるという作用を有する。
【００２７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００２９】
図１に示すように、円筒状の除湿素子１０１は、シリガゲルでできたコルゲート構造で、第一風路１と第二風路２で処理側と再生側に分割する。この処理側の第一風路１に処理用送風機１０２を設け、室内の高湿空気を室内吸込口３から吸い込み除湿素子１０１に送風し水分を吸湿し乾燥空気を室内排気口４より排気する。再生側の第二風路２は、除湿素子１０１の下流側で第一風路１から分岐し、第二風路２側の除湿素子１０１の上流側に再生ヒータ１０４を設け、処理用送風機１０２から送風された空気が第一風路１から分岐し、再生ヒータ１０４で７０〜２００℃まで加熱され、除湿素子１０１の再生側に送風される。そして、加熱され送風された空気は、第二風路２の下流側にある顕熱交換素子５を通り、室外排気口６より室外に排気される。ギヤモータ７にプーリ８が接続され、ギヤモータ７の回転をプーリ８に伝達され、プーリ８の回転は、プーリ８と除湿素子１０１を接続している駆動ベルト９により除湿素子１０１に回転が伝達される構成となっている。
【００３０】
なお、除湿素子１０１の材質は、ゼオライトでも同等の効果が得られる。
また、再生ヒータ１０４は、セラミックヒータを用いているが、シーズヒータ、ニクロムヒータ、赤外線ヒータ、コイルヒータでもよく、形状は問わない。
【００３１】
上記構成により、以下その動作について説明する。
室内の高湿空気は、処理用送風機１０２で風路が分割されている除湿素子１０１処理部分で吸湿され乾燥空気として室内に排気される。水分飽和状態となって吸湿性能が劣化した除湿素子１０１の再生部分では、再生ヒータ１０４で７０〜２００℃で加熱されて水分が脱離し再生される。除湿素子の回転数は、１０〜５０ｒｐｈで回転しているため、上述した処理（吸湿）と再生を連続的にしかも繰返し行うことができる。
【００３２】
そして、再生され加熱された第二風路２中の空気は、顕熱交換素子５で室外から外気吸込口１０を通じて給気用送風機１１で給気された新鮮な空気と熱交換され、室外の空気は外気給気口１２から室内に給気される。
【００３３】
なお、第一風路１内の第一ダンパ１３および、第三風路１４内の第二ダンパ１５はともに開放状態に固定される。
【００３４】
このように本発明の第１実施例の除湿熱交換気扇によれば、再生ヒータ１０４で高温にあたためられた空気と、室外の温度の低い空気が熱交換により、再生ヒータ１０４で高温にあたためられた空気の顕熱分が、室外の温度の低い空気に移行し室内に給気されるため、室内への温度の低い空気の流入を防止することができ、室内の空調負荷の低減が可能となる。
【００３５】
（実施例２）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００３６】
図２および図３に示すように、第三風路１４内に室外温度検知手段１６が、第一風路１内に室内温度検知手段１７がそれぞれ設けられている。そして、室外温度検知手段１６、室内温度検知手段１７は温度比較手段１８にそれぞれ接続され、室外温度検知手段１６、室内温度検知手段１７からの出力信号を受け取ること（入力）ができる構造となっている。また、温度比較手段１８と換気制御手段１９は接続されており、温度比較手段１８から出力された信号を受け取る（入力）ことが可能な構造となっている。そして、換気制御手段１９は、処理用送風機１０２、給気用送風機１１、第一ダンパ１３、第二ダンパ１５に接続されており、換気制御手段１９からの信号を受け取る（入力）ことができる構造となっている。
【００３７】
なお、室外温度検出手段１６、室内温度検出手段１７は、ともにＰｔ１００Ω／０．２級の温度センサ（０−５０℃、精度±０．５℃）を用いているが、低コストのサーミスタでも同様の効果が得られる。
【００３８】
上記構成により、以下その動作について説明する。
室内温度検知手段１７および室外温度検知手段１６で室内および室外の温度を計測する。そして、計測された各々の温度を信号として温度比較手段１８に入力する。そして、温度比較手段１８で室内温度と室外温度を比較して、室外温度のほうが低いと判定した場合、処理用送風機１０２、給気用送風機１１を作動させるとともに、第一ダンパ１３を閉鎖状態、第二ダンパ１５を開放状態にすると、室外温度よりも温度の高い室内空気を処理用送風機１０２で顕熱交換素子５を通して室外に排気するとともに、給気用送風機１１により室外空気を顕熱交換素子５を通じて室内に給気する。このとき、顕熱交換素子５中で室内空気と室外空気の顕熱分だけ熱交換することで、室外の低湿空気はそのまま室内に給気され、温度のみ熱回収することができるので、室内の空調負荷の影響はない。
【００３９】
このように本発明の第２実施例の除湿熱交換気扇によれば、室内外の温度を比較することで、室外の温度の低い空気を積極的に取り入れ、かつ室内室内空気を排気するという同時給排機能により、室内の絶対湿度を低下させることができ、かつ再生ヒータ１０４の運転はなく、処理用送風機１０２と給気用送風機１１の運転に必要なエネルギのみで室内の湿度低下がはかれ消費電力の低減が可能となる。
【００４０】
（実施例３）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００４１】
図４および図５および図６および図７に示すように、第三風路１４内に室外温度検知手段１６が設けられている。そして、室外温度検知手段１６は設定温度比較手段２０にそれぞれ接続され、室外温度検知手段１６からの出力信号を受け取ること（入力）ができる構造となっている。また、設定温度比較手段２０と温度制御手段２１は接続されており、設定温度比較手段２０から出力された信号を受け取る（入力）ことが可能な構造となっている。そして、温度制御手段２１は、処理用送風機１０２、給気用送風機１１、第一ダンパ１３、第二ダンパ１５、再生ヒータ１０４に接続されており、温度制御手段２１からの信号を受け取る（入力）ことができる構造となっている。
【００４２】
なお、室外温度検出手段１６は、Ｐｔ１００Ω／０．２級の温度センサ（０−５０℃、精度±０．５℃）を用いているが、低コストのサーミスタでも同様の効果が得られる。
【００４３】
また、設定温度比較手段２０にはあらかじめ設定温度１５℃を入力しておく。
この１５℃は、図７に示すように通季にわたり室外気温のデータを整理し、冷房期（夏季）、暖房期（冬季）、中間期（春・秋）の室外気温の境目の値となり、顕熱交換時での熱のやりとりの上で空調負荷にならない領域の温度として採用する。但し、地域性も考慮して、任意に設定温度値を変更できるものとする。
