JP2014190672A

JP2014190672A - 空気調和装置

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Publication number: JP2014190672A
Application number: JP2013069210A
Authority: JP
Inventors: Yuta Doi; 雄太土井; Masashi Fujita; 雅司藤田; Koji Yamanaka; 弘次山中; Masayuki Iwata; 昌之岩田; Toshimaru Iguchi; 俊丸井口
Original assignee: Organo Corp; Azbil Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp; Azbil Corp
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-28
Also published as: KR20140118861A; CN104075391A; KR101526114B1; CN104075391B; JP6147537B2

Abstract

【課題】外部導入空気を洗浄水と接触させて洗浄する洗浄手段を備えた空気調和装置において、循環空気の一部を換気しながら運転する際のエネルギ効率を改善する。
【解決手段】空気調和装置１（１Ａ）は、外部から仕切られた空間１００を循環する循環空気を形成し、循環空気を加熱または冷却して空間１００に供給する空気調和ユニット３と、外部から導入された外部空気ＯＡを洗浄水と接触させて洗浄する洗浄手段９と、循環空気の還気の少なくとも一部を第１の還気ＲＡ１として取り込むことができ、洗浄された外部空気ＯＡを第１の還気ＲＡ１と混合して空気調和ユニット３に供給する混合手段６と、循環空気の還気の一部を第２の還気ＲＡ２として取り込むことができ、取り込まれた第２の還気ＲＡ２を外部に排出する換気手段５と、洗浄水または洗浄前もしくは洗浄後の外部空気と、第２の還気ＲＡ２との間で熱交換を行う熱交換手段３１と、を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は空気調和装置に関し、特に外部導入空気を洗浄水と接触させて洗浄する洗浄手段を備えた空気調和装置に関する。

従来から、エアワッシャを備えた空気調和装置が公知である。特許文献１には、空気を洗浄水と接触させることで浄化する気液接触室を備えたエアワッシャが開示されている。気液接触室には上部から洗浄水が噴霧され、下方から空気が供給される。供給された空気は気液接触室を通過する際に、気液接触室の表面に付着した噴霧水と接触する。これによって、空気中に含まれる塵埃が除去される。噴霧水は気液接触室の下方に落下し、一旦貯水槽に貯留され、その後循環配管によって再び気液接触室に噴霧される。

特許文献２には、このような空気調和装置において、循環配管を通る洗浄水と外部熱源との間でヒートポンプを用いて熱交換を行う技術が記載されている。噴霧水の温度を調整することで、洗浄される空気の温度及び湿度を予備的に調整し、後段の空気調和ユニットの負荷を抑えることができる。気液接触室に噴霧される洗浄水だけが加熱または冷却されるため、貯水槽全体を加熱または冷却するよりもエネルギ効率を高めることができる。

特開２００９−１０３３７３号公報特開２０１１−３８７２３号公報

空気調和装置は、密閉された空間で空気を循環させながら運転することがエネルギ効率の面から有利である。一方近年では、循環する空気の一部を換気しながら、すなわち空気調和装置に還流する循環空気の一部を密閉された空間の外部へ放出しながら運転することが広く行われている。しかし、循環空気は夏場には外部の空気と比べて低温（さらに一般には低湿度）であり、冬場には外部の空気と比べて高温であり、内気を完全に循環させる運転方法と比べてエネルギ効率が悪化する傾向にある。

特許文献１，２に記載された空気調和装置は循環空気の一部を換気しながら運転することを考慮しておらず、このような運転方法でエネルギ効率を高めることができない。

本発明は、外部導入空気を洗浄水と接触させて洗浄する洗浄手段を備え、循環空気の一部を換気しながら運転する際のエネルギ効率が改善された空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明の空気調和装置は、外部から仕切られた空間を循環する循環空気を形成し、循環空気を加熱または冷却して空間に供給する空気調和ユニットと、外部から導入された外部空気を洗浄水と接触させて洗浄する洗浄手段と、循環空気の還気の少なくとも一部を第１の還気として取り込むことができ、洗浄された外部空気を第１の還気と混合して空気調和ユニットに供給する混合手段と、循環空気の還気の一部を第２の還気として取り込むことができ、取り込まれた第２の還気を外部に排出する換気手段と、洗浄水または洗浄前もしくは洗浄後の外部空気と、第２の還気との間で熱交換を行う熱交換手段と、を有している。

第２の還気は外部から仕切られた空間を循環する空気の一部であり、空気調和装置によって加熱または冷却されている。すなわち、第２の還気は通常、夏場には外部空気と比べて低温であり、冬場には外部空気と比べて高温である。一方、洗浄水は外部空気と接触するため外部空気の温度の影響を受けやすく、夏場は高温であり、冬場は低温である。このため、洗浄水が熱交換手段によって第２の還気と熱交換することにより、洗浄水は夏場であれば冷却され、冬場であれば加熱される。この結果、洗浄水と接触する外部空気も夏場であれば冷却され、冬場であれば加熱される。このように温度調整された外部空気は、循環空気の還気の少なくとも一部である第１の還気と混合手段で混合され、空気調和ユニットに供給される。同様に、第２の還気と洗浄前もしくは洗浄後の外部空気との熱交換によっても、外部空気の温度調整が可能となる。

従って、本発明によれば、空気調和ユニットの負荷が低減し、循環空気の一部を換気しながら運転する際のエネルギ効率が改善された空気調和装置を提供することができる。

本発明の各実施形態に共通する、空気調和装置の全体概略構成図である。本発明の第１の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第２の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第３の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第４の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第５の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第６の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第７の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第８の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第９の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第１０実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第１１の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第１１の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第１２の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。本発明の第１２の実施形態に係る空気調和装置の概略構成図である。

