JP4232494B2 - 調湿装置および調湿排気システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、除湿または放湿する調湿装置および調湿排気システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、調湿装置としては、図7に示すように、容器102を貫通するように多数の疎水性膜(水蒸気透過膜)からなるチューブ103,103,…を配置して、各チューブ103の内側を流れる室内空気に含まれる水分を、各チューブ103の外側の吸湿液に吸収する1対の除湿モジュール101と、ヒータ105を有して吸湿液を貯えるタンク本体104と、吸湿液が循環するように除湿モジュール101とタンク本体104とを接続する送り配管106および戻り配管107と、循環する吸湿液を冷却する冷却器108と、送り配管106に配設されたポンプ109と、このポンプ109の送液流量を制御する制御器110とを備えた除湿装置がある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
上記除湿装置によれば、室内を除湿する除湿運転時は、冷却器108とポンプ109を動作させて、タンク本体104に貯えられた吸湿液(LiCl水溶液)を除湿モジュール101に送り出して、冷却器108で冷却し、除湿モジュール101の各チューブ103の外側の容器102内を循環させる。そうして、各チューブ103の内側を流れる室内空気に含まれる水分を、チューブ膜を通して吸湿液に吸収して室内を除湿する。吸水により低濃度になった吸湿液を戻り配管107を介してタンク本体104に戻る。
【0004】
次に、吸水で低濃度になったタンク本体104内の吸湿液を再生する再生運転時は、吸湿液を循環させることなくヒータ105を動作させてタンク本体104内の吸湿液を加熱することにより、吸湿液に含まれていた水分を水蒸気にしてタンク本体104上部から大気中に放出し、吸湿液を脱水により濃縮,再生する。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−108127号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記除湿装置では、吸湿液をポンプ109により送り出すと、強度の小さいチューブ103の疎水性膜が破壊されて液漏れの原因になるという欠点がある。
【0007】
そこで、この発明の目的は、ポンプから送られる吸湿液の圧力による疎水性膜の破損を防いで、調湿モジュールからの液漏れを効果的に防止できる調湿装置および調湿排気システムを提供することにある。
【0008】
【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の調湿装置は、吸湿液を貯えるタンクと、上記タンクに一端が接続された送液配管と、上記送液配管の他端に入口側が接続され、疎水性膜を用いた調湿モジュールと、上記調湿モジュールの出口側に一端が接続され、他端が上記タンクに接続された戻り配管と、上記送液配管に設けられ、上記タンク内の吸湿液を上記調湿モジュール側に送り出すポンプと、上記送液配管の上記ポンプと上記調湿モジュールとの間かつ上記調湿モジュールよりも高い位置に設けられ、内部が大気に開放された液だめとを備え、上記調湿モジュールの上記送液配管の他端が接続された入口側は、上記調湿モジュールの下端であり、上記調湿モジュールの上記戻り配管の一端が接続された上記出口側は、上記調湿モジュールの上端であることを特徴としている。
【0009】
上記請求項1の調湿装置によれば、上記タンクに貯えられた吸湿液をポンプにより調湿モジュールに送り出し、その調湿モジュールを通過する吸湿液に上記疎水性膜を介して空気中から水分を吸収することにより調湿した後、上記調湿モジュールで水分を吸収した吸湿液を戻り配管を介してタンクに戻す。こうして、吸湿液をタンク,送液配管,調湿モジュールおよび戻り配管の順に循環させて、例えばタンクに戻る吸湿液を加熱などにより再生することによって、連続的に調湿を行うことが可能となる。このとき、上記送液配管のポンプと調湿モジュールの間かつ調湿モジュールよりも高い位置に設けられた液だめは、内部が大気に開放されており、ポンプから送られる吸湿液を大気圧下に一旦戻して、液だめと調湿モジュールとの高低差による差圧によって液だめ側から調湿モジュールに供給するので、ポンプから送られる吸湿液の圧力が調湿モジュールに直接かからず、調湿モジュールの疎水性膜の破損を防いで、調湿モジュールからの液漏れを効果的に防止できる。