【００４４】
上記構成により、以下その動作について説明する。
室外温度検知手段１６で室外温度を計測する。そして、計測された温度を信号として設定温度比較手段２０に入力する。そして、設定温度比較手段２０で室外温度とあらかじめ設定された設定温度（１５℃）を比較して、室外温度のほうが高いと判定した場合、処理用送風機１０２、給気用送風機１１を作動させるとともに、第一ダンパ１３を開放状態、第二ダンパ１５を閉鎖状態にするとともに再生ヒータ１０４を作動させる。そして、室内空気を除湿素子１０１で除湿するとともに、再生ヒータ１０４で加熱された湿気を含んだ空気は顕熱交換素子５を通して室外に排気される。そして、給気用送風機１１により室外空気は顕熱交換素子５を通らずに第四風路２２を通過し、処理用送風機１０２の上流側に給気される。
【００４５】
このとき温度の高い室外空気は顕熱交換素子５を通らずに処理用送風機１０２の上流側に送風されるので、湿気が高く温度も高い室外空気をそのまま室内に導入することがないので、室内の温度上昇を防止することができ、かつ湿気の負荷も除湿素子１０１で除湿されてから室内に導入されることとなる。
【００４６】
なお、設定温度が室外温度よりも高いときは、第二ダンパ１５を開放状態とする。このときは、給気用送風機１１から導入された室外空気は顕熱交換素子５を通り、再生ヒータ１０４で加熱された室内空気の顕熱分を熱回収し、熱回収された顕熱分だけ室外空気は温度上昇し室内側に給気される。
【００４７】
このように本発明の第３実施例の除湿熱交換気扇によれば、給気空気による室内温度上昇を防止することができ、かつ、湿気の負荷も除湿素子１０１で除湿されてから室内に導入されることから、室外空気条件に応じた適切な給気動作が可能となる。
【００４８】
（実施例４）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００４９】
図８および図９および図１０に示すように、第一風路１内に室内湿度検知手段２１が設けられている。そして、室内湿度検知手段２３は湿度比較手段２４に接続され、室内湿度検知手段２３からの出力信号を受け取ること（入力）ができる構造となっている。また、湿度比較手段２４と除湿制御手段２５は接続されており、湿度比較手段２４から出力された信号を受け取る（入力）ことが可能な構造となっている。そして、除湿制御手段２５は、処理用送風機１０２、給気用送風機１１、第一ダンパ１３、第二ダンパ１５、再生ヒータ１０４に接続されており、除湿制御手段２５からの信号を受け取る（入力）ことができる構造となっている。
【００５０】
なお、室内湿度検知手段２３は、高分子湿度センサ（０−１００％ＲＨ、精度±０．５％ＲＨ）を用いる。
【００５１】
また、湿度比較手段２４にはあらかじめ設定湿度７０％ＲＨを入力しておく。
この７０％ＲＨは、図１０に示すように、室内に放置したもちにカビが繁殖する温湿度範囲のデータから算出し、このデータを用いて、７０％以下であれば室内でのカビ繁殖が抑えられるということから、カビが繁殖するかしないかの範囲のしきい値をして採用する。
【００５２】
但し、室内の環境の違いや、使用者の判断により任意に設定湿度値を変更できるものとする。
【００５３】
上記構成により、以下その動作について説明する。
室内湿度検知手段２３で室内湿度を計測する。そして、計測された湿度を信号として湿度比較手段２４に入力する。そして、湿度比較手段２４で室内湿度とあらかじめ設定された設定湿度（７０％ＲＨ）を比較して、室内湿度のほうが高いと判定した場合、処理用送風機１０２、給気用送風機１１を作動させるとともに、第一ダンパ１１開放状態にするとともに再生ヒータ１０４を作動させる。そして、室内空気を除湿素子１０１で除湿するとともに、再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気はで顕熱交換素子５を通して室外に排気される。
【００５４】
このとき、室外温度検知手段１６から検出された温度が設定温度１５℃以上のときは、第二ダンパ１５を閉鎖状態にして給気用送風機１１からの室外空気は顕熱交換素子５を通過せずに第四風路２２を通過して処理用送風機１０２の上流側に給気されるようにする。また、室外温度検知手段１６から検出された温度が設定温度１５℃以下のときは、第二ダンパ１５を開放状態にして給気用送風機１１からの室外空気は顕熱交換素子５を通過し、再生ヒータ１０４で加熱された空気の顕熱分を熱回収して第三風路１４を通過して室内に給気されるようにする。
【００５５】
ここで、省エネルギ運転での室内除湿運転について説明する。
まず室内および室外温度をそれぞれ室内温度検知手段１７、室外温度検知手段１６で検知し、各々の信号を温度比較手段１８で比較し、室外温度の方が低いとき、処理用送風機１０２と給気用送風機１１と第一ダンパ１３と第二ダンパ１５を作動させて室内空気と室外空気とを同時給排させることにより換気除湿させて室内の湿度低下をはかる。このとき、設定温度比較手段２０にあらかじめ入力されている設定温度が１５℃以下の場合は第二ダンパ１５を開放状態にし給気空気を顕熱交換素子５内を通過させて熱回収しながら室内に給気する。また、設定温度が１５℃以上のときは、第二ダンパ１５を閉鎖状態にして、顕熱交換素子５を通過しないようにして室外空気を処理用送風機１０２の上流側に給気する。そして、室内湿度検知手段２３より、室内湿度が７０％ＲＨ以上になれば、第一ダンパ１３を開放状態にしかつ再生ヒータ１０４、ギヤモータ７を作動させて、除湿素子１０１により７０％ＲＨ以上の室内空気中の湿気分を吸湿して乾燥空気のみ室内に排出するようにする。
【００５６】
なお、この場合でも室外温度と設定温度を逐次比較しながら第二ダンパ１５を開放または閉鎖しながら室外空気を顕熱交換するかどうか判断しながら室内に給気するものとする。
【００５７】
このように本発明の第４実施例の除湿熱交換気扇によれば、除湿熱交換気扇の運転モードを室内湿度検知および、室内外の温度検知により換気除湿もしくは、除湿素子１０１による除湿手段、そして、顕熱交換による熱回収を実施することにより、室内空調負荷を抑え、除湿動作の低入力化を実現させ、自動運転による室内の結露や微生物汚染の防止が可能となり、また建物や人にとって健康で快適な室内空間の実現ができる。
【００５８】