以下、図面を参照して本発明の空気調和装置の実施形態を説明する。まず、図１を参照して、本発明の空気調和装置１の各実施形態１Ａ〜１Ｍに共通する概略的な構成を述べる。空気調和装置１は空気調和ユニット２と、エアワッシャ／換気ユニット３と、空気調和ユニット２とエアワッシャ／換気ユニット３との間に位置する混合部６と、を備えている。空気調和ユニット２は筐体１１に、エアワッシャ／換気ユニット３は筐体１１’に、混合部６は筐体１１”にそれぞれ収容されている。エアワッシャ／換気ユニット３は外部空気ＯＡの洗浄手段であるエアワッシャ４と換気手段５が一つの筐体１１’内に一体化されたもので、エアワッシャ４と換気手段５は互いに独立した空間を有している。空気調和ユニット２とエアワッシャ／換気ユニット３と混合部６は本実施形態では互いに独立した装置であり、これらの装置が連結されて、建物の壁、床、天井などの躯体１０２によって外部から仕切られた空間（以下、室内１００という）に設置されている。空気調和ユニット２とエアワッシャ／換気ユニット３と混合部６は一つの筐体内に一体化された装置であってもよい。

空気調和ユニット２及び混合部６は好ましくは室内１００に設置され、エアワッシャ／換気ユニット３は室内１００、室外１０１のいずれにも設置することができる。また、エアワッシャ／換気ユニット３から混合部６への供給空気ＩＡはダクトまたは配管（図示せず）で供給することができる。室外１０１には、室内１００が位置している建物の外部（屋外）のみならず、室内１００から分離されている限り、当該建物の別の空間、地下室、天井裏なども含まれる。

空気調和ユニット２は給気送風機１０を有し、室内１００を循環する循環空気ＣＡを形成する。空気調和ユニット２は、取り込んだ循環空気ＣＡを加熱または冷却する熱交換器８を有している。空気調和ユニット２は冷凍サイクルを構成する圧縮機、凝縮器、蒸発器及び膨張弁を有し、加熱サイクルの場合凝縮器が、冷却サイクルの場合蒸発器が図示の熱交換器８として機能する。給気送風機１０は、熱交換器８によって加熱または冷却された循環空気ＣＡを、供給空気ＳＡとして室内１００に供給する。

エアワッシャ／換気ユニット３のエアワッシャ４は外部から外部空気ＯＡを取り込むことができる。取り込まれた外部空気ＯＡは、気液接触室９で浄化され、供給空気ＩＡとして混合部６に供給される。気液接触室９では、外部から導入された外部空気ＯＡを洗浄水と接触させることによって洗浄する。

混合部６は循環空気ＣＡの還気の少なくとも一部を第１の還気ＲＡ１として取り込むことができる。混合部６は洗浄された供給空気ＩＡを第１の還気ＲＡ１と混合して空気調和ユニット２に供給する混合手段６を構成する。従って、第１の還気ＲＡ１と供給空気ＩＡの混合気が空気調和ユニット２の熱交換器８で加熱または冷却され、給気送風機１０によって室内１００に供給される。本実施形態では、混合部６は空気調和装置１の筐体１１”内に独立して設けられた区画として構成されているが、空気調和装置１に接続されるダクトまたは配管（図示せず）の一部として構成することもできる。

エアワッシャ／換気ユニット３の換気手段５は、循環空気ＣＡの還気の一部を第２の還気ＲＡ２として取り込むことができる。第２の還気ＲＡ２は排気ＥＡとして室外１０１に排出され、これによって室内１００の換気が行われる。第２の還気ＲＡ２は一時的に停止することができ、その場合循環空気ＣＡの還気の全量が第１の還気ＲＡ１として取り込まれる。第２の還気ＲＡ２が取り込まれるときは、循環空気ＣＡの還気の一部が第１の還気ＲＡ１として取り込まれる。

筐体１１，１１’，１１”は金属製が好ましいが、適切な強度が確保できれば樹脂製などの他の材料を用いることもできる。筐体１１，１１’，１１”の内部の設備の取り付けやメンテナンスのため、筐体１１，１１’，１１”は分解可能な構造を有している。その構造は、設備の取り付けやメンテナンスが可能であれば特に限定されず、複数の金属製枠を上下に互いに接続する形態でもよく、筐体１１，１１’，１１”の各面を別々の金属板で構成する形態でもよい。分解可能な構成とするために、これらの金属製枠あるいは金属板は、ボルトなどによって相互に分離可能であることが望ましい。

次に、図２〜７を参照して各実施形態の詳細について説明する。

（第１の実施形態）
図２に本発明の第１の実施形態に係る空気調和装置１Ａの概略構成を示す。

洗浄手段であるエアワッシャ４は、筐体１１’内部に導入された外部空気ＯＡを洗浄水と接触させることで、外部空気ＯＡを浄化ないし洗浄する。このため、エアワッシャ４は充填塔を備えた気液接触室９を有している。洗浄水は、清浄な水であれば特に限定されず、水道水、井水、蒸留水、純水、電解水等を用いることができる。エアワッシャ４はさらに、洗浄水を貯留する洗浄水貯水槽１２と、気液接触室９に洗浄水を散布ないし噴霧する噴霧装置１３と、洗浄水を洗浄水貯水槽１２から噴霧装置１３へ循環させる循環配管１４と、を有している。洗浄水貯水槽１２は気液接触室９の下方、好ましくは筐体１１’の底部に設けられ、気液接触室９から落下した洗浄水を回収し貯留する。循環配管１４の途中、好ましくは洗浄水貯水槽１２の側方または下方に、洗浄水を噴霧装置１３へ供給する循環ポンプ１５が設けられている。