【0010】
また、請求項2の調湿装置は、請求項1の調湿装置において、上記液だめから溢れた吸湿液を上記タンクに戻すバイパス配管を備えたことを特徴としている。
【0011】
上記請求項2の調湿装置によれば、上記液だめから溢れた吸湿液を上記バイパス配管を介してタンクに戻すので、上記ポンプの送液流量が調湿モジュール介して循環する吸湿液の最大流量を越えて吸湿液が液だめから溢れてもバイパス配管,戻り配管を介してタンクに戻る。したがって、上記液だめの内部の液面の上昇を防止できる。また、液だめから吸湿液が溢れないようにポンプの送液流量を正確に制御する必要がなくなり、フロートスイッチ等を設ける必要もなくなる。
【0012】
また、請求項3の調湿装置は、請求項1または2の調湿装置において、上記調湿モジュールの下側に設けられ、上記調湿モジュールから漏れる吸湿液を受ける液受皿と、上記液受皿に受けた吸湿液を上記タンクに戻す液回収配管とを備えたことを特徴としている。
【0013】
上記請求項3の調湿装置によれば、何らかの原因で上記調湿モジュールから漏れた吸湿液を上記液受皿で受けた後、上記液回収配管を介して上記タンクに戻すことによって、液受皿から吸湿液が溢れることがなく、吸湿液を確実に回収できる。
【0014】
また、請求項4の調湿排気システムは、上記調湿装置を用いた調湿排気システムであって、上記調湿装置の水分を吸湿した吸湿液を加熱して上記吸湿液を再生する再生ヒータと、上記再生ヒータの加熱により上記吸湿液から放出される水蒸気を排気ダクトに導く排気通路とを備えたことを特徴としている。
【0015】
上記請求項4の調湿排気システムによれば、調湿モジュールからの液漏れを効果的に防止できる調湿装置を用いて、吸湿液を再生ヒータにより加熱し、加熱により吸湿液から放出される水蒸気を排気通路により排気ダクトに導いて、その排気ダクトを介して例えば室外に排気することによって、除湿により生じた排水を溜める排水タンクを室内に設けたり、その排水タンクに溜まった排水を捨てたりする必要のない調湿排気システムを実現できる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の調湿装置および調湿排気システムを図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0017】
(第1実施形態)
図1はこの発明の第1実施形態の調湿装置の一例としての除湿装置の概略構成図であり、1は吸湿液10を貯えるタンク、2は上記タンク1に第1送液配管11を介して接続され、タンク1内の吸湿液10を送り出すポンプ、3は上記ポンプ2に第2送液配管12を介して接続された液だめ、4は上記液だめ3に第3送液配管13を介して入口側が接続され、出口側が戻り配管14を介してタンク1に接続された調湿モジュールとしての除湿モジュールである。
【0018】
上記除湿モジュール4は、疎水性膜からなる複数の扁平チューブ20を並列に配置し、各扁平チューブ20の下端を接続部22(第2送液配管12を接続)により接続する一方、各扁平チューブ20の上端を接続部23(戻り配管14を接続)により接続している。上記液だめ3を除湿モジュール4よりも高い位置に設け、液だめ3の内部を大気に開放している。また、上記複数の扁平チューブ20の間にはスリットが設けられ、その除湿モジュール4のスリットに空気を送風することによって、吸湿効率が向上する。この実施形態では、吸湿液10として臭化リチウム(LiBr)の水溶液を用いている。
【0019】