（実施例５）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００５９】
図１１に示すように、回転数制御手段２６は、ギヤモータ７に接続されており、回転数制御手段２６からの出力された信号をうけとることができる構造となっている。また、回転数制御手段２６は、ギヤモータ７に対して、瞬時停止および瞬時起動可能でかつ、断続運転が制御できる構造となっている。
【００６０】
上記構成により、以下その動作について説明する。
除湿素子１０１の回転数制御について、除湿素子が１回転に要する時間を連続運転時と同一になるように瞬時起動時・停止時の回転数制御と、起動時・停止時の時間タイミングを制御し、除湿素子１０１を回転させる。
【００６１】
除湿素子が１回転する時間が同一であれば、連続回転でも断続回転でも同一の除湿能力が得られることから、例えば、連続回転時で４５ｒｐｈの運転制御を実施している場合、１秒運転し２秒停止の断続タイミングで回転数を１３５ｒｐｈにすると、除湿素子が１回転する時間は同一となり、除湿能力は連続回転時と同一で、ギヤモータ７の総運転時間は連続運転時に比べ３倍の寿命が稼げることとなる。
【００６２】
なお、起動時・停止時の回転数制御、起動時・停止時の時間タイミングについては、設定条件を任意に変更できるものとする。
【００６３】
このように本発明の第５実施例の除湿熱交換気扇によれば、ギヤモータ７の連続運転時間を断続運転することにより、ギヤモータの総運転時間を稼ぎ、ギヤモータの長寿命化が可能となり、同等の連続運転時間可能な現行のギヤモータよりも小型化、低コスト化が実現できる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、温度の低い空気の流入を防止することができ、また室内の空調負荷の低減ができるという効果のある除湿熱交換気扇を提供できる。
【００６５】
また、室外の温度の低い空気を積極的に取り入れ、かつ室内室内空気を排気するという同時給排機能により、室内の絶対湿度を低下させることができ、また消費電力の低減ができるという効果のある除湿熱交換気扇を提供できる。
【００６６】
また、給気空気による室内温度上昇を防止することができ、室外空気条件に応じた適切な給気動作ができるという効果のある除湿熱交換気扇が提供できる。
【００６７】
また、室内の結露や微生物汚染の防止が可能となり、また建物や人にとって健康で快適な室内空間の実現ができるという効果のある除湿熱交換気扇を提供できる。
【００６８】
また、ギヤモータの長寿命化ができ、従来のギヤモータでは解決できなかった長寿命、小型化、低コスト型が実現できるという効果のある除湿熱交換気扇を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の除湿熱交換気扇の構成図
【図２】本発明の実施例２の除湿熱交換気扇の構成図
【図３】 同第２実施例の除湿熱交換気扇の制御フローチャート
【図４】 本発明の実施例３の除湿熱交換気扇の構成図
【図５】同第３実施例の除湿熱交換気扇の制御フローチャート
【図６】同第３実施例の除湿熱交換気扇の動作モード図
【図７】通季にわたる室外温度結果を示す図
【図８】本発明の実施例４の除湿熱交換気扇の構成図
【図９】同第４実施例の除湿熱交換気扇の制御フローチャート
【図１０】もちについてのカビが繁殖する温度と湿度の範囲図
【図１１】本発明の実施例５の除湿熱交換気扇の構成図
【図１２】従来の乾式除湿機の構成図
【符号の説明】
１ 第一風路
２ 第二風路
３ 室内吸込口
４ 室内排気口
５ 顕熱交換素子
６ 室外排気口
７ ギヤモータ
８ プーリ
９ 駆動ベルト
１０ 外気吸込口
１１ 給気用送風機
１２ 外気給気口
１３ 第一ダンパ
１４ 第三風路
１５ 第二ダンパ
１６ 室外温度検知手段
１７ 室内温度検知手段
１８ 温度比較手段
１９ 換気制御手段
２０ 設定温度比較手段
２１ 温度制御手段
２２ 第四風路
２３ 室内湿度検知手段
２４ 湿度比較手段
２５ 除湿制御手段
２６ 回転数制御手段
１０１ 除湿素子
１０２ 処理用送風機
１０４ 再生ヒータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の高湿空気中の湿分の除湿手段に使用され、室内空気中もしくは、室内の天井や壁面などの結露を防止する空気調和技術分野の除湿熱交換気扇に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の乾式除湿機は、特開平６−６３３４５号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
以下、その乾式除湿機について図１２を参照しながら説明する。図に示すように、シリカゲルの除湿素子１０１はハニカム構造もしくは、コルゲート構造で回転体円筒状の形状である。
【０００４】
そして、高湿空気を除湿素子１０１に接触させるための処理用送風機１０２と、水分吸着された除湿素子１０１を再生させるための再生用送風機１０３と再生用送風機１０３と除湿素子１０１との間にヒータ１０４が設けられている。
【０００５】
上記構成において、高湿空気は処理用送風機１０２で１０〜５０ｒｐｈで回転している除湿素子１０１に接触させ、高湿空気中の水分を吸着させて水分を除去された除湿空気を室内に送風する。そして、水分吸着された除湿素子１０１を再生させるために再生用送風機１０３から送られた再生空気をヒータ１０４で１２０〜１４０℃に加熱させて除湿素子１０１に接触させて除湿素子１０１中の水分を放出させて除湿素子１０１を再生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の乾式除湿機では、室外に放出した空気量だけ室外から室内に流入することから、例えば冬季の場合、温度の低い空気が流入することで室内の温度が低下することで、室内空調負荷が大きくなるという課題があり、空調負荷を低減させることが要求されている。
【０００７】
また、ヒータ再生時の消費電力が高いという課題があり、省エネルギーの観点から、電気代のかからない除湿（排湿）技術の確立が要求されている。
【０００８】
また、ヒータ再生時の熱源を利用して室外からの給気空気との熱交換で室内に空気を導入する場合、夏季においては、温度の高い室外空気と再生ヒータで高温になった空気が熱交換されて室内に給気されることで、さらに室内温度が上昇し、空調負荷が大きくなるという課題があり、室外空気条件に応じた適切な給気動作が要求されている。