気液接触室９を構成する充填塔は、支持体（図示せず）によって支持され、充填材としてラシヒリングが充填されている。上方の噴霧装置１３から散布される洗浄水がラシヒリングの表面に付着し、その表面で、下方から上昇してくる空気との気液接触が行われる。充填材としては他にも、レッシングリング、ポールリング、サドル、スルザーパッキン等の、充填塔において一般的に用いられる充填材を用いることができる。あるいは、フラットな上面とラフでザラザラした下面とを有するマット状の繊維集合体を充填材として用いてもよい。このような繊維集合体としては、旭化成ホームプロダクツ株式会社のサランロック（登録商標）が挙げられる。充填塔の代わりに、棚段塔を用いることもできる。

噴霧装置１３は例えば、多数の孔の開けられた配管であり、孔から洗浄水が吐出される。この配管の形状は特に限定されず、充填塔に洗浄水が均一に散布されれば、直線状または同心円状の複数の管、らせん状の管など、任意の形状の管を選択できる。噴霧装置１３は、ジョロ、シャワー、スプリンクラー、スプレイタイプ等、公知の散水ノズルの中から適宜用いることができ、好ましくはスプレイタイプである。スプレイタイプは、散布される水が霧状で、粒径が細かい。そのため、充填塔の充填材を効率良く濡らすことができるだけでなく、スプレイから散布される霧状の水自体が外部空気ＯＡと接触して外部空気ＯＡを浄化することができ、結果として、気液接触効率が高くなる。また、一つのノズルから広範囲に水を散水することができるため、部品点数を少なくすることができる。

気液接触室９の上方には、気液接触方式により浄化された空気に含まれる大量の湿分を除去するための湿度調節手段が設けられている。本実施形態では、湿度調節手段としてデシカントロータ１６が用いられている。デシカントロータ１６は省略することもできる。

換気手段５は、第２の還気ＲＡ２を導入し排気ＥＡとして排出する。換気手段５は第２の還気ＲＡ２の導入口１８及び排気口１９と、導入口１８と排気口１９とを結ぶ換気流路２０と、を有している。排気口１９の近傍には排気送風機１７が設けられている。換気流路２０は筐体１１内の独立した区画として設けられ、外部空気ＯＡや第１の還気ＲＡ１と混合することが防止される。

外部空気ＯＡは気液接触室９の出口側（より正確には、デシカントロータ１６の出口側）に設けられた給気送風機２２によって、給気口２１から給気流路２７に導入され、次に気液接触室９と洗浄水貯水槽１２との間の空間に入り、そこから上昇して気液接触室９を通過して塵埃を除去される。外部空気ＯＡはさらにデシカントロータ１６を通って湿分を除去され、給気送風機２２で昇圧され、給気口２４を通り供給空気ＩＡとして混合部６に入る。室内１００の循環空気ＣＡの一部または全部は第１の還気ＲＡ１として導入口２５から混合部６に入り外部空気ＯＡ（供給空気ＩＡ）と混合する。第１の還気ＲＡ１と供給空気ＩＡの混合空気は熱交換器８で温度、湿度が調整され、給気送風機１０で昇圧され、給気口２３から室内１００に供給される。給気送風機２２は給気口２１の近傍など、デシカントロータ１６の入口側に設けることもできる。

本実施形態では、循環配管１４を流れる洗浄水と第２の還気ＲＡ２との間で熱交換が行われる。そのための熱交換手段として、本実施形態では換気流路２０に位置するラジエータ３１を有している。ラジエータ３１はコルゲートタイプ、フィンタイプのいずれも利用することができる。ラジエータ３１への洗浄水供給配管３２と、ラジエータ３１からの洗浄水戻り配管３３とが循環配管１４から分岐しており、一部の洗浄水がバイパス流となってラジエータ３１に供給される。洗浄水供給配管３２と洗浄水戻り配管３３は第２の循環配管を構成する。図示していないが、循環配管１４の一部を換気流路２０に通し、循環配管１４を通る洗浄水の全量をラジエータ３１に供給することもできる。また、洗浄水供給配管３２及び洗浄水戻り配管３３上に弁または流量調整機構（図示せず）を設け、ラジエータ３１へのバイパス流の流量を調整することもできる。

循環配管１４を通る洗浄水は外部空気ＯＡとの気液接触により、外部空気ＯＡにより加熱または冷却されている。夏場であれば、洗浄水は外部空気ＯＡにより加温されて高温となっている。従って、洗浄水の温度調整を行わない場合、洗浄水に接触した外部空気ＯＡの温度は大きく変化せず、高温のままである。高温の空気は多くの水蒸気を含むことができ、かつ外部空気ＯＡは気液接触室９での気液接触により大量の湿分を取り込むため、外部空気ＯＡは高温高湿度の状態で（つまりエンタルピの高い状態で）混合部６へ送られる。この結果、空気調和ユニットの冷却除湿負荷及び運転コストが増加する。

これに対し本実施形態では、洗浄水が第２の還気ＲＡ２によって冷却される。第２の還気ＲＡ２は通常外部空気ＯＡよりも低温であるので、洗浄水に接触した外部空気ＯＡが冷却され、温度が低下するとともに、飽和水蒸気量をこえる湿分は凝縮されて除去される。これに伴い外部空気ＯＡに含まれる水蒸気量も減少し、低温低湿度の状態で（つまりエンタルピの低い状態で）混合部６へ送られる。この結果、空気調和ユニット２の冷却除湿負荷及び運転コストが抑制される。

