JP6746434B2 - Air conditioner - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、空気調和装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an air conditioner.
家庭やオフィスなどの居住空間の快適性向上のための湿度制御モジュールが知られている。このような湿度制御モジュールとしては、水分吸着材を熱源によって加熱することで、湿潤の空気を得る装置がある。
ただし、上記のような湿度制御モジュールは、小型化が難しい場合があった。
Humidity control modules are known for improving the comfort of living spaces such as homes and offices. An example of such a humidity control module is a device that obtains moist air by heating a moisture adsorbent with a heat source.
However, it may be difficult to downsize the humidity control module as described above.
本発明が解決しようとする課題は、小型化を図ることができる空気調和装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide an air conditioner that can be downsized.
実施形態の空気調和装置は、、第1通風部と、第2通風部と、差圧生成部と、多孔体と、円筒状のケースとを持つ。前記第1通風部は、空気調和の対象空間から空気が流れる。前記第2通風部は、前記対象空間に向かう空気が流れる。前記差圧生成部は、前記第2通風部内の圧力を前記第1通風部内の圧力よりも低くする。前記多孔体は、エッチング形成された複数の孔を有する金属によって円筒形状の側面が形成され、前記側面の外側の前記第1通風部と前記側面の内側の前記第2通風部との間に配置され、前記第2通風部内の圧力が前記第1通風部内の圧力よりも低くなることで、前記第1通風部内の空気中の水分およびその他の気体成分を前記第2通風部内に向けて透過させる。前記円筒状のケースは、前記円筒形状の多孔体の側面の外側に設けられ、前記多孔体との間に前記第1通風部を形成する。
The air conditioner of the embodiment has a first ventilation part, a second ventilation part, a differential pressure generation part, a porous body, and a cylindrical case. Air flows from the target space for air conditioning through the first ventilation section. The air flowing toward the target space flows through the second ventilation unit. The differential pressure generation unit makes the pressure in the second ventilation unit lower than the pressure in the first ventilation unit. The porous body has a cylindrical side surface formed of a metal having a plurality of holes formed by etching, and is disposed between the first ventilation portion outside the side surface and the second ventilation portion inside the side surface. And the pressure in the second ventilation part becomes lower than the pressure in the first ventilation part, so that moisture and other gas components in the air in the first ventilation part are permeated into the second ventilation part. .. The cylindrical case is provided outside the side surface of the cylindrical porous body, and forms the first ventilation part with the porous body.
以下、実施形態の空気調和装置を、図面を参照して説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。 Hereinafter, an air conditioner of an embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, configurations having the same or similar functions are designated by the same reference numerals. Then, the overlapping description of those configurations may be omitted.
(第1の実施形態)
まず、図1から図3を参照し、第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態の空気調和装置1を示す図である。
本実施形態の空気調和装置1は、空気調和の対象空間Rの湿度を調整する(例えば加湿する)装置である。対象空間Rは、例えば家庭やオフィスなどの居住空間であるが、これに限らない。対象空間Rは、湿度管理が要求される工場や倉庫などの空間でもよい。例えば、対象空間Rは、壁Wによって他の空間から少なくとも部分的に仕切られている。本実施形態の対象空間Rは、この対象空間Rに空気を流入される第1流入口Fa1および第2流入口Fa2と、対象空間Rの空気を対象空間Rの外部に流出される流出口Fbとを有する。
(First embodiment)
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 is a diagram showing an air conditioner 1 of this embodiment.
The air conditioning apparatus 1 of the present embodiment is an apparatus that adjusts (for example, humidifies) the humidity of the target space R for air conditioning. The target space R is, for example, a living space such as a home or an office, but is not limited to this. The target space R may be a space such as a factory or warehouse where humidity control is required. For example, the target space R is at least partially separated from the other space by the wall W. The target space R of the present embodiment has a first inflow port Fa1 and a second inflow port Fa2 into which air flows into the target space R, and an outflow port Fb from which air in the target space R flows out of the target space R. Have and.