【０００９】
また、室内の湿度が上昇することで、結露被害、微生物等による建物や健康上の被害が顕在化するなどの課題があり、建物、人を対象とした快適環境実現に対する要求がされている。
【００１０】
また、除湿素子を一定回転数で回転させるためのギヤモータについて、小型化、低コスト化を実現させると、耐久寿命が短くなるという課題があり、小型、低コスト型で、かつ長寿命対応のギヤモータに対する要求がされている。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、空調負荷の低減ができ、省エネ型除湿ができ、空気条件にあわせた給気動作ができ、人・建物に対する快適環境の実現ができ、長寿命型ギヤモータを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の除湿熱交換気扇は上記目的を達成するために、本体内に設けられた円筒上の除湿素子と、この除湿素子を回転させるためのギヤモータと、このギヤモータの回転軸に直結されたプーリと、このプーリの回転を前記除湿素子に伝達させるための駆動ベルトと、前記本体内に設けられた室内吸込口と室内排気口と、前記室内吸込み口から前記除湿素子を通り、前記室内排気口とを連通する第一風路と、この第一風路内に設けられた処理用送風機と、前記第一風路内で前記除湿素子の下流側で分岐する第二風路と、前記第二風路内に設けられ、前記除湿素子の上流側に設けられた再生ヒータと、前記第二風路の他端に設けられた室外排気口と、前記本体内に設けられた外気吸込口と、この外気吸込口からの空気が通過するための第三風路と、この第三風路内に設けられた給気用送風機と、前記第三風路の他端に設けられた外気給気口と、前記給気用送風機の下流側で前記第三風路から分岐し、前記処理用送風機の上流側の第一風路に合流する第四風路と、前記第ニ風路と前記第三風路が交わる部分に設けられた顕熱交換素子と、前記第二風路内に設けられた第一ダンパと、前記第三風路と前記第四風路の分岐部分に設けられた第二ダンパとしたものである。
【００１３】
本発明によれば、再生ヒータで高温にあたためられた空気と、室外の温度の低い空気が熱交換により、再生ヒータで高温にあたためられた空気の顕熱分が、室外の温度の低い空気に移行し室内に給気されるため、室内への温度の低い空気の流入を防止することができ、室内の空調負荷の低減ができる除湿熱交換気扇が得られる。
【００１４】
また他の手段は、室外の温度を検知する室外温度検知手段と、室内の温度を検知する室内温度検知手段と、前記室外温度検知手段と前記室内温度検知手段から出力された信号から室内温度と室外温度の大小を比較する温度比較手段と、この温度比較手段から出力された信号から前記処理用送風機と前記給気用送風機を前記第一ダンパと前記第二ダンパの動作を制御する信号を出力する換気制御手段を備え、室内温度が室外温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパを閉鎖状態、第二ダンパを開放状態とし、室外温度よりも温度の高い室内空気を前記処理用送風機で顕熱交換素子を通して室外に排気するとともに、前記給気用送風機により室外空気を前記顕熱交換素子を通じて室内に給気したものである。
【００１５】
そして本発明によれば、室外の温度の低い空気を積極的に取り入れ、かつ室内室内空気を排気するという同時給排機能により、室内の絶対湿度を低下させることができ、再生ヒータの運転はなく、処理用送風機と給気用送風機の運転に必要なエネルギのみで室内の湿度低下がはかれるため、消費電力の低減ができる除湿熱交換気扇が得られる。
【００１６】
また他の手段は、室外の温度を検知する室外温度検知手段と、前記室外温度検知手段から出力された信号と、あらかじめ設定された温度の大小を比較する設定温度比較手段と、この設定温度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する温度制御手段を備え、室外温度があらかじめ設定温度比較手段で設定された温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパを開放状態、第二ダンパを閉鎖状態とし、室内空気を除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機により室外空気は前記顕熱交換素子を通らずに第四風路を通過し、前記処理用送風機の上流側に給気したものである。
【００１７】
そして本発明によれば、給気空気による室内温度上昇を防止することができ、室外空気条件に応じた適切な給気動作ができる除湿熱交換気扇が得られる。
【００１８】
また他の手段は、室内の湿度を検知する室内湿度検知手段と、室内湿度検知手段から出力された信号から、あらかじめ設定された湿度との大小を比較する湿度比較手段と、この湿度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する除湿制御手段を備え、室内湿度があらかじめ設定された湿度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパ、第二ダンパを共に開放状態にし、かつギヤモータを作動させて除湿素子を回転させるとともに、再生ヒータを通電状態とし、室内空気を前記除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は前記顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機からの室外空気は前記顕熱交換素子を通過して室内に給気されるようにしたものである。
【００１９】
そして本発明によれば、室内の結露や微生物汚染の防止が可能となり、また建物や人にとって健康で快適な室内空間の実現が出来る除湿熱交換気扇が得られる。
【００２０】
また他の手段は、回転制御手段を備え、回転制御手段から出力された信号によりギヤモータの回転を断続回転運転させる機能としたものである。
【００２１】