冬場の場合は、洗浄水は外部空気ＯＡにより冷却されて低温となっている。従って、洗浄水の温度調整を行わない場合、洗浄水に接触した外部空気ＯＡの温度は大きく変化せず、低温のままである。外部空気ＯＡは低温で混合部６へ送られるため空気調和ユニット２の暖房負荷及び運転コストが増加する。

これに対し本実施形態では、洗浄水が第２の還気ＲＡ２によって加熱されることで、外部空気ＯＡが加熱され、より高温の状態で混合部６へ送られる。また、高温の外部空気ＯＡは気液接触室９での気液接触により大量の湿分を取り込むため、高温高湿度の空気を室内１００に供給することができる。

（第２の実施形態）
図３に本発明の第２の実施形態に係る空気調和装置１Ｂの概略構成を示す。本実施形態は、循環配管１４と第２の還気ＲＡ２との間での熱交換手段が異なる他は第１の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１の実施形態と同じである。

本実施形態では、熱交換手段は、気液接触室９と同様の構成でかつ気液接触室９より小規模の第２の気液接触室３５を有している。第２の気液接触室３５は換気流路２０に位置している。換気流路２０の第２の気液接触３５の上部には第２の気液接触室３５に水を噴霧する第２の噴霧装置３６が設けられている。換気流路２０の第２の気液接触室３５の下方には第２の気液接触室３５から落下した水を回収し貯留する第２の洗浄水貯水槽３７が設けられている。第２の洗浄水貯水槽３７には第２の噴霧装置３６へ洗浄水を循環させる第２の循環配管３８が設けられている。第２の循環配管３８の途中、好ましくは第２の洗浄水貯水槽３７の側方または下方に、第２の噴霧装置３６に噴霧される水を第２の噴霧装置３６へ供給する第２の循環ポンプ３９が設けられている。第２の気液接触室３５及び第２の噴霧装置３６の構成は気液接触室９及び噴霧装置１３と同様である。

循環配管１４と第２の循環配管３８との間には、これらの間で熱交換を行う熱交換器４０が設けられている。第２の気液接触室３５を流れる水は第２の還気ＲＡ２との間で熱交換を行い、夏場であれば冷却され、冬場であれば加熱される。第２の気液接触室３５で冷却または加熱された水は熱交換器４０において、洗浄水との間でさらに熱交換を行う。従って、洗浄水は夏場であれば冷却され、冬場であれば加熱される。さらに外部空気ＯＡは、洗浄水との気液接触の際に、夏場であれば冷却され、冬場であれば加熱される。この結果、第１の実施形態と同様に、空気調和ユニット２の冷却除湿負荷ないし暖房負荷及び運転コストが抑制される。

本実施形態では第２の循環ポンプ３９が設けられているため、第２の噴霧装置３６に供給される流量を調整することにより洗浄水の冷却または加熱を調整することができ、外部温度や空気調和ユニット２の運転要求に応じた洗浄水のきめ細かい温度調整が可能である。さらに第２の還気ＲＡ２は浄化されて排出されるため、本実施形態は汚染された空気を排出することが規制されている用途にも有効である。

（第３の実施形態）
図４に本発明の第３の実施形態に係る空気調和装置１Ｃの概略構成を示す。本実施形態は、洗浄水貯水槽１２と第２の還気ＲＡ２との間での熱交換が行われる他は第１の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１の実施形態と同じである。

本実施形態では、熱交換手段として換気流路２０に位置するラジエータ３１を備えている。洗浄水貯水槽１２と第２の還気ＲＡ２との間で熱交換を行うために、ラジエータ３１への洗浄水供給配管３２と、ラジエータ３１からの洗浄水戻り配管３３とが、洗浄水貯水槽１２とラジエータ３１との間を延びている。洗浄水供給配管３２と洗浄水戻り配管３３は第２の循環配管を構成する。洗浄水供給配管３２の途中、好ましくは洗浄水貯水槽１２の側方または下方に、洗浄水をラジエータ３１へ供給する第２の循環ポンプ４３が設けられている。

本実施形態は第１の実施形態と同様の効果を奏する他、第２の循環ポンプ４３が循環ポンプ１５と別に設けられているため、ラジエータ３１へ循環させる洗浄水の流量を調整することができる。従って、第２の実施形態と同様、外部温度や空気調和ユニット２の運転要求に応じた洗浄水のきめ細かい温度調整が可能である。

（第４の実施形態）
図５に本発明の第４の実施形態に係る空気調和装置１Ｄの概略構成を示す。本実施形態は、洗浄水貯水槽１２と第２の還気ＲＡ２との間での熱交換が行われる他は第１の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１の実施形態と同じである。

本実施形態では、熱交換手段は、気液接触室９と同様の構成でかつ気液接触室９より小規模の第２の気液接触室３５を有している。第２の気液接触室３５は換気流路２０に位置している。換気流路２０の第２の気液接触室３５の上部には第２の気液接触室３５に洗浄水を噴霧する第２の噴霧装置３６が設けられている。洗浄水貯水槽１２は第１の実施形態よりも拡張され、第２の気液接触室３５の下方まで延びている。従って、洗浄水貯水槽１２は第１の気液接触室９から落下した洗浄水と第２の気液接触室３５から落下した洗浄水をともに回収し貯留する。換気流路２０ないし換気手段５をエアワッシャ４から分離するため、換気流路２０の隔壁４２は洗浄水貯水槽１２の水中まで延びている。洗浄水貯水槽１２には第２の噴霧装置３６へ洗浄水を循環させる第２の循環配管３８が設けられている。第２の循環配管３８の途中、好ましくは洗浄水貯水槽１２の側方または下方に、洗浄水を第２の噴霧装置３６へ供給する第２の循環ポンプ３９が設けられている。第２の気液接触室３５及び第２の噴霧装置３６の構成は気液接触室９及び噴霧装置１３と同様である。第２の循環配管３８は循環ポンプ１５の出口側で循環配管１４から分岐してもよく、その場合第２の循環ポンプ３９は省略することができる。