図1に示すように、本実施形態の空気調和装置1は、調湿モジュール11、第1配管部12、第1送風部13、第2配管部14、差圧生成部15、および第2送風部16を備えている。本実施形態では、調湿モジュール11、第1配管部12、第1送風部13、第2配管部14、差圧生成部15、および第2送風部16は、対象空間Rの外部に配置されている。これにより、対象空間Rのスペースの有効利用が可能になっている。なお上記に代えて、調湿モジュール11、第1配管部12、第1送風部13、第2配管部14、差圧生成部15、および第2送風部16の全部または一部は、対象空間Rの内部に配置されてもよい。
As shown in FIG. 1, the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment includes a
調湿モジュール11は、この調湿モジュール11の内部に形成された複数の空間の間で空気中の水分(水蒸気)を移動させる装置である。例えば、調湿モジュール11は、ケース21と、ケース21の内部に配置された多孔体22とを有する。
The
ケース21は、例えば調湿モジュール11の外形を形成している。ケース21の内部は、多孔体22によって第1室25と第2室26とに仕切られている。
The
第1室25は、後述する第1配管部12に連通し、対象空間Rから空気が供給される空間部である。第1室25は、多孔体22に臨んでいる。本実施形態では、第1室25と、この第1室25を規定するケース21の一部とによって「第1通風部31」の一例が形成されている。また、第1室25は、対象空間Rの外部に向けて開口した開口部25aを有する。開口部25aは、第1室25を通過した空気の少なくとも一部を対象空間Rの外部に向けて排気する。開口部25aは、「排気口」の一例である。
The
一方で、第2室26は、後述する第2配管部14に連通し、対象空間Rに向かう空気が流れる空間部である。第2室26は、第1室25とは反対側から多孔体22に臨んでいる。本実施形態では、第2室26と、この第2室26を規定するケース21の一部とによって「第2通風部32」の一例が形成されている。
On the other hand, the
多孔体22は、第1室25と第2室26との間に配置されている。多孔体22は、第1室25内の空気中に含まれる水分(水蒸気)と、水分以外の気体成分である窒素、酸素、二酸化炭素、およびVOC(Volatile Organic Compounds)ガス(ホルムアルデヒドなど)とを一定の割合で透過させる多孔質体または多孔質膜である。
The
図2は、本実施形態の多孔体22を示す平面図である。
図2に示すように、多孔体22の一例は、基材41と、基材41に設けられた複数(例えば多数)の細孔42と、一部の細孔42に充填された透湿材料43とを有する。
FIG. 2 is a plan view showing the
As shown in FIG. 2, an example of the
基材41は、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、チタン、カーボン、およびアルミナなどの金属材料で形成されている。
The
細孔42は、第1室25と第2室26とを連通させるように基材41に設けられている。細孔42は、基材41が金属製の場合、例えばエッチングにより形成されている。細孔42は、基材41に対して開口率が30〜80%、気孔径が0.1μm〜100μmとなるように形成されている。なお「開口率」とは、基材41の表面全体に対する多数の細孔42の開口面積の合計の割合である。気孔径が0.1μm以下になると、水分およびその他の気体成分の透過速度が低下する。一方で、気孔径が100μm以上になると、多孔体22の強度が低下する可能性がある。例えば、細孔42は、基材41に対して開口率が40〜60%、気孔径が0.5μm〜2μmとなるように形成されている。
The
透湿材料(水分吸着材)43は、相対湿度30%以上で例えば10wt%以上の吸湿性を有する材料である。例えば、透湿材料43は、ナフィオン、ポリウレタン、塩化リチウム、ゼオライト、およびシリカゲルなどの吸湿性材料が用いられる。これら吸湿性材料は、空気中の水分を吸って膨潤などを起こすことで透湿材料43が充填された細孔42を疑似的に塞ぐ。これにより、透湿材料43が充填された細孔42内への空気の透過が抑制される。
The moisture permeable material (moisture adsorbent) 43 is a material having a hygroscopic property of 10 wt% or more at a relative humidity of 30% or more. For example, as the moisture
次に、多孔体22の作用について説明する。
多孔体22は、この多孔体22の表面で空気中の水分(水蒸気)を吸着するとともに、周囲に圧力差が生じた場合に高圧側から低圧側に向けて水分およびその他の気体成分を透過させる。本実施形態では、多孔体22は、第2室26内の圧力が第1室25内の圧力よりも低くなることで、第1室25内の空気中の水分を吸着して第2室26に向けて透過させる。第2室26に向けて多孔体22を透過した水分は、第1室25と第2室26との間の圧力差によって多孔体22の表面から脱水し、第2室26内に水蒸気として供給される。これにより、第2室26内の空気が湿潤になる。
Next, the operation of the
The
より具体的な一例では、透湿材料43が充填されていない細孔42は、第2室26内の圧力が第1室25内の圧力よりも低くなることで、第1室25内の空気中の水分およびその他の気体成分を第2室26に向けて透過させる。一方で、透湿材料43が充填された細孔42は、第2室26内の圧力が第1室25内の圧力よりも低くなることで、第1室25内の空気中の水分を吸着して第2室26に向けて透過させる。すなわち、透湿材料43が充填された細孔42は、水分は透過させるが、その他の気体成分の透過は抑制する。このため、第2室26内は、多孔体22を選択的に透過された水分およびその他の気体成分で満たされる。その結果、第2室26内の空気は、第1室25内の空気、すなわち対象空間R内の空気よりも多くの割合で水蒸気を含む。なお、複数の細孔42に対して透湿材料43を充填する割合を変えることで、水分とその他の気体成分との透過比率を調整することができる。
In a more specific example, the
本実施形態の第2室26は、第2配管部14に連通する開口部以外には開口部を有しない。なお、複数の細孔42の多くまたは全部が透湿材料43によって充填される場合、第2室26は、対象空間Rの外部に開口する吸気口26aを有してもよい(図1中の2点鎖線参照)。この場合、吸気口26aから第2室26に流入する空気の流量を調整する流量調整部27が設けられてもよい。流量調整部27は、例えば流量調整弁である。
The
図3は、多孔体22の温度と水分透過量との関係を示すグラフである。
図3に示すように、多孔体22は、この多孔体22の温度が高まるに従い、多孔体22を透過させる水分量を増加させる性質を持つ。すなわち、多孔体22は、温度が高い場合に、水分透過性が良好になる。一方で、多孔体22は、温度が低い場合に、水分透過性が低下する。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the temperature of the
As shown in FIG. 3, the
次に、図1を参照し、空気調和装置1の残りの構成について説明する。
第1配管部12は、対象空間Rの流出口Fbと調湿モジュール11の第1室25との間に延びており、対象空間Rの流出口Fbと調湿モジュール11の第1室25とを連通させている。第1配管部12は、対象空間R内の空気を、対象空間Rから調湿モジュール11の第1室25に向けて導く。第1配管部12は、「第1流路部」の一例である。
Next, with reference to FIG. 1, the remaining configuration of the air conditioning apparatus 1 will be described.