そして本発明によれば、ギヤモータの長寿命化ができ、従来のギヤモータでは解決できなかった長寿命、小型化、低コスト型が実現できる除湿熱交換気扇が得られる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、本体内に設けられた円筒上の除湿素子と、この除湿素子を回転させるためのギヤモータと、このギヤモータの回転軸に直結されたプーリと、このプーリの回転を前記除湿素子に伝達させるための駆動ベルトと、前記本体内に設けられた室内吸込口と室内排気口と、前記室内吸込み口から前記除湿素子を通り、前記室内排気口とを連通する第一風路と、この第一風路内に設けられた処理用送風機と、前記第一風路内で前記除湿素子の下流側で分岐する第二風路と、前記第二風路内に設けられ、前記除湿素子の上流側に設けられた再生ヒータと、前記第二風路の他端に設けられた室外排気口と、前記本体内に設けられた外気吸込み口と、この外気吸込口からの空気が通過するための第三風路と、この第三風路内に設けられた給気用送風機と、前記第三風路の他端に設けられた外気給気口と、前期給気用送風機の下流側で前期第三風路から分岐し、前記処理用送風機の上流側の第一風路に合流する第四風路と、前記第ニ風路と前記第三風路が交わる部分に設けられた顕熱交換素子と、前記第二風路内に設けられた第一ダンパと、前記第三風路と前記第四風路の分岐部分に設けられた第二ダンパを備えたものであり、再生ヒータで高温にあたためられた空気と、室外の温度の低い空気が熱交換により、再生ヒータで高温にあたためられた空気の顕熱分が、室外の温度の低い空気に移行し室内に給気されるため、室内への温度の低い空気の流入を防止することができ、室内の空調負荷の低減ができるという作用を有する。
【００２３】
また、上記構成に室外の温度を検知する室外温度検知手段と、室内の温度を検知する室内温度検知手段と、前記室外温度検知手段と前記室内温度検知手段から出力された信号から室内温度と室外温度の大小を比較する温度比較手段と、この温度比較手段から出力された信号から前記処理用送風機と前記給気用送風機を前記第一ダンパと前記第二ダンパの動作を制御する信号を出力する換気制御手段を備え、室内温度が室外温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパを閉鎖状態、第二ダンパを開放状態に備え、室外温度よりも温度の高い室内空気を前記処理用送風機で顕熱交換素子を通して室外に排気するとともに、前記給気用送風機により室外空気を前記顕熱交換素子を通じて室内に給気してなるものであり、室内外の温度を比較することで、室外の温度の低い空気を積極的に取り入れ、かつ室内室内空気を排気するという同時給排機能により、室内の絶対湿度を低下させることができ、かつ再生ヒータの運転はなく、処理用送風機と給気用送風機の運転に必要なエネルギのみで室内の湿度低下がはかれ消費電力の低減ができるという作用を有する。
【００２４】
また、上記構成に室外の温度を検知する室外温度検知手段と、前記室外温度検知手段から出力された信号と、あらかじめ設定された温度の大小を比較する設定温度比較手段と、この設定温度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する温度制御手段を備え、室外温度があらかじめ設定温度比較手段で設定された温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパを開放状態、第二ダンパを閉鎖状態に備え、室内空気を除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機により室外空気は前記顕熱交換素子を通らずに第四風路を通過し、前記処理用送風機の上流側に給気されてなるものであり、給気空気による室内温度上昇を防止と、室外空気条件に応じた適切な給気動作ができ、室内空調負荷の低減することができるという作用を有する。
【００２５】
また、上記構成に室内の湿度を検知する室内湿度検知手段と、室内湿度検知手段から出力された信号から、あらかじめ設定された湿度との大小を比較する湿度比較手段と、この湿度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する除湿制御手段を備え、室内湿度があらかじめ設定された湿度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパ、第二ダンパを共に開放状態にし、かつギヤモータを作動させて除湿素子を回転させるとともに、再生ヒータを通電状態に備え、室内空気を前記除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は前記顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機からの室外空気は前記顕熱交換素子を通過して室内に給気されるようにしてなるものであり、室内の結露や微生物汚染の防止が可能となり、また建物や人にとって健康で快適な室内空間の実現ができるという作用を有する。
【００２６】
また、上記構成に回転制御手段を備え、回転制御手段から出力された信号によりギヤモータの回転を断続回転運転させる機能を備えたものであり、ギヤモータの長寿命化ができるという作用を有する。
【００２７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００２９】
図１に示すように、円筒状の除湿素子１０１は、シリガゲルでできたコルゲート構造で、第一風路１と第二風路２で処理側と再生側に分割する。この処理側の第一風路１に処理用送風機１０２を設け、室内の高湿空気を室内吸込口３から吸い込み除湿素子１０１に送風し水分を吸湿し乾燥空気を室内排気口４より排気する。再生側の第二風路２は、除湿素子１０１の下流側で第一風路１から分岐し、第二風路２側の除湿素子１０１の上流側に再生ヒータ１０４を設け、処理用送風機１０２から送風された空気が第一風路１から分岐し、再生ヒータ１０４で７０〜２００℃まで加熱され、除湿素子１０１の再生側に送風される。そして、加熱され送風された空気は、第二風路２の下流側にある顕熱交換素子５を通り、室外排気口６より室外に排気される。ギヤモータ７にプーリ８が接続され、ギヤモータ７の回転をプーリ８に伝達され、プーリ８の回転は、プーリ８と除湿素子１０１を接続している駆動ベルト９により除湿素子１０１に回転が伝達される構成となっている。
【００３０】
なお、除湿素子１０１の材質は、ゼオライトでも同等の効果が得られる。
また、再生ヒータ１０４は、セラミックヒータを用いているが、シーズヒータ、ニクロムヒータ、赤外線ヒータ、コイルヒータでもよく、形状は問わない。
【００３１】
上記構成により、以下その動作について説明する。