第２の気液接触室３５を流れる洗浄水は第２の還気ＲＡ２との間で熱交換を行い、夏場であれば冷却され、冬場であれば加熱される。第２の気液接触室３５で冷却または加熱された洗浄水は洗浄水貯水槽１２に回収され、洗浄水貯水槽１２に貯留されている洗浄水と混合される。この結果、洗浄水貯水槽１２に貯留されている洗浄水の平均温度が夏場であれば下がり、冬場であれば上昇する。気液接触室９には冷却または加熱された洗浄水が供給され、外部空気ＯＡを夏場であれば冷却し、冬場であれば加熱する。従って、第１の実施形態と同様に、空気調和ユニット２の冷却除湿負荷ないし暖房負荷及び運転コストが抑制される。

本実施形態では第２の実施形態と異なり、気液接触室９を流れる洗浄水と第２の気液接触室３５を流れる洗浄水との間の熱交換が洗浄水貯水槽１２を介して行われる。従って、第２の実施形態で設けた熱交換器は不要である。

（第５の実施形態）
図６に本発明の第５の実施形態に係る空気調和装置１Ｅの概略構成を示す。本実施形態は、洗浄後の外部空気ＯＡと第２の還気ＲＡ２との間での熱交換が行われる他は第１の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１の実施形態と同じである。

本実施形態では、熱交換手段５１は、洗浄後の外部空気ＯＡと第２の還気ＲＡ２との間で熱交換を行う全熱熱交換素子５１である。全熱熱交換素子５１はデシカントロータ１６の上方空間の換気流路２０との交差部に設けられている。全熱熱交換素子５１は回転型全熱交換器と静止型全熱交換器のいずれを用いることもできる。全熱熱交換素子５１の第２の還気ＲＡ２の入口側には、塵埃を除去するフィルタ５２が設けられている。

回転型全熱交換器は、回転可能なケーシングを備えており、ケーシングの内部に回転方向に２つに分離した区画が形成されている。外部空気ＯＡの流入部及び流出部、並びに第２の還気ＲＡ２の流入部及び流出部は固定されており、あるタイミングでは外部空気ＯＡがケーシングの一方の区画に流入し流出する。ケーシングが回転（例えば半回転）すると、第２の還気ＲＡ２が当該一方の区画に流入し流出する。他方の区画についても同様である。各区画には外部空気ＯＡと第２の還気ＲＡ２が交互に流入し流出するため、ケーシングの回転に伴い各区画は熱エネルギの蓄積と放出を繰り返し、外部空気ＯＡと第２の還気ＲＡ２との間で熱交換が行われる。

静止型全熱交換器は、紙でできた平面シートを間に仕切り板を介して積層したものである。仕切り板は波型状に加工されており、２つの平面シートの間に流路が形成される。外部空気ＯＡの流路と第２の還気ＲＡ２の流路は積層方向に交互に隣接しており、平面シートを介して外部空気ＯＡと第２の還気ＲＡ２との間で熱交換が行われる。

本実施形態では洗浄後の外部空気ＯＡを第２の還気ＲＡ２との間で直接熱交換が行われるので、第２の還気ＲＡ２の熱エネルギを効率的に洗浄後の外部空気ＯＡに伝達することができる。また、後述する第６の実施形態と比較すると、洗浄後の外部空気ＯＡが全熱交換器に流入するため、外部空気ＯＡのためのフィルタを設ける必要がなく、全熱熱交換器の前段に設けるフィルタが１つですむ。

点線で示すように、換気流路２０内に第１の実施形態と同様のラジエータ３１を設けることもできる。循環配管１４からは、ラジエータ３１への洗浄水供給配管３２と、ラジエータ３１からの洗浄水戻り配管３３とが分岐している。洗浄水供給配管３２と洗浄水戻り配管３３は第２の循環配管を構成する。第２の還気ＲＡ２と洗浄水との間、及び第２の還気ＲＡ２と洗浄後の外部空気ＯＡとの間の二段階で順次熱交換することで、第２の還気ＲＡ２の熱エネルギを一層有効に利用することができる。

同様に、図示は省略するが、図６の構成（上記の点線部の要素を除く）に図３に示す第２の気液接触室３５、第２の噴霧装置３６、第２の洗浄水貯水槽３７、第２の循環配管３８、第２の循環ポンプ３９及び熱交換器４０を付加することもできる。図６の構成（上記の点線部の要素を除く）に図４に示すラジエータ３１、洗浄水供給配管３２、洗浄水戻り配管３３及び第２の循環ポンプ４３を付加することもできる。図６の構成（上記の点線部の要素を除く）に図５に示す第２の気液接触室３５、第２の噴霧装置３６、第２の循環配管３８及び第２の循環ポンプ３９を付加し、図５に示すような拡張された洗浄水貯水槽１２を設けることもできる。これらの実施形態でも、第２の還気ＲＡ２が液体及び洗浄後の外部空気ＯＡとの間で二段階の熱交換を行うことで、第２の還気ＲＡ２の熱エネルギを一層有効に利用することができる。