The
第1送風部13は、例えば、第1配管部12の途中に設けられている。第1送風部13は、対象空間Rから第1配管部12を通って調湿モジュール11の第1室25に向かう空気の流れを作る送風装置である。第1送風部13は、例えばブロアやファンであるが、これらに限定されない。なお、第1送風部13は、第1配管部12の途中に限らず、第1配管部12と調湿モジュール11との間や、対象空間Rの流出口Fbと第1配管部12との間に設けられてもよい。また、第1送風部13は、後述する差圧生成部15による圧力差だけでも第1配管部12に十分な空気の流れを作ることができる場合には省略されてもよい。
The
第2配管部14は、調湿モジュール11の第2室26と対象空間Rの第2流入口Fa2との間に延びており、調湿モジュール11の第2室26と対象空間Rの第2流入口Fa2とを連通させている。第2配管部14は、調湿モジュール11の第2室26から対象空間Rに向けて空気を導く。第2配管部14は、「第2流路部」の一例である。例えば、第2配管部14の長さは、第1配管部12の長さよりも短い。言い換えると、第2配管部14の長さが第1配管部12の長さよりも短くなるように、調湿モジュール11などの設置位置が決められている。
The
差圧生成部15は、第2室26内の圧力を、第1室25内の圧力よりも低くする。本実施形態では、差圧生成部15は、第2室26内の圧力を大気圧よりも低くする減圧装置である。例えば、差圧生成部15は、第2室26内の圧力を、第1室25内の圧力の1/3〜1/100に減圧する。差圧生成部15は、ダイアフラム型真空ポンプや、スクロール型真空ポンプであるが、これらに限定されない。
The differential
例えば、差圧生成部15は、第2配管部14の途中に設けられている。差圧生成部15(例えば減圧ポンプ)は、この差圧生成部15を通過した空気を、対象空間Rに向けて送り出す。差圧生成部15は、調湿モジュール11の第2室26から対象空間Rに向かう空気の流れを作る。なお、空気調和装置1は、調湿モジュール11の第2室26から対象空間Rに向かう空気の流れを作る送風装置を別に有してもよい。また上記構成に代えて、差圧生成部15は、調湿モジュール11と第2配管部14との間や、第2配管部14と対象空間Rの第2流入口Fa2との間に配置されてもよい。
For example, the differential
第2送風部16は、対象空間Rの第1流入口Fa1に対応して配置されている。第2送風部16は、対象空間Rの外部の新しい空気を、第1流入口Fa1を通じて対象空間Rに供給する送風装置である。第2送風部16は、「空気供給部」の一例である。第2送風部16は、例えばブロアやファンであるが、これらに限定されない。なお、例えば第1送風部13などにより対象空間R内の空気が吸い込まれることで対象空間Rに新しい空気が供給される場合には、第2送風部16および第1流入口Fa1は省略されてもよい。
The
次に、本実施形態の空気調和装置1の作用について説明する。
空気調和装置1は、例えば年間を通して利用可能であるが、ここでは冬場(または寒冷地)における作用について説明する。対象空間Rは、例えば別に設けられた暖房機器Hによって温められている。このため、対象空間Rの内部は、対象空間Rの外部(屋外やビルの機械室など)に比べて温度が高い。なお本願で言う「暖房機器H」とは、エアコンのような冷房機能を兼ね備えるものでもよい。
Next, the operation of the air conditioner 1 of this embodiment will be described.
The air conditioner 1 can be used throughout the year, for example, but here, the operation in the winter (or cold region) will be described. The target space R is heated by, for example, a heating device H provided separately. For this reason, the temperature inside the target space R is higher than the temperature outside the target space R (outdoors, machine room of a building, etc.). The "heating device H" referred to in the present application may be one that also has a cooling function such as an air conditioner.
図1に示すように、空気調和装置1は、例えば第1送風部13が駆動されることで、対象空間Rの空気を流出口Fbから第1配管部12に流出させる。対象空間Rから第1配管部12に流出した空気は、第1配管部12を通って調湿モジュール11の第1室25に供給される。また、差圧生成部15が駆動されることで、第2室26内の圧力が第1室25内の圧力よりも低くなる。その結果、多孔体22は、第1室25内の空気中に含まれる水分を吸着して第2室26に向けて浸透させる。また、多孔体22は、第1室25内の空気の一部を第2室26に向けて透過させる。これにより、第2室26に湿潤な空気が作られる。
As shown in FIG. 1, the air conditioner 1 causes the air in the target space R to flow out from the outlet Fb to the
第2室26で作られた湿潤な空気は、例えば差圧生成部15が駆動されることで、第2流入口Fa2から対象空間Rに供給される。これにより、対象空間R内の空気が加湿される。一方で、調湿モジュール11の第1室25で多孔体22によって水分が吸収された空気は、第1室25の開口部25aから対象空間Rの外部に排気される。また、空気調和装置1は、第2送風部16が駆動されることで、対象空間Rの外部の新しい空気を第1流入口Fa1から対象空間Rの内部に供給する。
The moist air generated in the
以上のような構成によれば、空気調和装置1の小型化を図ることができる。
ここで、多孔体22は、温度が低い場合に水分の透過性が低くなることがある。この場合、冬場などで比較的冷たい空気(例えば外気)が調湿モジュール11の第1通風部31に供給されると、多孔体22の性能が低下し、第2通風部32内の空気が十分に湿潤にならない可能性がある。このため、調湿モジュール11の十分な性能を確保するように多孔体22の面積を大きく確保しておく必要があり、調湿モジュール11および空気調和装置1が大型化および高コスト化する場合がある。
According to the above configuration, the air conditioner 1 can be downsized.
