特許第6054186号(P6054186)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 大成建設株式会社の特許一覧
<>
  • 特許6054186-除湿空調システム 図000002
  • 特許6054186-除湿空調システム 図000003
  • 特許6054186-除湿空調システム 図000004
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6054186
(24)【登録日】2016年12月9日
(45)【発行日】2016年12月27日
(54)【発明の名称】除湿空調システム
(51)【国際特許分類】
   F24F 3/14 20060101AFI20161219BHJP
   F24F 3/00 20060101ALI20161219BHJP
   F24F 5/00 20060101ALI20161219BHJP
【FI】
   F24F3/14
   F24F3/00 B
   F24F5/00 K
【請求項の数】2
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2013-10677(P2013-10677)
(22)【出願日】2013年1月23日
(65)【公開番号】特開2014-142118(P2014-142118A)
(43)【公開日】2014年8月7日
【審査請求日】2015年9月9日
(73)【特許権者】
【識別番号】000206211
【氏名又は名称】大成建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124084
【弁理士】
【氏名又は名称】黒岩 久人
(72)【発明者】
【氏名】張本 和芳
(72)【発明者】
【氏名】関根 賢太郎
(72)【発明者】
【氏名】田中 拓也
【審査官】 河野 俊二
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−065936(JP,A)
【文献】 米国特許第04203298(US,A)
【文献】 特開2007−139300(JP,A)
【文献】 特開2005−140392(JP,A)
【文献】 特開平09−196496(JP,A)
【文献】 特開2006−125774(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F24F 3/14
F24F 3/00
F24F 5/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
建物の室内に供給される空気を除湿する除湿空調システムであって、
前記建物の外壁面の一部は、透明性部材であり、
当該透明性部材を含んで構成された箱状の集熱部と、
当該集熱部の下に設けられた腰壁部と、
当該腰壁部の室内側に設けられて吸着剤を有するデシカント空調機と、
前記集熱部の上部から前記デシカント空調機に至る空気流通路と、を備え、
当該デシカント空調機を駆動して、前記室内に供給される空気を前記吸着剤に通して、当該空気中の水分を前記吸着剤に吸着させることで除湿する除湿運転を行うとともに、
太陽光により前記集熱部内部の空気を昇温し、前記空気流通路を通して、当該昇温した空気を前記集熱部から当該デシカント空調機内に吸引して前記吸着剤に通し、前記吸着剤を昇温して当該空気に前記吸着剤の水分を排出させることで、前記吸着剤を再生する再生運転を行うことを特徴とする除湿空調システム。
【請求項2】
建物の室内に供給される空気を除湿する除湿空調システムであって、
前記建物は、上下に積層された少なくとも2つのフロアを備え、
前記建物の外壁面の一部は、透明性部材であり、
前記下階のフロアに設けられて当該透明性部材を含んで構成された箱状の集熱部と、
前記上階のフロアの前記建物の外周に沿って設けられた腰壁部と、
当該腰壁部の室内側に設けられて吸着剤を有するデシカント空調機と、
前記集熱部の上部から前記デシカント空調機に至る空気流通路と、を備え、
当該デシカント空調機を駆動して、前記室内に供給される空気を前記吸着剤に通して、当該空気中の水分を前記吸着剤に吸着させることで除湿する除湿運転を行うとともに、