上記構成の除湿装置によれば、タンク1からポンプ2により送り出された吸湿液10を液だめ3を介して除湿モジュール4の扁平チューブ20内を通過させて、通過する吸湿液に疎水性膜を介して空気中から水分を吸収することにより除湿する。
【0020】
こうして、吸湿液10をタンク1,液だめ3,除湿モジュール14の順に循環させて、タンク1に戻る吸湿液10を加熱などにより再生することによって、連続的に除湿を行うことが可能となる。このとき、上記除湿モジュール4よりも高い位置に設けられた液だめ3は、内部が大気に開放されており、ポンプ2から送られる吸湿液10を大気圧下に一旦戻して、液だめ3と除湿モジュール4との高低差による差圧によって液だめ3側から除湿モジュール4に供給するので、ポンプ2から送られる吸湿液10の圧力が除湿モジュール4に直接加わらないので、ポンプ圧による疎水性膜の破損を防いで、除湿モジュール4からの液漏れを効果的に防止することができる。
【0021】
上記疎水性膜は、膜抵抗を小さくするために厚さが10〜20μmのフッ素膜が用いられており、実用耐圧は0.05〜0.1kgf/cm2(0.05×98kPa〜0.1×98kPa)である。これに対して、使用するポンプ圧は、0.7kgf/cm2(0.7×98kPa)程度であり、液だめ3がない場合は、実用耐圧を越えて液漏れの原因となる。これに対して、この第1実施形態の除湿装置によれば、液だめ3により除湿モジュール4の疎水性膜にかかる圧力は、0.05〜0.1kgf/cm2(0.05×98kPa〜0.1×98kPa)以下に設定でき、実用耐圧以下で運転することができる。
【0022】
なお、上記除湿装置は、除湿モジュール4からの吸湿液10を受ける液受皿21を除湿モジュール4の下側に配置している。この液受皿21によって、何らかの原因で除湿モジュール4から漏れた吸湿液を受けることができる。
【0023】
(第2実施形態)
図2はこの発明の第2実施形態の調湿装置の一例としての除湿装置の概略構成図であり、この第2実施形態の除湿装置は、バイパス配管を除いて第1実施形態の除湿装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【0024】
図2に示すように、上記液だめ3と戻り配管14とをバイパス配管15により接続している。そうすることによって、上記液だめ3から溢れた吸湿液10をバイパス配管15を介して戻り配管14に戻すので、ポンプ2の送液流量が除湿モジュール4介して循環する吸湿液10の最大流量を越えて吸湿液10が液だめから溢れてもバイパス配管15,戻り配管14を介してタンク1に戻る。
【0025】
上記第2実施形態の除湿装置は、上記第1実施形態の除湿装置と同様の効果を有すると共に、液だめ3の内部の液面の上昇を防止することができる。
【0026】
なお、上記第2実施形態の除湿装置では、バイパス配管15を戻り配管14に接続したが、バイパス配管をタンクに直接接続してもよい。
【0027】
(第3実施形態)
図3はこの発明の第3実施形態の調湿装置の一例としての除湿装置の概略構成図であり、この第3実施形態の除湿装置は、液回収配管と配管接続部を除いて第2実施形態の除湿装置と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【0028】
図3に示すように、除湿モジュール4とタンク1との間を、第1戻り配管14A,配管接続部5および第2戻り配管14Bを介して接続している。また、上記配管接続部5と液だめ3をバイパス配管15により接続している。そして、除湿モジュール4の下側に設けられた液受皿21の排出口24と配管接続部5を液回収配管16を介して接続している。
【0029】
上記第3実施形態の除湿装置は、上記第2実施形態の除湿装置と同様の効果を有すると共に、何らかの原因で上記除湿モジュールから吸湿液が漏れた場合、その漏れた吸湿液を液受皿21で受けた後、液回収配管16,配管接続部5を介して第2戻り配管14Bに戻すことによって、液受皿21から吸湿液が溢れることがなく、吸湿液を確実に回収することができる。
【0030】
なお、上記第3実施形態の除湿装置では、バイパス配管15および液回収配管16を配管接続部5に接続したが、バイパス配管および液回収配管をタンクに直接接続してもよい。