Here, the
一方で、本実施形態の空気調和装置1は、第1通風部31と、第2通風部32と、差圧生成部15と、多孔体22とを備えている。第1通風部31は、空気調和の対象空間Rから空気が流れる。第2通風部32は、対象空間Rに向かう空気が流れる。差圧生成部15は、第2通風部32内の圧力を第1通風部31内の圧力よりも低くする。多孔体22は、第1通風部31と第2通風部32との間に配置され、第2通風部32内の圧力が第1通風部31内の圧力よりも低くなることで、第1通風部31内の空気中の水分を第2通風部32内に向けて透過させる。このような構成によれば、対象空間R内の比較的暖かい空気を調湿モジュール11の第1通風部31に供給することで、多孔体22の温度の低下を抑制することができる。その結果、多孔体22の性能低下を抑制し、多孔体22の面積が小さい場合であっても第2通風部32内の空気を十分に湿潤にすることができる。これにより、空気調和装置1の小型化および低コスト化を図ることができる。
On the other hand, the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment includes the
本実施形態では、多孔体22は、透湿材料43によって塞がれる細孔42を有し、第1通風部31内の空気中の水分の少なくとも一部を第1通風部31内の空気中の水分以外の気体成分から分離して第2通風部32内に向けて透過させる。このような多孔体22によれば、空気調和の対象空間Rに送られる空気をより効率的に湿潤にすることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、多孔体22は、この多孔体22の温度が高まるに従い、第1通風部31内から第2通風部32内に向けて透過させる水分の量を増加させる性質を持つ。このような構成によれば、対象空間R内の比較的暖かい空気が調湿モジュール11の第1通風部31に供給されることで、多孔体22の性能をより高めることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、空気調和装置1は、調湿モジュール11と、第1配管部12とを備えている。調湿モジュール11は、対象空間Rの外部に配置され、第1通風部31、第2通風部32、および多孔体22を含む。第1配管部12は、対象空間Rの外部で対象空間Rの流出口Fbと調湿モジュール11との間に延び、対象空間Rから第1通風部31に向けて空気を導く。このような構成によれば、対象空間Rの外部に配置された調湿モジュール11に対して対象空間Rの空気を第1配管部12によって効率的に供給することができる。これにより、対象空間Rの加湿をさらに効率的に行うことができる。その結果、空気調和装置1のさらなる小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the air conditioner 1 includes a
本実施形態では、空気調和装置1は、第2配管部14を備えている。第2配管部14は、対象空間Rの外部で調湿モジュール11と対象空間Rの第2流入口Fa2との間に延び、第2通風部32から対象空間Rに向けて空気を導く。そして、第2配管部14の長さは、第1配管部12の長さよりも短い。このような構成によれば、第2配管部14を流れる空気中の水分(水蒸気)が第2配管部14内で結露する可能性を小さくすることができる。これにより、対象空間Rの加湿をさらに効率的に行うことができる。その結果、空気調和装置1のさらなる小型化を図ることができる。
In the present embodiment, the air conditioning apparatus 1 includes the
本実施形態の空気調和装置1は、第2送風部16を有する。第2送風部16は、対象空間Rの外部の空気を対象空間Rに供給する。一方で、第1通風部31は、この第1通風部31を通過した空気の少なくとも一部を対象空間Rの外部に向けて排気する開口部25aを有する。このような構成によれば、多孔体22によって水分が吸収された空気を対象空間Rの外部に効率的に排気するとともに、対象空間Rの外部の新しい空気を対象空間Rに取り入れることができる。これにより、対象空間Rの加湿を効率的に行うことができる。その結果、空気調和装置1のさらなる小型化を図ることができる。
The air conditioner 1 of this embodiment has a
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態は、調湿モジュール11の第1室25に対象空間Rの外部の空気を合流させる合流部52が設けられた点で、第1の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in that a merging
図4は、本実施形態の空気調和装置1を示す図である。
図4に示すように、本実施形態の空気調和装置1は、第1の実施形態の構成に加えて、流入配管部51、合流部52、および流量調整部53を有する。
FIG. 4 is a diagram showing the air conditioner 1 of the present embodiment.
As shown in FIG. 4, the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment has an
流入配管部51は、対象空間Rの外部に開口している。流入配管部51には、対象空間Rの外部の新しい空気が流入する。
The
合流部52は、第1配管部12の途中に設けられ、流入配管部51と第1配管部12とを接続している。合流部52は、第1配管部12を流れる空気に、流入配管部51を流れる空気を合流させる。すなわち、合流部52は、対象空間Rから調湿モジュール11の第1室25に流れる空気に、対象空間Rの外部の空気を合流させる。
The merging
流量調整部53は、流入配管部51に設けられている。流量調整部53は、例えば流入配管部51に設けられた流量調整弁であり、流入配管部51を流れる空気の流量を調整可能である。流量調整部53は、対象空間Rから調湿モジュール11の第1室25に流れる空気の流量と、合流部52を通じて対象空間Rの外部から調湿モジュール11の第1室25に流れる空気の流量との割合を調整可能である。例えば、流量調整部53は、流入配管部51を流れる空気の流量を絞ることで、対象空間Rから調湿モジュール11の第1室25に流れる空気の流量よりも対象空間Rの外部から調湿モジュール11の第1室25に流れる空気の流量を少なくする。
The flow
以上のような構成によれば、第1の実施形態と同様に、空気調和装置1の小型化を図ることができる。ここで、第1配管部12を流れる空気中の水蒸気量は、対象空間Rの湿度を維持するために必要な水蒸気量よりも小さい場合がある。そこで本実施形態では、空気調和装置1は、対象空間Rから第1通風部31に流れる空気に、対象空間Rの外部の空気を合流させる合流部52を備えている。このような構成によれば、対象空間Rの外部からも水蒸気を取り入れることができ、対象空間Rの湿度を維持するために必要な水蒸気量を確保することができる。
According to the above configuration, the air conditioner 1 can be downsized as in the first embodiment. Here, the amount of water vapor in the air flowing through the
本実施形態では、空気調和装置1は、対象空間Rから第1通風部31に流れる空気の流量と、合流部52を通じて対象空間Rの外部から第1通風部31に流れる空気の流量との割合を調整可能な流量調整部53を有する。このような構成によれば、合流部52を通じて対象空間Rの外部から第1通風部31に流れる空気の流量を調整することができ、対象空間Rの湿度を維持するために必要な水蒸気量を確保しやすくなる。
In the present embodiment, in the air conditioning apparatus 1, the ratio of the flow rate of air flowing from the target space R to the
本実施形態では、流量調整部53は、対象空間Rから第1通風部31に流れる空気の流量よりも対象空間Rの外部から第1通風部31に流れる空気の流量を少なくする。このような構成によれば、対象空間Rの外部から第1通風部31に流れる空気によって多孔体22の温度が低下することを抑制し、多孔体22の性能低下を抑制することができる。
In the present embodiment, the flow
次に、本実施形態の一つの変形例について説明する。
図5は、本実施形態の変形例の空気調和装置1を示す図である。
図5に示すように、この変形例の空気調和装置1では、合流部52は、第1配管部12において第1送風部13と調湿モジュール11との間に設けられている。
Next, one modification of this embodiment will be described.