室内の高湿空気は、処理用送風機１０２で風路が分割されている除湿素子１０１処理部分で吸湿され乾燥空気として室内に排気される。水分飽和状態となって吸湿性能が劣化した除湿素子１０１の再生部分では、再生ヒータ１０４で７０〜２００℃で加熱されて水分が脱離し再生される。除湿素子の回転数は、１０〜５０ｒｐｈで回転しているため、上述した処理（吸湿）と再生を連続的にしかも繰返し行うことができる。
【００３２】
そして、再生され加熱された第二風路２中の空気は、顕熱交換素子５で室外から外気吸込口１０を通じて給気用送風機１１で給気された新鮮な空気と熱交換され、室外の空気は外気給気口１２から室内に給気される。
【００３３】
なお、第一風路１内の第一ダンパ１３および、第三風路１４内の第二ダンパ１５はともに開放状態に固定される。
【００３４】
このように本発明の第１実施例の除湿熱交換気扇によれば、再生ヒータ１０４で高温にあたためられた空気と、室外の温度の低い空気が熱交換により、再生ヒータ１０４で高温にあたためられた空気の顕熱分が、室外の温度の低い空気に移行し室内に給気されるため、室内への温度の低い空気の流入を防止することができ、室内の空調負荷の低減が可能となる。
【００３５】
（実施例２）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００３６】
図２および図３に示すように、第三風路１４内に室外温度検知手段１６が、第一風路１内に室内温度検知手段１７がそれぞれ設けられている。そして、室外温度検知手段１６、室内温度検知手段１７は温度比較手段１８にそれぞれ接続され、室外温度検知手段１６、室内温度検知手段１７からの出力信号を受け取ること（入力）ができる構造となっている。また、温度比較手段１８と換気制御手段１９は接続されており、温度比較手段１８から出力された信号を受け取る（入力）ことが可能な構造となっている。そして、換気制御手段１９は、処理用送風機１０２、給気用送風機１１、第一ダンパ１３、第二ダンパ１５に接続されており、換気制御手段１９からの信号を受け取る（入力）ことができる構造となっている。
【００３７】
なお、室外温度検出手段１６、室内温度検出手段１７は、ともにＰｔ１００Ω／０．２級の温度センサ（０−５０℃、精度±０．５℃）を用いているが、低コストのサーミスタでも同様の効果が得られる。
【００３８】
上記構成により、以下その動作について説明する。
室内温度検知手段１７および室外温度検知手段１６で室内および室外の温度を計測する。そして、計測された各々の温度を信号として温度比較手段１８に入力する。そして、温度比較手段１８で室内温度と室外温度を比較して、室外温度のほうが低いと判定した場合、処理用送風機１０２、給気用送風機１１を作動させるとともに、第一ダンパ１３を閉鎖状態、第二ダンパ１５を開放状態にすると、室外温度よりも温度の高い室内空気を処理用送風機１０２で顕熱交換素子５を通して室外に排気するとともに、給気用送風機１１により室外空気を顕熱交換素子５を通じて室内に給気する。このとき、顕熱交換素子５中で室内空気と室外空気の顕熱分だけ熱交換することで、室外の低湿空気はそのまま室内に給気され、温度のみ熱回収することができるので、室内の空調負荷の影響はない。
【００３９】
このように本発明の第２実施例の除湿熱交換気扇によれば、室内外の温度を比較することで、室外の温度の低い空気を積極的に取り入れ、かつ室内室内空気を排気するという同時給排機能により、室内の絶対湿度を低下させることができ、かつ再生ヒータ１０４の運転はなく、処理用送風機１０２と給気用送風機１１の運転に必要なエネルギのみで室内の湿度低下がはかれ消費電力の低減が可能となる。
【００４０】
（実施例３）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００４１】
図４および図５および図６および図７に示すように、第三風路１４内に室外温度検知手段１６が設けられている。そして、室外温度検知手段１６は設定温度比較手段２０にそれぞれ接続され、室外温度検知手段１６からの出力信号を受け取ること（入力）ができる構造となっている。また、設定温度比較手段２０と温度制御手段２１は接続されており、設定温度比較手段２０から出力された信号を受け取る（入力）ことが可能な構造となっている。そして、温度制御手段２１は、処理用送風機１０２、給気用送風機１１、第一ダンパ１３、第二ダンパ１５、再生ヒータ１０４に接続されており、温度制御手段２１からの信号を受け取る（入力）ことができる構造となっている。
【００４２】
なお、室外温度検出手段１６は、Ｐｔ１００Ω／０．２級の温度センサ（０−５０℃、精度±０．５℃）を用いているが、低コストのサーミスタでも同様の効果が得られる。
【００４３】
また、設定温度比較手段２０にはあらかじめ設定温度１５℃を入力しておく。
この１５℃は、図７に示すように通季にわたり室外気温のデータを整理し、冷房期（夏季）、暖房期（冬季）、中間期（春・秋）の室外気温の境目の値となり、顕熱交換時での熱のやりとりの上で空調負荷にならない領域の温度として採用する。但し、地域性も考慮して、任意に設定温度値を変更できるものとする。
【００４４】
上記構成により、以下その動作について説明する。
室外温度検知手段１６で室外温度を計測する。そして、計測された温度を信号として設定温度比較手段２０に入力する。そして、設定温度比較手段２０で室外温度とあらかじめ設定された設定温度（１５℃）を比較して、室外温度のほうが高いと判定した場合、処理用送風機１０２、給気用送風機１１を作動させるとともに、第一ダンパ１３を開放状態、第二ダンパ１５を閉鎖状態にするとともに再生ヒータ１０４を作動させる。そして、室内空気を除湿素子１０１で除湿するとともに、再生ヒータ１０４で加熱された湿気を含んだ空気は顕熱交換素子５を通して室外に排気される。そして、給気用送風機１１により室外空気は顕熱交換素子５を通らずに第四風路２２を通過し、処理用送風機１０２の上流側に給気される。
【００４５】
このとき温度の高い室外空気は顕熱交換素子５を通らずに処理用送風機１０２の上流側に送風されるので、湿気が高く温度も高い室外空気をそのまま室内に導入することがないので、室内の温度上昇を防止することができ、かつ湿気の負荷も除湿素子１０１で除湿されてから室内に導入されることとなる。
【００４６】
なお、設定温度が室外温度よりも高いときは、第二ダンパ１５を開放状態とする。このときは、給気用送風機１１から導入された室外空気は顕熱交換素子５を通り、再生ヒータ１０４で加熱された室内空気の顕熱分を熱回収し、熱回収された顕熱分だけ室外空気は温度上昇し室内側に給気される。
【００４７】