【0031】
(第4実施形態)
図4はこの発明の第4実施形態の除湿装置を用いた調湿排気システムの概略構成図であり、1は吸湿液10を貯えるタンク、2は上記タンク1に第1送液配管11を介して接続され、タンク1内の吸湿液10を送り出すポンプ、3は上記ポンプ2に第2送液配管12を介して接続された液だめ、4は上記液だめ3に第3送液配管13を介して下側が接続され、第1戻り配管14A,配管接続部5および第2戻り配管14Bを介してタンク1に上側が接続された調湿モジュールとしての除湿モジュールである。上記液だめ3と配管接続部5をバイパス配管15により接続している。そして、除湿モジュール4の下側に設けられた液受皿(図示せず)の排出口と配管接続部5を液回収配管16を介して接続している。
【0032】
上記除湿モジュール4は、第3実施形態と同様の構成をしており、除湿モジュール下端に第3送液配管13を接続する一方、各扁平チューブ20の上端に第1戻り配管14A接続している。上記液だめ3を除湿モジュール4よりも高い位置に設け、液だめ3の内部を大気に開放している。
【0033】
また、上記除湿モジュール4は、壁33の室内側壁面に取り付けられたケーシング31内に配置されている。そして、そのケーシング31内の除湿モジュール4の斜め下方に送風ファン32を配置し、その送風ファン32により室内から除湿モジュール4を介して吸い込まれた空気を、ケーシング31の下側の吹出口31aから室内に吹き出す。
【0034】
また、上記壁33を貫通する排気ダクト30の室内側に排気ファン34を設け、排気ファン34により室内の空気を排出して換気を行う。
【0035】
また、上記タンク1の下側側面にJ字形状の分岐部6の下端を接続し、その分岐部6の下端近傍に第2戻り配管14Bを接続している。上記分岐部6の上端に再生部7を設け、その再生部7内に再生ヒータ8を配置している。上記再生部7内の所定の高さに吸湿液の液面(タンク1内の吸湿液10の液面と同じ高さ)がほぼ位置するようにし、再生ヒータ8が常に吸湿液の液面より下に位置するようにしている。また、再生部7の上部と排気ダクト30とを排気通路9を介して接続している。
【0036】
上記構成の調湿排気システムにおいて、タンク1からポンプ2により送り出された吸湿液10を液だめ3を介して除湿モジュール4の複数の扁平チューブ20内を通過させて、通過する吸湿液10に疎水性膜を介して空気から水分を吸収する。そうして、吸湿液10をタンク1,液だめ3,除湿モジュール14の順に循環させ、さらに、タンク1側に戻った吸湿液10を再生部7の再生ヒータ8により加熱して、加熱された吸湿液10から発生した水蒸気を排気通路9と排気ダクト30を介して室外に排出する。このように、上記再生部7で吸湿液10を加熱して再生することによって、連続的に除湿を行うことが可能となる。このとき、上記除湿モジュール4よりも高い位置に設けられた液だめ3は、内部が大気に開放されており、ポンプ2から送られる吸湿液10を大気圧下に一旦戻して除湿モジュール4に供給するので、ポンプ2から送られる吸湿液10の圧力に起因する疎水性膜の破損を防いで、除湿モジュール4からの液漏れを効果的に防止することができる。
【0037】
このように、上記除湿モジュール4からの液漏れを効果的に防止できる除湿装置を用いて、吸湿液10を再生ヒータ8による加熱により吸湿液10から放出される水蒸気を排気通路9により排気ダクト30に導いて室外に排気することによって、除湿により生じた排水を溜める排水タンクを室内に設けたり、その排水タンクに溜まった排水を捨てたりする必要のない調湿排気システムを実現することができる。
【0038】
また、図5上記4実施形態の調湿排気システムの具体的な構成を示す斜視図であり、1はタンク、2はポンプ、4は除湿モジュール、6は分岐部6、8はヒータ、20扁平チューブ、32は送風ファン、34は換気ファンである。
【0039】
(第5実施形態)