FIG. 5: is a figure which shows the air conditioning apparatus 1 of the modification of this embodiment.
As shown in FIG. 5, in the air conditioning apparatus 1 of this modification, the
本変形例の空気調和装置1は、「流量調整部」として、流入配管部51に設けられた第3送風部55を有する。第3送風部55は、対象空間Rの外部の空気を流入配管部51を通じて合流部52に送る。本変形例では、第1送風部13の出力(送風量)に対する第3送風部の出力(送風量)が制御されることで、対象空間Rから第1通風部31に流れる空気の流量と、合流部52を通じて対象空間Rの外部から第1通風部31に流れる空気の流量との割合が調整される。例えば、第3送風部55は、対象空間Rから第1通風部31に流れる空気の流量よりも対象空間Rの外部から第1通風部31に流れる空気の流量が少なくなる出力で駆動される。
The air conditioner 1 of the present modified example has a
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。本実施形態は、空気調和装置1が加湿装置としての機能に加えて除湿装置としての機能を備える点で、第1の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in that the air conditioner 1 has a function as a dehumidifier in addition to a function as a humidifier. The configuration other than that described below is the same as that of the first embodiment.
図6および図7は、本実施形態の空気調和装置1を示す図である。
図6および図7に示すように、本実施形態の空気調和装置1は、第1の実施形態の構成に加え、第1切替部61、第2切替部62、および第3切替部63を備えている。
6 and 7 are views showing the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment.
As shown in FIGS. 6 and 7, the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment includes a
第1切替部61は、第1通風部31に関する空気の流れ方向を、第1方向A1と、第2方向A2との間で切り替える。第1方向A1は、対象空間Rの空気が調湿モジュール11の第1室25に向けて流れ、第1室25を通過した空気が第1室25の開口部25aから対象空間Rの外部に排気される方向である(図6参照)。一方で、第2方向A2は、対象空間Rの外部の空気が調湿モジュール11の第1室25を通って対象空間Rに向けて流れる方向である(図7参照)。例えば、第1切替部61は、第1送風部13としてのブロアまたはファンのモータである。第1切替部61は、第1送風部13としてのブロアまたはファンの回転方向(正転/逆転)を切り替えることで、第1通風部31に関する空気の流れ方向を切り替える。なお、第1切替部61は、上記例に限らず、第1送風部13などに設けられた切替弁でもよい。
The
第2切替部62は、第2通風部32に関する空気の流れ方向を、第1方向B1と、第2方向B2との間で切り替える。第1方向B1は、調湿モジュール11の第2室26で多孔体22から水分を受け取った空気が対象空間Rに向けて流れる方向である(図6参照)。一方で、第2方向B2は、調湿モジュール11の第2室26で多孔体22から水分を受け取った空気が対象空間Rの外部に向けて流れる方向である(図7参照)。第2切替部62は、例えば第2配管部14に設けられた三方弁である。なお、第2切替部62は、上記例に限定されない。
The
第3切替部63は、第1流入口Fa1に関する空気の流れ方向を、第1方向C1と、第2方向C2との間で切り替える。第1方向C1は、対象空間Rの外部の空気を対象空間R内に供給する方向である(図6参照)。一方で、第2方向C2は、対象空間R内の空気を対象空間Rの外部に排気する方向である(図7参照)。例えば、第3切替部63は、第2送風部16としてのブロアまたはファンのモータである。第3切替部63は、第2送風部16としてのブロアまたはファンの回転方向(正転/逆転)を切り替えることで、第1流入口Fa1における空気の流れ方向を切り替える。なお、第3切替部63は、上記例に限らず、第3送風部16などに設けられた切替弁でもよい。
The 3rd switching
次に、本実施形態の空気調和装置1の作用について説明する。
図6は、空気調和装置1の加湿運転時の様子を示す。図6に示すように、空気調和装置1の加湿運転時には、第1切替部61は、第1通風部31に関する空気の流れ方向を、第1方向A1に切り替えている。第2切替部62は、第2通風部32に関する空気の流れ方向を、第1方向B1に切り替えている。第3切替部63は、第1流入口Fa1に関する空気の流れ方向を、第1方向C1に切り替えている。これにより、空気調和装置1による空気の流れは、第1の実施形態と同様になる。このため、空気調和装置1は、対象空間Rに湿潤な空気を供給することができる。
Next, the operation of the air conditioner 1 of this embodiment will be described.