他の実施形態と同様、外部空気ＯＡは夏場には低温低湿度に冷却され、冬場には高温高湿度に加熱されるため、空気調和ユニット２の冷却除湿負荷及び運転コストが抑制される。

（第６の実施形態）
図７に本発明の第６の実施形態に係る空気調和装置１Ｆの概略構成を示す。本実施形態は、洗浄前の外部空気ＯＡと第２の還気ＲＡ２との間での熱交換が行われる他は第１の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１の実施形態と同じである。また、静止型全熱交換器５１の構成は第５の実施形態と同様である。

本実施形態では、熱交換手段５１は、洗浄前の外部空気ＯＡと第２の還気ＲＡ２との間で熱交換を行う全熱熱交換素子５１である。このため、全熱熱交換素子５１の第２の還気ＲＡ２の入口側のフィルタ５２だけでなく、外部空気ＯＡの入口側にもフィルタ５３が設けられている。熱交換手段として顕熱のみを熱交換する顕熱交換素子を用いることもできる。本実施形態も、第５の実施形態と同様、外部空気ＯＡと第２の還気ＲＡ２との間で直接熱交換が行われるので、第２の還気ＲＡ２の熱エネルギを効率的に外部空気ＯＡに伝達することができる。

また、本実施形態では外部空気ＯＡが気液接触室９で湿分を与えられる前に熱交換を行うため、効率の良い調湿が行える。すなわち、夏場ではエアワッシャ４に導入される前の外部空気を冷却できるため、エアワッシャ４による加湿が抑制される。冬場ではエアワッシャ４に導入される前の外部空気を加熱するため、エアワッシャ４による加湿が抑制される。

本実施形態でも、点線で示すように、換気流路２０内に第１の実施形態と同様のラジエータ３１を設けることができる。循環配管１４からは、ラジエータ３１への洗浄水供給配管３２と、ラジエータ３１からの洗浄水戻り配管３３とが分岐している。洗浄水供給配管３２と洗浄水戻り配管３３は第２の循環配管を構成する。第２の還気ＲＡ２と洗浄水との間、及び第２の還気ＲＡ２と洗浄前の外部空気ＯＡとの間の二段階で順次熱交換することで、第２の還気ＲＡ２の熱エネルギを一層有効に利用することができる。

同様に、図示は省略するが、図７の構成（上記の点線部の要素を除く）に図３に示す第２の気液接触室３５、第２の噴霧装置３６、第２の洗浄水貯水槽３７、第２の循環配管３８、第２の循環ポンプ３９及び熱交換器４０を付加することもできる。図７の構成（上記の点線部の要素を除く）に図４に示すラジエータ３１、洗浄水供給配管３２、洗浄水戻り配管３３及び第２の循環ポンプ４３を付加することもできる。図７の構成（上記の点線部の要素を除く）に図５に示す第２の気液接触室３５、第２の噴霧装置３６、第２の循環配管３８及び第２の循環ポンプ３９を付加し、図５に示すような拡張された洗浄水貯水槽１２を設けることもできる。これらの実施形態でも、第２の還気ＲＡ２が液体及び洗浄前の外部空気ＯＡとの間で二段階の熱交換を行うことで、第２の還気ＲＡ２の熱エネルギを一層有効に利用することができる。

（第７の実施形態）
図８に本発明の第７の実施形態に係る空気調和装置１Ｇの概略構成を示す。本実施形態は、空気調和ユニットで加熱または冷却された空気と熱交換する第２の熱交換手段３４が循環配管上に設けられている他は第１の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１の実施形態と同じである。

本実施形態では、洗浄水戻り配管３３との合流点と噴霧装置１３との間の循環配管１４上に、第２の熱交換手段３４が設けられている。第２の熱交換手段３４はラジエータ３１と同様のラジエータ３４であってよい。第２の熱交換手段３４は空気調和ユニット２の熱交換器８と給気送風機１０との間に位置している。従って、第２の還気ＲＡ２と熱交換した洗浄水はさらに給気送風機１０の入口側の供給空気ＳＡと熱交換を行う。第２の熱交換手段３４で熱交換を行った洗浄水は循環配管１４によって噴霧装置１３に供給される。洗浄水はラジエータ３１と第２の熱交換手段３４の双方で冷却または加熱されるため、洗浄水の冷却効率または加熱効率が向上する。

（第８の実施形態）
図９に本発明の第８の実施形態に係る空気調和装置１Ｈの概略構成を示す。本実施形態は、空気調和ユニットで加熱または冷却された第１の還気の一部が第２の還気として取り込まれる他は第５の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第５の実施形態と同じである。

本実施形態では、第２の還気ＲＡ２の導入口１８及び換気流路２０が設けられておらず、その代わりに空気調和ユニット２の熱交換器８と給気送風機１０との間に分岐路４９が設けられている。分岐路４９は第１の還気ＲＡ１（正確には第１の還気ＲＡ１と供給空気ＩＡの混合空気）の一部を第２の還気ＲＡ２として取り込む。第２の還気ＲＡ２は全熱熱交換素子５１に供給され、洗浄後の外部空気ＯＡと熱交換して排気口１９から排出される。換気流路２０が不要であるため、装置全体を小型化することができる。また、導入口１８が不要であるため、装置の設置位置の制約が小さい。図示は省略するが、第５の実施形態と同様、全熱熱交換素子５１の入口側に還気ＲＡ２の塵埃を除去するフィルタを設けてもよい。同じく図示は省略するが、第２の還気ＲＡ２は、全熱熱交換素子５１において、第６の実施形態と同様に洗浄前の外部空気ＯＡと熱交換してもよい。

（第９の実施形態）
図１０に本発明の第９の実施形態に係る空気調和装置１Ｊの概略構成を示す。本実施形態は、外部から導入された外部空気と空気調和ユニットで加熱または冷却された空気との間で熱交換を行う熱交換手段４４を有している他は第１の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１の実施形態と同じである。また、本実施形態は第１〜第６の実施形態のいずれにも適用することができる。