図6はこの発明の第5実施形態の除湿装置を用いた調湿排気システムの具体的な構成を示す斜視図である。図6に示すように、壁33の室内側の壁面に取り付けられたケーシング31内に、疎水性膜からなる複数の扁平チューブ20を有する除湿モジュール4を配置している。そして、上記除湿モジュール4以外の他の構成部を室外部40内に配置している。上記除湿モジュール4と室外部40は、壁33に設けられた穴33aを貫通する送液配管44と戻り配管42を介して接続されている。また、室外部40には、図示しない再生部から排出された水蒸気を排気ダクト43から室外に排出する。
【0040】
このように、上記除湿モジュール4からの液漏れを効果的に防止できる除湿装置を用いて、再生ヒータによる加熱により吸湿液から放出される水蒸気を排気ダクト30に導いて排気することによって、除湿により生じた排水を溜める排水タンクを室内に設けたり、その排水タンクに溜まった排水を捨てたりする必要のない調湿排気システムを実現することができる。
【0041】
上記第1〜第5実施形態では、吸湿液として臭化リチウム(LiBr)の水溶液を用いたが、塩化リチウム(LiCl)や塩化カルシウム(CaCl)等の水溶液を吸湿液として用いてよく、それらを組み合わせた混合水溶液を吸湿液として用いてもよい。また、水を吸湿液として用いてもよい。
【0042】
また、上記第1〜第5実施形態では、疎水性膜からなる複数の扁平チューブ20を並列に配置した除湿モジュール4を備えた除湿装置について説明したが、調湿モジュールの構成はこれに限らず、疎水性膜を介して空気中から水分を吸湿液に吸収するものであればよい。また、疎水性膜を介して空気中に水分を放出する加湿モジュールを用いた加湿装置にこの発明を適用してもよい。この場合、上記第1〜第5実施形態の除湿装置と基本的な構成は変わらず、必要に応じて、加湿モジュールの近辺に加熱手段を設けてもよい。
【0043】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項1の発明の調湿装置は、吸湿液を貯えるタンクと疎水性膜を用いた調湿モジュールの入力側を送液配管を介して接続し、上記調湿モジュールの出力側とタンクを戻り配管を介して接続し、上記送液配管にタンク内の吸湿液を調湿モジュール側に送り出すポンプを設けると共に、送液配管のポンプと調湿モジュールとの間かつ調湿モジュールよりも高い位置に、内部が大気に開放された液だめを設けたものである。
【0044】
したがって、請求項1の発明の調湿装置によれば、上記ポンプによりタンクに貯えられた吸湿液を調湿モジュールに送り出して、吸湿液をタンク,送液配管,調湿モジュールおよび戻り配管の順に循環させることによって、調湿モジュールを通過する吸湿液に上記疎水性膜を介して空気から水分を吸収して調湿を行う。このときに送液配管のポンプと調湿モジュールとの間かつ調湿モジュールよりも高い位置に設けられた液だめは、内部が大気に開放されており、ポンプから送られる吸湿液を大気圧下に一旦戻して調湿モジュールに供給するので、ポンプ圧による疎水性膜の破損を防いで、調湿モジュールからの液漏れを効果的に防止することができる。
【0045】
また、請求項2の発明の調湿装置によれば、請求項1の調湿装置において、上記液だめから溢れた吸湿液をバイパス配管を介してタンクに戻すことによって、上記ポンプの送液流量が調湿モジュール介して循環する吸湿液の最大流量を越えて吸湿液が液だめから溢れてもバイパス配管,戻り配管を介してタンクに戻るため、液だめの内部の液面の上昇を防止することができる。
【0046】
また、請求項3の発明の調湿装置によれば、請求項1または2の調湿装置において、例え何かの原因で上記調湿モジュールから吸湿液が漏れても、漏れる吸湿液を調湿モジュールの下側に設けた液受皿で受けた後、液回収配管を介して上記タンクに戻すので、液受皿から吸湿液が溢れることがなく、吸湿液を確実に回収することができる。
【0047】
また、請求項4の発明の調湿排気システムは、上記調湿装置を用いた調湿排気システムであって、上記調湿装置の水分を吸湿した吸湿液を再生ヒータにより加熱することによって上記吸湿液から放出される水蒸気を排気通路を介して排気ダクトに導くものである。
【0048】