FIG. 6 shows a state of the air conditioning apparatus 1 during the humidifying operation. As shown in FIG. 6, during the humidifying operation of the air conditioner 1, the
一方で、図7は、空気調和装置1の除湿運転時の様子を示す。図7に示すように、空気調和装置1の除湿運転時には、第1切替部61は、第1通風部31に関する空気の流れ方向を、第2方向A2に切り替えている。第2切替部62は、第2通風部32に関する空気の流れ方向を、第2方向B2に切り替えている。第3切替部63は、第1流入口Fa1に関する空気の流れ方向を、第2方向C2に切り替えている。これにより、対象空間Rの外部の空気は、第1送風部13が駆動されることで、調湿モジュール11の開口部25aから第1室25に供給される。第1室25に供給された空気中の水分は、多孔体22に吸着される。これにより、第1室25内の空気は除湿される。第1室25で除湿された空気は、第1配管部12を通って対象空間Rに供給される。これにより、対象空間Rの除湿が行われる。一方で、調湿モジュール11の第2室26で水分を吸収した空気は、第2切替部62を通じて対象空間Rの外部に排気される。
On the other hand, FIG. 7 shows the dehumidifying operation of the air conditioner 1. As illustrated in FIG. 7, during the dehumidifying operation of the air conditioner 1, the
以上のような構成によれば、第1の実施形態と同様に、空気調和装置1の小型化を図ることができる。また本実施形態では、空気調和装置1は、第1切替部61と、第2切替部62とを有する。第1切替部61は、第1通風部31から対象空間Rに向けて空気が流れるように第1通風部31に関する流れ方向を切り替える。第2切替部62は、第2通風部32から対象空間Rの外部に向けて空気が流れるように第2通風部32に関する流れ方向を切り替える。このような構成によれば、第1の実施形態と略同じ構成によって、対象空間Rの加湿および除湿の両方が可能な空気調和装置1を提供することができる。
According to the above configuration, the air conditioner 1 can be downsized as in the first embodiment. Further, in the present embodiment, the air conditioner 1 has a
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について説明する。本実施形態は、差圧生成部15が第1送風部13によって実現されている点で、第1の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第1の実施形態と同様である。
(Fourth Embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in that the
図8は、本実施形態の空気調和装置1を示す図である。
図8に示すように、本実施形態の差圧生成部15は、減圧装置ではなく、調湿モジュール11の第1室25に空気を送る第1送風部13によって実現されている。第1送風部13は、ブロアやファン、レシプロ式、ツインスクリュー式、スクロール式、クロー式などのコンプレッサなどであるが、これらに限定されない。本実施形態では、調湿モジュール11の第2室26は、減圧されていない。本実施形態では、第1送風部13が調湿モジュール11の第1室25に加圧した空気を送ることで、第1室25内の圧力を大気圧よりも高くする。これにより、第1室25と第2室26との間に圧力差が生じる。その結果、多孔体22は、第1室25内の空気中の水分を吸着して第2室26に向けて浸透させる。
FIG. 8: is a figure which shows the air conditioning apparatus 1 of this embodiment.
As shown in FIG. 8, the differential
また、本実施形態の空気調和装置1は、調湿モジュール11の第1室25の開口部25aに設けられた流量調整部71を備えている。流量調整部71は、調湿モジュール11の第1室25の開口部25aから対象空間Rの外部に排気される空気の流量を調整する。例えば、流量調整部71は、調湿モジュール11の第1室25の開口部25aから対象空間Rの外部に排気される空気の流量を絞ることで、第1室25内の圧力をさらに高くする。これにより、流量調整部71が設けられていない場合に比べて、第1室25と第2室26との間に大きな圧力差を生じさせることができる。
Further, the air conditioning apparatus 1 of the present embodiment includes the flow
以上のような構成によっても、第1の実施形態と同様に、空気調和装置1の小型化を図ることができる。また本実施形態では、空気調和装置1は、第1送風部13に加えて、流量調整部71を備えている。このため、第1室25と第2室26との間の圧力差を大きくすることができる。第1室25と第2室26との間の圧力差を大きくすることができると、多孔体22による水分の透過効率を高めることができるため、調湿モジュール11の性能を高めることができる。これにより、空気調和装置1のさらなる小型化を図ることができる。
With the configuration as described above, the size of the air conditioning apparatus 1 can be reduced as in the first embodiment. In addition, in the present embodiment, the air conditioning apparatus 1 includes a flow
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について説明する。本実施形態は、差圧生成部15が減圧器81を有する点で、第1の実施形態とは異なる。なお、以下に説明する以外の構成は、第4の実施形態と同様である。
(Fifth Embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in that the
図9は、本実施形態の空気調和装置1を示す図である。
図9に示すように、本実施形態の差圧生成部15は、減圧器81と、迂回配管部82とを有する。
FIG. 9: is a figure which shows the air conditioning apparatus 1 of this embodiment.
As shown in FIG. 9, the differential
減圧器81は、例えば第2配管部14に設けられている。減圧器81は、例えば真空発生器であり、空気供給口(ノズル)81aと、吸引口81bとを有する。減圧器81は、空気供給口81aに空気が供給されて高速で放出されることで、吸引口81bが連通した空間から空気を引き込む。本実施形態では、吸引口81bは、調湿モジュール11の第2室26に連通している。
The
迂回配管部82は、第1送風部13と調湿モジュール11との間で第1配管部12から分岐している。また、迂回配管部82は、減圧器81の空気供給口81aに接続されている。迂回配管部82は、第1送風部13によって送られた空気の一部を、加圧空気として減圧器81の空気供給口81aに供給する。これにより、減圧器81は、空気供給口81aに空気が供給されて高速で放出されることで、調湿モジュール11の第2室26内の空気を吸引口81bから引き込む。これにより、調湿モジュール11の第2室26内が減圧される。これにより、第1室25と第2室26との間に圧力差が生じる。その結果、多孔体22は、第1室25内の空気中の水分を吸着して第2室26に向けて浸透させる。
The
以上のような構成によっても、第1の実施形態と同様に、空気調和装置1の小型化を図ることができる。 With the configuration as described above, the size of the air conditioning apparatus 1 can be reduced as in the first embodiment.