太陽光により前記集熱部内部の空気を昇温し、前記空気流通路を通して、当該昇温した空気を前記集熱部から当該デシカント空調機内に吸引して前記吸着剤に通し、前記吸着剤を昇温して当該空気に前記吸着剤の水分を排出させることで、前記吸着剤を再生する再生運転を行うことを特徴とする除湿空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、除湿空調システムに関する。詳しくは、建物の室内の空気を除湿する除湿空調システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、空調機による除湿は、冷却除湿方式および吸着除湿方式がある。このうち、吸着除湿方式は、吸着剤を用いて除湿を行う方式であり、除湿および再生の二段階による運転を行う。
除湿段階では、室内の空気を空調機内の吸着剤に通過させることで、この空気中の水分を吸着剤に吸着させて、空気を除湿する。
【0003】
ここで、除湿段階では、吸着剤の吸湿力が限界に達して除湿能力が低下するため、再生段階にて吸着剤を再生して除湿能力を回復させる。すなわち、再生段階では、相対湿度の低い暖かい空気を吸着剤に通過させることで、吸着剤に吸着した水分を空気に移動させて排出させる。
【0004】
ところで、以上の再生段階では暖かい空気が必要となるため、太陽熱を利用して空気を昇温して暖める方法が提案されている(非特許文献1参照)。
具体的には、非特許文献1に示された方法では、平屋建ての建物において、屋根面に集熱パネルを設け、天井裏付近に2台のデシカント空調機を設置する。
【0005】
除湿段階では、各デシカント空調機は、床付近から取り入れた外気を除湿し、この除湿した空気を床付近から室内に吹き出す。一方、再生段階では、各空調機は、集熱パネルで昇温した空気を取り入れて、この空気により空調機内の吸着剤の再生を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【非特許文献1】空気集熱式ソーラー除湿涼房システムの研究開発、日本太陽エネルギー学会/風力エネルギー協会講演論文集(RE2006 JAPAN DAY)、pp.309-312、2006.10
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、高層建物においても、吸着除湿方式で除湿を行うことが要請されており、この場合、上述の提案を高層建物に適用することが考えられる。しかしながら、高層建物は複数のフロアが積層される構造であるため、屋根面積に比べて室内空間がかなり大きくなっている。よって、高層建物に上述の提案を適用しようとしても、上述の提案では屋根面でのみ昇温するため、全てのデシカント空調機の再生運転を賄うことはできない、という問題があった。
【0008】
本発明は、高層建物においても、デシカント空調機の吸着剤を確実に再生できる除湿空調システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項1および請求項2に記載の除湿空調システムは、建物(例えば、後述の建物1、1A、1B)の室内に供給される空気を除湿する除湿空調システムであって、前記建物の外壁面の一部は、透明性部材(例えば、後述のガラス板41A、51)であり、当該透明性部材を含んで構成された箱状の集熱部(例えば、後述の窓部40およびスパンドレル部50)と、吸着剤(例えば、後述の吸着部61)を有するデシカント空調機(例えば、後述のデシカント空調機60)と、前記集熱部の上部から前記デシカント空調機に至る空気流通路(例えば、後述のダクト52)と、を備え、当該デシカント空調機を駆動して、前記室内に供給される空気を前記吸着剤に通して、当該空気中の水分を前記吸着剤に吸着させることで除湿する除湿運転を行うとともに、太陽光により前記集熱部内部の空気を昇温し、前記空気流通路を通して、当該昇温した空気を前記集熱部から当該デシカント空調機内に吸引して前記吸着剤に通し、前記吸着剤を昇温して当該空気に前記吸着剤の水分を排出させることで、前記吸着剤を再生する再生運転を行うことを特徴とする。
【0010】
この発明によれば、外壁面の一部を集熱部として利用する。つまり、外壁面に照射する太陽光により集熱部の内部で空気を昇温して、この昇温した空気を用いて、デシカント空調機内の吸着剤の水分を除去する。よって、高層建物においても、集熱部の面積を大きく確保できるから、デシカント空調機の吸着剤を確実に再生できる。
