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公開番号2025126975
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-01
出願番号2024023391
出願日2024-02-20
発明の名称外気処理空気調和機
出願人株式会社西部技研
代理人
主分類F24F 3/14 20060101AFI20250825BHJP(加熱;レンジ;換気)
要約【課題】省エネルギー、省スペース、かつ低コストの外調機を提供する。
【解決手段】室内空間からの還気を外部へ排気する排気路と、外気を室内空間へ給気する給気路とを有し、給気路側において外気が通過する順に、前段に全熱交換器、後段にデシカントロータが排気路と給気路にまたがって配置され、全熱交換器では室内からの還気と外気との間で全熱交換し、デシカントロータでは全熱交換した還気と外気の間で潜熱交換し、給気路において全熱交換器とデシカントロータの間に給気路側の送風機を配置し、全熱交換器を通過した給気路側の外気とデシカントロータを通過した排気路側の排気の間で熱交換するヒートポンプ回路を備える構成とした。機器の簡略化、室外機不要、ユニット分割型としたことにより、機器のトータルコスト低減を実現し、機器設置後の現地施工工事費の削減、工期短縮を実現できる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
室内空間からの還気を外部へ排気する排気路と、外気を前記室内空間へ給気する給気路とを有し、前記給気路側において前記外気が通過する順に、前段に全熱交換器、後段にデシカントロータが前記排気路と前記給気路にまたがって配置され、前記全熱交換器では前記室内からの前記還気と前記外気との間で全熱交換し、前記デシカントロータでは全熱交換した前記還気と前記外気の間で潜熱交換し、前記給気路において前記全熱交換器と前記デシカントロータの間に給気路側の送風機を配置したことを特徴とする外気処理空気調和機。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記全熱交換器は全熱交換ロータであることを特徴とする請求項１に記載の外気処理空気調和機。
【請求項３】
前記全熱交換器及び／又はデシカントロータにはイオン交換樹脂が吸着材として担持されている特徴とする請求項１に記載の外気処理空気調和機。
【請求項４】
前記給気路側において、前記全熱交換器の出口側であって、前記デシカントロータの入口側の位置に給気路側の熱交換器を設け、前記排気路側において、前記デシカントロータの出口側の位置に排気路側の熱交換器を設け、前記給気路側の熱交換器と前記排気路側の熱交換器と、コンプレッサーを有するヒートポンプ回路を備える構成とし、前記ヒートポンプ回路は前記全熱交換器を通過した前記給気路側の前記外気と前記デシカントロータを通過した前記排気路側の前記排気の間で熱交換することを特徴とする請求項１に記載の外気処理空気調和機。
【請求項５】
前記デシカントロータは、再生熱源を不要としたパッシブデシカントロータであることを特徴とする請求項１から請求項４いずれか一項に記載の外気処理空気調和機。
【請求項６】
前記排気路において、前記デシカントロータの出口側であって、前記排気路側の熱交換器の前の位置に外気を直接取り込むバイパス路を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の外気処理空気調和機。
【請求項７】
前記給気路において、前記全熱交換器及び／又は前記デシカントロータにおいて、それぞれ入口側と出口側とバイパスするバイパス路を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の外気処理空気調和機。
【請求項８】
冷房モード、送風モード、暖房モードの３つの運転モードを有し、前記外気の温湿度条件に応じて、設定した給気条件となるように前記運転モードが自動的に切り替わるようにし、冷房モードでは前記給気路側の熱交換器を蒸発器、前記排気路側の熱交換器を凝縮器として運転し、暖房モードでは前記給気路側の熱交換器を凝縮器、前記排気路側の熱交換器を蒸発器として運転することを特徴とする請求項４に記載の外気処理空気調和機。
【請求項９】
前記全熱交換器を含む全熱交換器ユニットと、前記ヒートポンプ回路を構成する前記給気路側の熱交換器、前記排気路側の熱交換器、前記コンプレッサー、及び前記給気路側の送風機を含むヒートポンプ・送風機ユニットと、前記デシカントロータを含むデシカントロータユニットと、３つのユニットに分割されることを特徴とする請求項４に記載の外気処理空気調和機。
【請求項１０】