本実施形態では、給気口２１と気液接触室９との間の給気流路２７に熱交換器４４が設けられている。また、空気調和ユニット２の熱交換器８と給気送風機１０との間に熱交換器４５が設けられている。熱交換器４４，４５はラジエータ３１と同様のラジエータ４４，４５であってよい。熱交換器４４と熱交換器４５との間は配管４６，４７で接続され、配管４６，４７のいずれかに設けられた循環ポンプ４８によって冷媒が循環することができる。冷媒としては不凍液が好ましく用いられるが、これに限定されない。外部空気ＯＡと供給空気ＳＡとが直接熱交換するため、外部空気ＯＡが予冷または予熱され、ラジエータ３１の負荷を抑えることができる。

（第１０の実施形態）
図１１に本発明の第１０の実施形態に係る空気調和装置１Ｋの概略構成を示す。本実施形態は、供給空気ＳＡと外部空気ＯＡとの間を結ぶバイパス流路５０を有している。その他は第１の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１の実施形態と同じである。また、本実施形態は第１〜第６の実施形態のいずれにも適用することができる。

本実施形態では、空気調和ユニット２の熱交換器８と給気送風機１０との間の第１の中間位置５２と、外部空気ＯＡの給気口２１と気液接触室９との間の第２の中間位置５３との間にバイパス流路５０が設けられている。バイパス流路５０の途中には送風機５１が設けられ、第１の中間位置５２で分岐する供給空気ＳＡの一部を第２の中間位置５３へ供給し、外部空気ＯＡと混合させる。給気送風機２２の容量によっては送風機５１を省略することもできる。バイパス流路５０は、供給空気ＳＡの一部が気液接触室９を通って循環する循環ループを形成する。このため、空気調和装置１Ｋ内を流通する空気は気液接触室９で気液接触を行う機会が増え、供給空気ＳＡの湿度を容易に高めることができる。

（第１１の実施形態）
図１２Ａ，１２Ｂに本発明の第１１の実施形態に係る空気調和装置１Ｌの概略構成を示す。本実施形態は、バイパス流路の開閉手段５４と、第１の還気の一部を熱交換器の入口側で取り込み、洗浄手段を介して第２の中間位置まで移送する手段５５と、を有する他は第１０の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１０の実施形態と同じである。

本実施形態では、バイパス流路５０にダンパ５４などの開閉手段５４が設けられている。また気液接触室９と給気口２４との間の流路内に、空気を給気口２４から気液接触室９に向かって送風する送風機５５が設けられている。図１２Ａに示すように、通常運転時にはダンパ５４は閉じられており、バイパス流路５０がない第１の実施形態（図２）と同様の構成が実現される。

これに対し、図１２Ｂに示すようにダンパ５４が開かれると送風機２２が停止し、送風機５５が起動する。送風機５５は第１の還気ＲＡ１の一部を給気口２４から取り込み、気液接触室９に供給する。空気は気液接触室９で加湿され、気液接触室９の下方から給気流路２７に供給され、外部空気ＯＡと合流した後バイパス流路５０を通り、給気送風機１０の入口側で空気調和ユニット２に合流する。本実施形態では、第１の還気ＲＡの一部が空気調和ユニット２の熱交換器８をバイパスし、気液接触室９に導入される。外部空気ＯＡが気液接触室９を通過せず直接第１の還気ＲＡ１と合流するため、塵埃の除去効果は他の実施形態に劣るが、加湿効果は同等である。このため、本実施形態は室内の循環空気ＣＡの加湿を行うときに好適に利用できる。

（第１２の実施形態）
図１３Ａ，１３Ｂに本発明の第１２の実施形態に係る空気調和装置１Ｍの概略構成を示す。本実施形態は、移送する手段として送風機５５の代わりに３つのダンパ５６〜５８が設けられている他は第１１の実施形態と同じである。従って、以下の説明に記載されていない構成及び同一の符号で示される要素の構成は第１１の実施形態と同じである。

本実施形態では、外部空気ＯＡの給気流路２７と洗浄手段（気液接触室９）の入口との間に第１の開閉手段（第１のダンパ）５６が、混合部６と洗浄手段（気液接触室９）の入口との間に第２の開閉手段（第２のダンパ）５７が、バイパス流路５０と洗浄手段（気液接触室９）の出口との間に第３の開閉手段（第３のダンパ）５８が、それぞれ設けられている。ダンパ５４及び第１〜第３のダンパ５６〜５８は外部空気ＯＡと第１の還気ＲＡ１を選択的に気液接触室９に流通させることができる。すなわち、通常運転時には図１３Ａに示すように、第１のダンパ５６が開かれ、第２、第３のダンパ５７，５８及びダンパ５４が閉じられており、バイパス流路５０がない第１の実施形態（図２）と同様の構成が実現される。一方、図１３Ｂに示すように第１のダンパ５６が閉じられ、第２、第３のダンパ５７，５８及びダンパ５４が開かれると、第１の還気ＲＡ１を気液接触室９に流通させ加湿を行うことができる。外部空気ＯＡは第１のダンパ５６で遮断され、気液接触室９に流入することが防止される。ダンパ５４及び第１〜第３のダンパ５６〜５８は不図示の制御装置によって、上記のように制御することができる。本実施形態は第１１の実施形態と同様の効果を奏するが、追加の送風機５５を設ける必要がなく、コスト面で有利となる場合がある。