【0011】
請求項に記載の除湿空調システムは、前記建物は、前記集熱部の下に設けられた腰壁部(例えば、後述の立上がり部30)を備え、前記デシカント空調機は、前記腰壁部の室内側に設けられることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、腰壁部の室内側にデシカント空調機を設置したので、天井裏空間の懐高さを小さくして、天井高を大きく確保できる。
また、腰壁部の室内側にデシカント空調機を設置したので、デシカント空調機のメンテナンスが容易となる。
【0013】
請求項に記載の除湿空調システムは、前記建物は、上下に積層された少なくとも2つのフロア(例えば、後述のフロア2B、2C)を備え、前記上階のフロア(例えば、後述のフロア2C)は、前記建物の外周に沿って設けられた腰壁部を備え、前記デシカント空調機は、当該腰壁部の室内側に設けられ、前記集熱部は、前記下階のフロア(例えば、後述のフロア2B)に設けられることを特徴とする。
【0014】
この発明によれば、腰壁部の室内側にデシカント空調機を設置したので、天井裏空間の懐高さを小さくして、天井高を大きく確保できる。
また、腰壁部の室内側にデシカント空調機を設置したので、デシカント空調機のメンテナンスが容易となる。
【0015】
また、請求項の除湿空調システムでは、集熱部の上部からこの集熱部の下方に設けられたデシカント空調機まで空気流通路を延ばす必要があるため、暖めた空気の搬送経路が長くなって熱損失が大きくなり、再生運転の効率が低下するおそれがあるうえに、空気を送るファンのエネルギ消費量が多くなっていた。
しかしながら、この発明によれば、集熱部で暖めた空気をこの集熱部の上階のデシカント空調機で利用するので、昇温した空気の搬送経路を短くでき、熱損失を抑えて、再生運転の効率が低下するのを防止できるうえに、ファンのエネルギ消費量を低減できる。
【0016】
本発明の除湿空調システムは、前記建物は、天井裏空間(例えば、後述の天井裏空間54)を備え、前記デシカント空調機は、前記建物の天井裏空間に設けられることが好ましい
【0017】
請求項の除湿空調システムでは、集熱部の上部からこの集熱部の下方に設けられたデシカント空調機まで空気流通路を延ばす必要があるため、暖めた空気の搬送経路が長くなって熱損失が大きくなり、再生運転の効率が低下するおそれがあるうえに、空気を送るファンのエネルギ消費量が多くなっていた。
しかしながら、この発明によれば、窓部で暖めた空気をこの集熱部の上の天井裏空間に設けられたデシカント空調機で利用するので、暖めた空気の搬送経路を短くでき、熱損失を抑えて、再生運転の効率が低下するのを防止できるうえに、ファンのエネルギ消費量を低減できる。
【0018】
また、腰壁が不要となるので、例えば集熱部下端の高さ位置を床面付近とすることにより、集熱部の面積をより大きく確保できる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、外壁面の一部を集熱部として利用する。つまり、外壁面に照射する太陽光により集熱部の内部で空気を昇温して、この昇温した空気を用いて、デシカント空調機内の吸着剤の水分を除去する。よって、高層建物においても、集熱部の面積を大きく確保できるから、デシカント空調機の吸着剤を確実に再生できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】本発明の第1実施形態に係る除湿空調システムが適用された建物の断面図である。
図2】本発明の第2実施形態に係る除湿空調システムが適用された建物の断面図である。
図3】本発明の参考例に係る除湿空調システムが適用された建物の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第1実施形態〕
図1(a)、(b)は、本発明の第1実施形態に係る除湿空調システムが適用された建物1の断面図である。
【0022】
建物1は、上下に積層された複数のフロア2A、2B、2Cを有し、複数本の図示しない柱と、これら柱の柱頭部同士を連結する図示しない梁と、これら梁に支持される鉄筋コンクリート造の床10と、外壁20と、を備える。