次に、第1から第5の実施形態に係る多孔体22の変形例について説明する。
図10は、多孔体22の第1変形例を示す断面斜視図である。
図10に示すように、本変形例の多孔体22は、円筒状に形成されている。例えば、多孔体22の外周側には、高圧側となる第1室25が形成されている。一方で、多孔体22の内周側には、低圧側となる第2室26が形成されている。このような構成によれば、多孔体22に対して大きな圧力が作用しても多孔体22が破損しにくい。このため、第1室25と第2室26との間に大きな圧力差を加えることができる。第1室25と第2室26との間に大きな圧力差を加えることができると、多孔体22による水分の透過効率を高めることができるため、調湿モジュール11の性能を高めることができる。これにより、空気調和装置1のさらなる小型化を図ることができる。なお、上記に代えて、多孔体22の外周側に低圧側となる第2室26が形成され、多孔体22の内周側に高圧側となる第1室25が形成されてもよい。
Next, modified examples of the
FIG. 10 is a sectional perspective view showing a first modification of the
As shown in FIG. 10, the
図11は、多孔体22の第2変形例を示す平面図である。
図11に示すように、本変形例の多孔体22は、基材41と、多数の小径細孔91と、多数の大径細孔92とを有する。小径細孔91は、直径が1nm〜20nmの細孔である。大径細孔92は、直径が50nm〜10μmの細孔である。小径細孔91は、毛管凝縮によって孔内の蒸気圧が高くなり、空気中の水分が凝縮しやすい。凝縮した水は、小径細孔91を塞ぐことで、水分以外の気体成分の透過をブロックする。これにより、小径細孔91は、第1通風部31内の空気中の水分の少なくとも一部を第1通風部31内の空気中の水分以外の気体成分から分離して第2通風部32内に向けて透過させる。一方で、大径細孔92は、孔内での凝縮が起こりにくいため、水分とその他の気体成分の両方が透過する。このため、基材41に対して小径細孔91と大径細孔92との設ける比率を調整することで、水分とその他の気体成分との透過比率を調整することができる。
FIG. 11 is a plan view showing a second modification of the
As shown in FIG. 11, the
以上、第1から第5の実施形態およびそれらに係る変形例について説明した。ただし、実施形態の構成は、上述した構成に限定されない。例えば、本願でいう「配管部」とは、パイプに限定されるものではなく、ダクトや、複数の部材の間に設けられた仕切りなどでもよい。すなわち、本願でいう「配管部」とは、空気を移動(循環)させる流路構成体を広く意味する。このため、上述した配管部12,14,51,82は、それぞれ「流路部」と読み替えらえてもよい。
The first to fifth embodiments and the modified examples thereof have been described above. However, the configuration of the embodiment is not limited to the configuration described above. For example, the “pipe part” in the present application is not limited to a pipe, and may be a duct or a partition provided between a plurality of members. That is, the term “pipe part” as used in the present application broadly means a flow path structure that moves (circulates) air. For this reason, the above-mentioned
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、空気調和装置は、空気調和の対象空間から空気が流れる第1通風部と、前記第1通風部内の空気中の水分を第2通風部内に向けて透過させる多孔体とを備える。これにより、空気調和装置1の小型化を図ることができる。 According to at least one embodiment described above, the air conditioner directs the first ventilation part through which air flows from the air conditioning target space and the moisture in the air in the first ventilation part toward the second ventilation part. And a porous body for permeation. As a result, the size of the air conditioning apparatus 1 can be reduced.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. The embodiments and their modifications are included in the scope of the invention and the scope thereof, as well as in the invention described in the claims and the scope of equivalents thereof.
1…空気調和装置、11…調湿モジュール、12…第1配管部(第1流路部)、13…第1送風部、14…第2配管部(第2流路部)、15…差圧生成部、16…第2送風部(空気供給部)、22…多孔体、31…第1通風部、32…第2通風部、52…合流部、53…流量調整部、61…第1切替部、62…第2切替部、R…対象空間、Fa1…第1流入口、Fa2…第2流入口、Fb…流出口。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Air conditioner, 11... Humidity control module, 12... 1st piping part (1st flow path part), 13... 1st ventilation part, 14... 2nd piping part (2nd flow path part), 15... Difference Pressure generator, 16... Second air blower (air supply), 22... Porous body, 31... First air blower, 32... Second air blower, 52... Merger, 53... Flow rate adjuster, 61... First Switching unit, 62... Second switching unit, R... Target space, Fa1... First inflow port, Fa2... Second inflow port, Fb... Outflow port.
Claims (9)
前記対象空間に向かう空気が流れる第2通風部と、
前記第2通風部内の圧力を前記第1通風部内の圧力よりも低くする差圧生成部と、
エッチング形成された複数の孔を有する金属によって円筒形状の側面が形成され、前記側面の外側の前記第1通風部と前記側面の内側の前記第2通風部との間に配置され、前記第2通風部内の圧力が前記第1通風部内の圧力よりも低くなることで、前記第1通風部内の空気中の水分およびその他の気体成分を前記第2通風部内に向けて透過させる多孔体と、
前記円筒形状の多孔体の側面の外側に設けられ、前記多孔体との間に前記第1通風部を形成する円筒状のケースと、
を備えた空気調和装置。 A first ventilation part through which air flows from the air-conditioned space,
A second ventilation part through which air flowing toward the target space flows;
A differential pressure generation unit that lowers the pressure inside the second ventilation unit below the pressure inside the first ventilation unit;
A cylindrical side surface is formed of metal having a plurality of holes formed by etching, and the cylindrical side surface is disposed between the first ventilation portion outside the side surface and the second ventilation portion inside the side surface, and Since the pressure in the ventilation part is lower than the pressure in the first ventilation part, a porous body that allows moisture and other gas components in the air in the first ventilation part to permeate into the second ventilation part,
A cylindrical case that is provided outside the side surface of the cylindrical porous body and that forms the first ventilation portion between the porous body and the porous body;
Air conditioner equipped with.