したがって、請求項4の発明の調湿排気システムによれば、上記吸湿液を再生ヒータによる加熱により吸湿液から放出される水蒸気を排気通路により排気ダクトに導いて、例えば室外に排気することによって、調湿により生じた排水を溜める排水タンクを室内に設けたり、その排水タンクに溜まった排水を捨てたりする必要のない調湿排気システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明の第1実施形態の除湿装置の概略構成図である。
【図2】 図2はこの発明の第2実施形態の除湿装置の概略構成図である。
【図3】 図3はこの発明の第3実施形態の除湿装置の概略構成図である。
【図4】 図4はこの発明の第4実施形態の除湿装置を用いた調湿排気システムの概略構成図である。
【図5】 図5は上記調湿排気システムの具体的な構成を示す斜視図である。
【図6】 図6はこの発明の第5実施形態の除湿装置を用いた調湿排気システムの概略構成図である。
【図7】 図7は従来の除湿装置の概略構成図である。
【符号の説明】
1…タンク、
2…ポンプ、
3…液だめ、
4…除湿モジュール、
5…配管接続部、
6…分岐部、
7…再生部、
8…再生ヒータ、
9…排気通路、
10…吸湿液、
11…第1送液配管、
12…第2送液配管、
13…第3送液配管、
13…戻り配管、
14A…第1戻り配管、
14B…第2戻り配管、
15…バイパス配管、
16…液回収配管、
20…扁平チューブ、
21…液受皿、
22…接続部、
30…排気ダクト、
31…ケーシング、
32…送風ファン、
33…壁、
34…換気ファン、
40…室外部、
41…送液配管、
42…戻り配管、
43…排気ダクト。
Claims (4)
- 吸湿液を貯えるタンク(1)と、
上記タンク(1)に一端が接続された送液配管(11,12,13)と、
上記送液配管(11,12,13)の他端に入口側が接続され、疎水性膜を用いた調湿モジュール(4)と、
上記調湿モジュール(4)の出口側に一端が接続され、他端が上記タンク(1)に接続された戻り配管(14,14A,14B)と、
上記送液配管(11,12,13)に設けられ、上記タンク(1)内の吸湿液を上記調湿モジュール(4)側に送り出すポンプ(2)と、
上記送液配管(11,12,13)の上記ポンプ(2)と上記調湿モジュール(4)との間かつ上記調湿モジュール(4)よりも高い位置に設けられ、内部が大気に開放された液だめ(3)とを備え、
上記調湿モジュール ( 4 ) の上記送液配管 ( 11 , 12 , 13 ) の他端が接続された入口側は、上記調湿モジュール ( 4 ) の下端であり、
上記調湿モジュール ( 4 ) の上記戻り配管 ( 14 , 14A , 14B ) の一端が接続された上記出口側は、上記調湿モジュール ( 4 ) の上端であることを特徴とする調湿装置。 - 請求項1に記載の調湿装置において、
上記液だめ(3)から溢れた吸湿液を上記タンク(1)に戻すバイパス配管(15)を備えたことを特徴とする調湿装置。 - 請求項1または2に記載の調湿装置において、
上記調湿モジュール(4)の下側に設けられ、上記調湿モジュール(4)から漏れる吸湿液を受ける液受皿(21)と、
上記液受皿(21)に受けた吸湿液を上記タンク(1)に戻す液回収配管(16)とを備えたことを特徴とする調湿装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1つに記載の調湿装置を用いた調湿排気システムであって、
上記調湿装置の水分を吸湿した吸湿液を加熱して上記吸湿液を再生する再生ヒータ(8)と、
上記再生ヒータ(8)の加熱により上記吸湿液から放出される水蒸気を排気ダクト(30)に導く排気通路(9)とを備えたことを特徴とする調湿排気システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003073349A JP4232494B2 (ja) | 2003-03-18 | 2003-03-18 | 調湿装置および調湿排気システム |
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