【0023】
各フロア2A〜2Cの床10は、OAフロア11により二重床となっている。
各フロア2A〜2Cの外壁20は、床10の外周部に設けられた腰壁としての鉄筋コンクリート造の立上がり部30と、この立上がり部30の上に設けられた集熱部としての窓部40と、この窓部40の上に設けられた集熱部としてのスパンドレル部50と、を含んで構成される。
【0024】
立上がり部30の室内側には、所定間隔置きに吸着部61を有するデシカント空調機60が設けられており、立上がり部30の上端面およびデシカント空調機60は、断熱材が張られたペリカバー31で覆われている。
各デシカント空調機60は、吸着剤としての吸着部61と、この吸着部61の上方の空間である給気チャンバ62と、吸着部61の下方の空間である還気チャンバ63と、を備える。
吸着部61は、例えばシリカゲルからなる吸着エレメント611が配置されて構成される。
【0025】
立上がり部30の下部には、外部とデシカント空調機60の還気チャンバ63とを連通する吸込口32が開閉可能に設けられている。また、ペリカバー31の上部には、デシカント空調機60の給気チャンバ62に連通する吹出口33が開閉可能に設けられている。
【0026】
また、ペリカバー31と立上がり部30の上端面との間には空隙が設けられ、この空隙には、建物1の外部と給気チャンバ62とを連通する排気口34が開閉可能に設けられている。
【0027】
窓部40は、互いに略平行な透明性部材としてのガラス板41Aとブラインド41Bとを含んで構成された箱状である。
ガラス板41Aは、外側に設けられて建物1の外壁面を構成し、ブラインド41Bは、ガラス板41Aの室内側に設けられている。このブラインド41Bの下端側にはスリットが形成されて、このスリットは、再生運転用吸込口42となっている。これにより、再生運転用吸込口42は、窓部40の下部の室内側に形成され、窓部40の内部に連通している。
【0028】
スパンドレル部50は透明性部材としてのガラス板51を含んで構成された箱状である。ガラス板51は、建物1の外壁面を構成している。
このスパンドレル部50の室内側には、空気流通路としてのダクト52が接続されており、このダクト52は、下方に延びて、同一フロアのデシカント空調機60の還気チャンバ63に接続されている。例えば、フロア2Bのスパンドレル部50は、ダクト52を介して同じフロア2Bのデシカント空調機60に接続されている。
ダクト52の途中には、ダクト52を開閉する図示しないダンパが設けられている。
【0029】
スパンドレル部50の下端つまり窓部40の上端の高さには、天井53が設けられており、スパンドレル部50の室内側でかつ天井53の上の空間は、天井裏空間54となっている。
【0030】
以上の建物1では、以下のようにして除湿運転および再生運転を行う。
除湿運転では、ダクト52および排気口34を閉鎖状態とし、吸込口32および吹出口33を開放状態として、デシカント空調機60を駆動する。
これにより、図1(a)中の矢印に示すように、外気を吸込口32から還気チャンバ63に吸い込んで、吸着部61にこの外気を通して、外気中の水分を吸着部61に吸着させて除湿する。その後、この除湿された空気は、給気チャンバ62を通って、吹出口33から吹き出される。
【0031】
一方、再生運転では、ダクト52および排気口34を開放状態とし、吸込口32および吹出口33を閉鎖状態として、デシカント空調機60を駆動する。
これにより、図1(b)中の矢印に示すように、室内の空気を窓部40下部の再生運転用吸込口42から吸い込んで、窓部40およびスパンドレル部50で昇温し、ダクト52を通して窓部40の上部からデシカント空調機60内に吸引して吸着部61に通して、吸着部61を昇温してこの空気に吸着部61の水分を排出させることで、吸着部61を再生する。その後、この水分を含んだ空気は、給気チャンバ62を通って、排気口34から外部に排出される。
【0032】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