このように本発明の第３実施例の除湿熱交換気扇によれば、給気空気による室内温度上昇を防止することができ、かつ、湿気の負荷も除湿素子１０１で除湿されてから室内に導入されることから、室外空気条件に応じた適切な給気動作が可能となる。
【００４８】
（実施例４）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００４９】
図８および図９および図１０に示すように、第一風路１内に室内湿度検知手段２１が設けられている。そして、室内湿度検知手段２３は湿度比較手段２４に接続され、室内湿度検知手段２３からの出力信号を受け取ること（入力）ができる構造となっている。また、湿度比較手段２４と除湿制御手段２５は接続されており、湿度比較手段２４から出力された信号を受け取る（入力）ことが可能な構造となっている。そして、除湿制御手段２５は、処理用送風機１０２、給気用送風機１１、第一ダンパ１３、第二ダンパ１５、再生ヒータ１０４に接続されており、除湿制御手段２５からの信号を受け取る（入力）ことができる構造となっている。
【００５０】
なお、室内湿度検知手段２３は、高分子湿度センサ（０−１００％ＲＨ、精度±０．５％ＲＨ）を用いる。
【００５１】
また、湿度比較手段２４にはあらかじめ設定湿度７０％ＲＨを入力しておく。
この７０％ＲＨは、図１０に示すように、室内に放置したもちにカビが繁殖する温湿度範囲のデータから算出し、このデータを用いて、７０％以下であれば室内でのカビ繁殖が抑えられるということから、カビが繁殖するかしないかの範囲のしきい値をして採用する。
【００５２】
但し、室内の環境の違いや、使用者の判断により任意に設定湿度値を変更できるものとする。
【００５３】
上記構成により、以下その動作について説明する。
室内湿度検知手段２３で室内湿度を計測する。そして、計測された湿度を信号として湿度比較手段２４に入力する。そして、湿度比較手段２４で室内湿度とあらかじめ設定された設定湿度（７０％ＲＨ）を比較して、室内湿度のほうが高いと判定した場合、処理用送風機１０２、給気用送風機１１を作動させるとともに、第一ダンパ１１開放状態にするとともに再生ヒータ１０４を作動させる。そして、室内空気を除湿素子１０１で除湿するとともに、再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気はで顕熱交換素子５を通して室外に排気される。
【００５４】
このとき、室外温度検知手段１６から検出された温度が設定温度１５℃以上のときは、第二ダンパ１５を閉鎖状態にして給気用送風機１１からの室外空気は顕熱交換素子５を通過せずに第四風路２２を通過して処理用送風機１０２の上流側に給気されるようにする。また、室外温度検知手段１６から検出された温度が設定温度１５℃以下のときは、第二ダンパ１５を開放状態にして給気用送風機１１からの室外空気は顕熱交換素子５を通過し、再生ヒータ１０４で加熱された空気の顕熱分を熱回収して第三風路１４を通過して室内に給気されるようにする。
【００５５】
ここで、省エネルギ運転での室内除湿運転について説明する。
まず室内および室外温度をそれぞれ室内温度検知手段１７、室外温度検知手段１６で検知し、各々の信号を温度比較手段１８で比較し、室外温度の方が低いとき、処理用送風機１０２と給気用送風機１１と第一ダンパ１３と第二ダンパ１５を作動させて室内空気と室外空気とを同時給排させることにより換気除湿させて室内の湿度低下をはかる。このとき、設定温度比較手段２０にあらかじめ入力されている設定温度が１５℃以下の場合は第二ダンパ１５を開放状態にし給気空気を顕熱交換素子５内を通過させて熱回収しながら室内に給気する。また、設定温度が１５℃以上のときは、第二ダンパ１５を閉鎖状態にして、顕熱交換素子５を通過しないようにして室外空気を処理用送風機１０２の上流側に給気する。そして、室内湿度検知手段２３より、室内湿度が７０％ＲＨ以上になれば、第一ダンパ１３を開放状態にしかつ再生ヒータ１０４、ギヤモータ７を作動させて、除湿素子１０１により７０％ＲＨ以上の室内空気中の湿気分を吸湿して乾燥空気のみ室内に排出するようにする。
【００５６】
なお、この場合でも室外温度と設定温度を逐次比較しながら第二ダンパ１５を開放または閉鎖しながら室外空気を顕熱交換するかどうか判断しながら室内に給気するものとする。
【００５７】
このように本発明の第４実施例の除湿熱交換気扇によれば、除湿熱交換気扇の運転モードを室内湿度検知および、室内外の温度検知により換気除湿もしくは、除湿素子１０１による除湿手段、そして、顕熱交換による熱回収を実施することにより、室内空調負荷を抑え、除湿動作の低入力化を実現させ、自動運転による室内の結露や微生物汚染の防止が可能となり、また建物や人にとって健康で快適な室内空間の実現ができる。
【００５８】
（実施例５）
従来例と同一部分は同一番号を付し、詳細の説明は省略する。
【００５９】
図１１に示すように、回転数制御手段２６は、ギヤモータ７に接続されており、回転数制御手段２６からの出力された信号をうけとることができる構造となっている。また、回転数制御手段２６は、ギヤモータ７に対して、瞬時停止および瞬時起動可能でかつ、断続運転が制御できる構造となっている。
【００６０】
上記構成により、以下その動作について説明する。
除湿素子１０１の回転数制御について、除湿素子が１回転に要する時間を連続運転時と同一になるように瞬時起動時・停止時の回転数制御と、起動時・停止時の時間タイミングを制御し、除湿素子１０１を回転させる。
【００６１】
除湿素子が１回転する時間が同一であれば、連続回転でも断続回転でも同一の除湿能力が得られることから、例えば、連続回転時で４５ｒｐｈの運転制御を実施している場合、１秒運転し２秒停止の断続タイミングで回転数を１３５ｒｐｈにすると、除湿素子が１回転する時間は同一となり、除湿能力は連続回転時と同一で、ギヤモータ７の総運転時間は連続運転時に比べ３倍の寿命が稼げることとなる。
【００６２】
なお、起動時・停止時の回転数制御、起動時・停止時の時間タイミングについては、設定条件を任意に変更できるものとする。
【００６３】
このように本発明の第５実施例の除湿熱交換気扇によれば、ギヤモータ７の連続運転時間を断続運転することにより、ギヤモータの総運転時間を稼ぎ、ギヤモータの長寿命化が可能となり、同等の連続運転時間可能な現行のギヤモータよりも小型化、低コスト化が実現できる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、温度の低い空気の流入を防止することができ、また室内の空調負荷の低減ができるという効果のある除湿熱交換気扇を提供できる。