請求項1に記載の空気調和装置。 The porous body has the holes closed by a moisture permeable material or condensed moisture, and at least a part of the moisture in the air in the first ventilation unit is different from the moisture in the air in the first ventilation unit. Separating from the gas component and permeating into the second ventilation part,
The air conditioner according to claim 1.
請求項1または請求項2に記載の空気調和装置。 The porous body has a property of increasing the amount of water permeated from the inside of the first ventilation portion into the inside of the second ventilation portion as the temperature of the porous body increases.
The air conditioner according to claim 1 or 2.
前記対象空間の外部で前記対象空間の流出口と前記調湿モジュールとの間に延び、前記対象空間から前記第1通風部に向けて空気を導く第1流路部と、
をさらに備えた
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の空気調和装置。 A humidity control module that is disposed outside the target space and that includes the first ventilation portion, the second ventilation portion, and the porous body,
A first flow path portion that extends between the outlet of the target space and the humidity control module outside the target space and guides air from the target space toward the first ventilation unit;
The air conditioner according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記第2流路部の長さは、前記第1流路部の長さよりも短い、
請求項4に記載の空気調和装置。 A second flow path portion that extends between the humidity control module and the inflow port of the target space outside the target space, and that guides air from the second ventilation unit toward the target space,
The length of the second flow path portion is shorter than the length of the first flow path portion,
The air conditioner according to claim 4.
前記第1通風部は、この第1通風部を通過した空気の少なくとも一部を前記対象空間の外部に向けて排気する排気口を有した、
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の空気調和装置。 Further comprising an air supply unit that supplies air outside the target space to the target space,
The first ventilation part has an exhaust port for exhausting at least a part of the air passing through the first ventilation part toward the outside of the target space,
The air conditioner according to any one of claims 1 to 5.
前記対象空間に向かう空気が流れる第2通風部と、
前記第2通風部内の圧力を前記第1通風部内の圧力よりも低くする差圧生成部と、
前記第1通風部と前記第2通風部との間に配置され、前記第2通風部内の圧力が前記第1通風部内の圧力よりも低くなることで、前記第1通風部内の空気中の水分を前記第2通風部内に向けて透過させる多孔体と、
前記対象空間から前記第1通風部に流れる空気に、前記対象空間の外部の空気を合流させる合流部と、
前記対象空間の外部の空気を取り込むときに前記第1通風部に向かう空気の流れのなかで前記多孔体と前記合流部よりも上流側に配置され、前記対象空間から前記第1通風部に流れる空気の流量と、前記対象空間の外部から前記第1通風部に流れる空気の流量との割合を調整可能な流量調整部と、
を備えた空気調和装置。 A first ventilation part through which air flows from the air-conditioned space,
A second ventilation part through which air flowing toward the target space flows;
A differential pressure generation unit that lowers the pressure inside the second ventilation unit below the pressure inside the first ventilation unit;
Moisture in the air in the first ventilation unit is disposed between the first ventilation unit and the second ventilation unit, and the pressure in the second ventilation unit is lower than the pressure in the first ventilation unit. And a porous body for permeating the inside of the second ventilation part,
A merging portion that merges air outside the target space with air flowing from the target space to the first ventilation portion,
When the air outside the target space is taken in, it is arranged on the upstream side of the porous body and the confluence part in the flow of air toward the first ventilation part, and flows from the target space to the first ventilation part. A flow rate adjusting unit capable of adjusting a ratio of a flow rate of air and a flow rate of air flowing from the outside of the target space to the first ventilation unit;
Air conditioner equipped with.
請求項7に記載の空気調和装置。 The flow rate adjusting unit reduces the flow rate of air flowing from the outside of the target space to the first ventilation unit less than the flow rate of air flowing from the target space to the first ventilation unit.
The air conditioner according to claim 7 .
前記対象空間に向かう空気が流れる第2通風部と、
前記第2通風部内の圧力を前記第1通風部内の圧力よりも低くする差圧生成部と、
前記第1通風部と前記第2通風部との間に配置され、前記第2通風部内の圧力が前記第1通風部内の圧力よりも低くなることで、前記第1通風部内の空気中の水分を前記第2通風部内に向けて透過させる多孔体と、
前記第1通風部から前記対象空間に向けて空気が流れるように前記第1通風部に関す空気の流れ方向を切り替える第1切替部と、
前記第2通風部から前記対象空間の外部に向けて空気が流れるように前記第2通風部に関する空気の流れ方向を切り替える第2切替部と、
を備えた空気調和装置。 A first ventilation part through which air flows from the air-conditioned space,
A second ventilation part through which air flowing toward the target space flows;
A differential pressure generation unit that lowers the pressure inside the second ventilation unit below the pressure inside the first ventilation unit;
Moisture in the air in the first ventilation unit is disposed between the first ventilation unit and the second ventilation unit, and the pressure in the second ventilation unit is lower than the pressure in the first ventilation unit. And a porous body for permeating the inside of the second ventilation part,
A first switching unit that switches a flow direction of air with respect to the first ventilation unit such that air flows from the first ventilation unit toward the target space;
A second switching unit that switches a flow direction of air with respect to the second ventilation unit so that the air flows from the second ventilation unit to the outside of the target space;
Air conditioner equipped with.
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