(1)外壁面の一部である窓部40およびスパンドレル部50を集熱部として利用する。つまり、外壁面に照射する太陽光により窓部40およびスパンドレル部50の内部で空気を昇温して、この昇温した空気を用いて、デシカント空調機60内の吸着部61の水分を除去する。よって、高層建物においても、集熱部の面積を大きく確保できるから。デシカント空調機60の吸着部61を確実に再生できる。
【0033】
(2)立上がり部30の室内側にデシカント空調機60を設置したので、天井裏空間54の懐高さを小さくして、天井高を大きく確保できる。
また、立上がり部30の室内側にデシカント空調機60を設置したので、デシカント空調機60のメンテナンスが容易となる。
【0034】
〔第2実施形態〕
図2(a)、(b)は、本発明の第2実施形態に係る除湿空調システムが適用された建物1Aの断面図である。図2(a)中の矢印は、除湿運転時の空気の流れを示すものであり、図2(b)中の矢印は、再生運転時の空気の流れを示すものである。
本実施形態では、スパンドレル部50から延びるダクト52が上階のフロアに延びている点が第1実施形態と異なる。
【0035】
すなわち、ダクト52は、スパンドレル部50から上方に延びて、上階のフロアのデシカント空調機60の還気チャンバ63に接続されている。例えば、フロア2Bのスパンドレル部50から延びたダクト52は、上階のフロア2Cのデシカント空調機60の還気チャンバ63に接続される。
【0036】
本実施形態によれば、上述の(1)、(2)の効果に加えて、以下のような効果がある。
(3)窓部40で暖めた空気をこの窓部40の上階のデシカント空調機60で利用するので、暖めた空気の搬送経路を短くでき、熱損失を抑えて、再生運転の効率が低下するのを防止できるうえに、ファンのエネルギ消費量を低減できる。
【0037】
参考例
図3は、本発明の参考例に係る除湿空調システムが適用された建物1Bの断面図である。図3(a)中の矢印は、除湿運転時の空気の流れを示すものであり、図3(b)中の矢印は、再生運転時の空気の流れを示すものである。
参考例では、デシカント空調機60が立上がり部30の室内側ではなく、天井裏空間54に設けられている点が、第1実施形態と異なる。
【0038】
すなわち、デシカント空調機60は、天井裏空間54に設けられている。
吸込口32は、スパンドレル部50に設けられ、ダクト55を介してデシカント空調機60の還気チャンバ63に連通している。
吹出口33は、天井53に設けられ、ダクト56を介してデシカント空調機60の給気チャンバ62に連通している。
排気口34は、スパンドレル部50に設けられ、ダクト57を介してデシカント空調機60の給気チャンバ62に連通している。
【0039】
参考例によれば、上述の(1)、(3)と同様の効果がある。
【0040】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【0041】
例えば、上述の各実施形態では、吸着部61を内蔵したデシカント空調機60を用いたが、これに限らず、吸着部と空調機とを分けて設けてもよい。吸着部の下流側に空調機を設けた場合には、空調機での潜熱処理量を抑制してドレン処理が不要となるうえに、吸着部で発生する凝縮熱に相当する熱を冷却できる。
【0042】
また、上述の各実施形態では、互いに略平行なガラス板41Aとブラインド41Bとを含んで窓部40を構成したが、これに限らず、ブラインド41Bの内側にさらにガラス板を設けてもよい。さらに、この場合、再生運転用吸込口を室内側ではなく外壁面側に設けて、再生運転時に屋外の空気を窓部に取り込むようにしてもよい。
また、デシカント空調機60に、除湿運転時に吸着部61で除湿された空気を冷却するコイルや、再生運転時に吸着部61に送る空気を昇温させる加熱部を設けてもよい。
【符号の説明】
【0043】
1、1A、1B…建物
2A、2B、2C…フロア
10…床
11…OAフロア
20…外壁
30…立上がり部(腰壁部)
31…ペリカバー
32…吸込口
33…吹出口
34…排気口
40…窓部(集熱部)
41A…ガラス板(透明性部材)
41B…ブラインド
42…再生運転用吸込口
50…スパンドレル部(集熱部)
51…ガラス板(透明性部材)
52…ダクト(空気流通路)
53…天井
54…天井裏空間
55、56、57…ダクト
60…デシカント空調機
61…吸着部(吸着剤)
62…給気チャンバ
63…還気チャンバ
611…吸着エレメント
図1
図2
図3