前記給気路において、前記デシカントロータの出口側に加湿器又は加湿器ユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４、請求項９のいずれか一項に記載の外気処理空気調和機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、全熱交換器及び再生に外部熱源を使用することなく、２つ以上の空気流の相対湿度差を使用するパッシブデシカントロータを使用することにより、少ないエネルギーで外気の温湿度を調整することのできる外気処理空気調和機（以下、「外調機」という。）に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
業務ビルや商業ビル等に用いる外調機は、室内空気の温湿度を空調するために、外気の温湿度によって室内の空調機等へ供給する空気の温湿度が適切になるよう調整する目的で用いられる。室内の湿度を下げることで、同じ温度でも室内空間の快適さが向上する。
【０００３】
例えば、このような外調機として、全熱交換器とデシカントロータからなる特許文献１に記載の空調機がある。特許文献１の外気調和機は、図１のように、室内空間からの還気を外部へ排気する排気路と、外気を室内空間へ給気する給気路とを有する。また、給気路側において外気が通過する順に、前段に全熱交換器、後段にデシカントロータが配置される。さらに、全熱交換された外気と還気との間で熱交換するヒートポンプ回路を有する。全熱交換器では、給気路側の外気とデシカントロータを通過した排気路側の還気との間で全熱交換し、デシカントロータでは全熱交換器を通過した給気路側の外気と室内空間からの排気路側の還気との間で潜熱交換する。デシカントロータは再生熱源を不要としたため省エネルギーであり、室外機が不要であるため省スペースかつ低コストである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１２６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の外調機は、室内からの還気を利用してイニシャルコストとランニングコストを抑えるものである。しかしながら、さらなる高性能化、省スペース化、低コスト化を追求し、クライメートニュートラル達成に向けた省エネルギー効果の高い装置が求められている。
【０００６】
特許文献１に記載の外調機は、デシカントロータの吸着材としてイオン交換樹脂を担持し、還気から給気への臭気移行が無いとされる。しかし、処理ファンとしての送風機８がデシカントロータの後に設けられているため、給気路側が負圧となり、全体として排気路側から給気路側へのリークが発生しやすい圧力バランスとなる。このため、室内からの還気に含まれる臭気が給気へ移行する懸念があり、還気路側からのリークや還気からの臭気移行を低減することが課題であった。
【０００７】
また、特許文献１の外調機のバイパス路Ａは、ヒートポンプ回路を安定させるために設けられ、外気を直接排気路側へ送ることができる。夏期にはヒートポンプの放熱量を確保するため、例えば給気路に取り込んだ外気の３分の１をバイパス路Aを通して排気路側へ送るが、負荷が大きい場合には熱交換量が不足する問題がある。排気路側の送風機１３は排気の送風及び給気取り込みの役割を兼ねており、排気ＥＡ温度でヒートポンプ回路の熱量バランス調整を行う際に、風量調整装置１５において送風機１３と連動して熱交換器１４を制御するため、複雑な制御が必要であった。
【０００８】
さらに、特許文献１には中間期の運転についての記載はない。中間期には全熱交換ロータ３及びパッシブデシカントロータ６の運転を停止して送風のみとする。給気路において外気は２つのロータを通過するため、圧力損失が大きくなり、処理ファンとしての送風機８の消費電力が大きくなる。また、給気路側の風量を制御するのは、全熱交換ロータ３の前に配置された風量調整装置１や送風機８のみであり、各ロータを通過する風量等、細やかな風量調整ができない。このため、中間期の運転については考慮されているとは言い難い。
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決するため、全熱交換器と再生熱源を不要としたパッシブデシカントロータを有し、ヒートポンプ方式のみで冷却と加熱を賄い、特許文献１に記載の外調機より省スペースで低コストである外調機を提供することを目的とする（後述の比較例参照）。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の外調機は上記課題を解決するため、室内空間からの還気を外部へ排気する排気路と、外気を室内空間へ給気する給気路とを有し、給気路側において外気が通過する順に、前段に全熱交換器、後段にデシカントロータが排気路と給気路にまたがって配置され、全熱交換器では室内からの還気と外気との間で全熱交換し、デシカントロータでは全熱交換した還気と外気の間で潜熱交換し、給気路において全熱交換器とデシカントロータの間に給気路側の送風機を配置し、全熱交換器を通過した給気路側の外気とデシカントロータを通過した排気路側の排気の間で熱交換するヒートポンプ回路を備える構成とした。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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