【００６５】
また、室外の温度の低い空気を積極的に取り入れ、かつ室内室内空気を排気するという同時給排機能により、室内の絶対湿度を低下させることができ、また消費電力の低減ができるという効果のある除湿熱交換気扇を提供できる。
【００６６】
また、給気空気による室内温度上昇を防止することができ、室外空気条件に応じた適切な給気動作ができるという効果のある除湿熱交換気扇が提供できる。
【００６７】
また、室内の結露や微生物汚染の防止が可能となり、また建物や人にとって健康で快適な室内空間の実現ができるという効果のある除湿熱交換気扇を提供できる。
【００６８】
また、ギヤモータの長寿命化ができ、従来のギヤモータでは解決できなかった長寿命、小型化、低コスト型が実現できるという効果のある除湿熱交換気扇を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の除湿熱交換気扇の構成図
【図２】本発明の実施例２の除湿熱交換気扇の構成図
【図３】 同第２実施例の除湿熱交換気扇の制御フローチャート
【図４】 本発明の実施例３の除湿熱交換気扇の構成図
【図５】同第３実施例の除湿熱交換気扇の制御フローチャート
【図６】同第３実施例の除湿熱交換気扇の動作モード図
【図７】通季にわたる室外温度結果を示す図
【図８】本発明の実施例４の除湿熱交換気扇の構成図
【図９】同第４実施例の除湿熱交換気扇の制御フローチャート
【図１０】もちについてのカビが繁殖する温度と湿度の範囲図
【図１１】本発明の実施例５の除湿熱交換気扇の構成図
【図１２】従来の乾式除湿機の構成図
【符号の説明】
１ 第一風路
２ 第二風路
３ 室内吸込口
４ 室内排気口
５ 顕熱交換素子
６ 室外排気口
７ ギヤモータ
８ プーリ
９ 駆動ベルト
１０ 外気吸込口
１１ 給気用送風機
１２ 外気給気口
１３ 第一ダンパ
１４ 第三風路
１５ 第二ダンパ
１６ 室外温度検知手段
１７ 室内温度検知手段
１８ 温度比較手段
１９ 換気制御手段
２０ 設定温度比較手段
２１ 温度制御手段
２２ 第四風路
２３ 室内湿度検知手段
２４ 湿度比較手段
２５ 除湿制御手段
２６ 回転数制御手段
１０１ 除湿素子
１０２ 処理用送風機
１０４ 再生ヒータ
Claims (5)
- 本体内に設けられた円筒上の除湿素子と、この除湿素子を回転させるためのギヤモータと、このギヤモータの回転軸に直結されたプーリと、このプーリの回転を前記除湿素子に伝達させるための駆動ベルトと、前記本体内に設けられた室内吸込口と室内排気口と、前記室内吸込み口から前記除湿素子を通り、前記室内排気口とを連通する第一風路と、この第一風路内に設けられた処理用送風機と、前記第一風路内で前記除湿素子の下流側で分岐する第二風路と、前記第二風路内に設けられ、前記除湿素子の上流側に設けられた再生ヒータと、前記第二風路の他端に設けられた室外排気口と、前記本体内に設けられた外気吸込口と、この外気吸込口からの空気が通過するための第三風路と、この第三風路内に設けられた給気用送風機と、前記第三風路の他端に設けられた外気給気口と、前記給気用送風機の下流側で前記第三風路から分岐し、前記処理用送風機の上流側の第一風路に合流する第四風路と、前記第二風路と前記第三風路が交わる部分に設けられた顕熱交換素子と、前記第二風路内に設けられた第一ダンパと、前記第三風路と前記第四風路の分岐部分に設けられた第二ダンパを配してなる除湿熱交換気扇。
- 室外の温度を検知する室外温度検知手段と、室内の温度を検知する室内温度検知手段と、前記室外温度検知手段と前記室内温度検知手段から出力された信号から室内温度と室外温度の大小を比較する温度比較手段と、この温度比較手段から出力された信号から前記処理用送風機と前記給気用送風機と前記第一ダンパと前記第二ダンパの動作を制御する信号を出力する換気制御手段を備え、室内温度が室外温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパを閉鎖状態、第二ダンパを開放状態に配して、室外温度よりも温度の高い室内空気を前記処理用送風機で顕熱交換素子を通して室外に排気するとともに、前記給気用送風機により室外空気を前記顕熱交換素子を通じて室内に給気してなる請求項１記載の除湿熱交換気扇。
- 室外の温度を検知する室外温度検知手段と、前記室外温度検知手段から出力された信号と、あらかじめ設定された温度の大小を比較する設定温度比較手段と、この設定温度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する温度制御手段を備え、室外温度があらかじめ設定温度比較手段で設定された温度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機、ギヤモータ、再生ヒータを作動させ、かつ第一ダンパを開放状態、第二ダンパを閉鎖状態に配して、室内空気を除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機により室外空気は前記顕熱交換素子を通らずに第四風路を通過し、前記処理用送風機の上流側に給気されてなる請求項１記載の除湿熱交換気扇。
- 室内の湿度を検知する室内湿度検知手段と、室内湿度検知手段から出力された信号から、あらかじめ設定された湿度との大小を比較する湿度比較手段と、この湿度比較手段から出力された信号から、前記処理用送風機、前記給気用送風機、前記第一ダンパ、前記第二ダンパ、前記ギヤモータ、前記再生ヒータの動作を制御する信号を出力する除湿制御手段を備え、室内湿度があらかじめ設定された湿度よりも高いときは、処理用送風機、給気用送風機を作動させ、かつ第一ダンパ、第二ダンパを共に開放状態にし、かつギヤモータを作動させて除湿素子を回転させるとともに、再生ヒータを通電状態に配して、室内空気を前記除湿素子で除湿するとともに、前記再生ヒータで加熱された湿気を含んだ空気は前記顕熱交換素子を通して室外に排気され、前記給気用送風機からの室外空気は前記顕熱交換素子を通過して室内に給気されるようにしてなる請求項１記載の除湿熱交換気扇。
- 回転制御手段を備え、回転制御手段から出力された信号によりギヤモータの回転を断続回転運転させる機能を配してなる請求項１または２または３記載の除湿熱交換気扇。
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