１，１Ａ〜１Ｍ空気調和装置
２空気調和ユニット
３エアワッシャ／換気ユニット
４エアワッシャ
５換気手段
６混合部
９気液接触室
１０給気送風機
１２洗浄水貯水槽
１３噴霧装置
１４循環配管
１５循環ポンプ
２０換気流路
３１ラジエータ
３５第２のエアワッシャ
４０熱交換器
５１全熱熱交換素子
ＣＡ循環空気
ＥＡ排気
ＯＡ外部空気
ＲＡ１第１の還気
ＲＡ２第２の還気
ＳＡ供給空気

Claims

外部から仕切られた空間を循環する循環空気を形成し、前記循環空気を加熱または冷却して前記空間に供給する空気調和ユニットと、
前記外部から導入された外部空気を洗浄水と接触させて洗浄する洗浄手段と、
前記循環空気の還気の少なくとも一部を第１の還気として取り込むことができ、洗浄された前記外部空気を前記第１の還気と混合して前記空気調和ユニットに供給する混合手段と、
前記循環空気の還気の一部を第２の還気として取り込むことができ、取り込まれた前記第２の還気を前記外部に排出する換気手段と、
前記洗浄水または洗浄前もしくは洗浄後の前記外部空気と、前記第２の還気との間で熱交換を行う熱交換手段と、を有する空気調和装置。
前記洗浄手段は、前記洗浄水を接触させて前記外部空気を洗浄する気液接触室と、前記洗浄水を前記気液接触室に噴霧する噴霧装置と、前記気液接触室から落下した前記洗浄水を貯留する洗浄水貯水槽と、前記洗浄水貯水槽と前記噴霧装置とを結ぶ循環配管と、前記循環配管上に設けられ、前記洗浄水を前記噴霧装置へ循環させる循環ポンプと、を有し、
前記熱交換手段は前記循環配管を流れる前記洗浄水と前記第２の還気との間で熱交換を行う、請求項１に記載の空気調和装置。
前記換気手段は前記第２の還気の導入口及び排気口と、前記導入口と前記排気口とを結ぶ換気流路と、を有し、
前記熱交換手段は前記換気流路に位置するラジエータを有している、請求項２に記載の空気調和装置。
前記循環配管上に設けられ、前記空気調和ユニットで加熱または冷却された空気と熱交換する第２の熱交換手段を有している、請求項２または３に記載の空気調和装置。
前記洗浄手段は、前記洗浄水を接触させて前記外部空気を洗浄する気液接触室と、前記気液接触室に前記洗浄水を噴霧する噴霧装置と、前記気液接触室から落下する前記洗浄水を貯留する洗浄水貯水槽と、前記洗浄水貯水槽と前記噴霧装置とを結ぶ循環配管と、前記循環配管上に設けられ、前記洗浄水を前記噴霧装置へ循環させる循環ポンプと、を有し、
前記換気手段は前記第２の還気の導入口及び排気口と、前記導入口と前記排気口とを結ぶ換気流路と、を有し、
前記熱交換手段は前記換気流路に位置するラジエータと、前記洗浄水貯水槽から前記ラジエータを通って前記洗浄水貯水槽に戻る第２の循環配管と、前記第２の循環配管上に設けられ、前記洗浄水を循環させる第２の循環ポンプと、を有し、前記ラジエータは前記ラジエータを流れる前記洗浄水と前記第２の還気との間で熱交換を行う、請求項１に記載の空気調和装置。
前記洗浄手段は、前記洗浄水を接触させて前記外部空気を洗浄する気液接触室と、前記気液接触室に前記洗浄水を噴霧する噴霧装置と、前記気液接触室から落下する前記洗浄水を貯留する洗浄水貯水槽と、前記洗浄水貯水槽と前記噴霧装置とを結ぶ循環配管と、前記循環配管上に設けられ、前記洗浄水を前記噴霧装置へ循環させる循環ポンプと、を有し、
前記換気手段は、前記第２の還気の導入口及び排気口と、前記導入口と前記排気口とを結ぶ換気流路と、を有し、
前記熱交換手段は、前記換気流路に位置する第２の気液接触室と、前記第２の気液接触室に前記洗浄水を噴霧する第２の噴霧装置と、前記洗浄水貯水槽と前記第２の噴霧装置とを結ぶ第２の循環配管と、前記第２の循環配管上に設けられ、前記洗浄水を前記第２の噴霧装置へ循環させる第２の循環ポンプと、を有し、前記洗浄水貯水槽は、前記第２の気液接触室から落下する前記洗浄水を貯留し、前記気液接触室から落下する前記洗浄水と混合する、請求項１に記載の空気調和装置。
前記洗浄手段は、前記洗浄水を接触させて前記外部空気を洗浄する気液接触室と、前記気液接触室に前記洗浄水を噴霧する噴霧装置と、前記気液接触室から落下する前記洗浄水を貯留する洗浄水貯水槽と、前記洗浄水貯水槽と前記噴霧装置とを結ぶ循環配管と、前記循環配管上に設けられ、前記洗浄水を前記噴霧装置へ循環させる循環ポンプと、を有し、
前記換気手段は、前記第２の還気の導入口及び排気口と、前記導入口と前記排気口とを結ぶ換気流路と、を有し、
前記熱交換手段は、前記換気流路に位置する第２の気液接触室と、前記第２の気液接触室に前記洗浄水を噴霧する第２の噴霧装置と、前記循環ポンプの出口側で前記循環配管から分岐して前記第２の噴霧装置まで延びる第２の循環配管と、を有し、前記洗浄水貯水槽は、前記第２の気液接触室から落下する前記洗浄水を貯留し、前記気液接触室から落下する前記洗浄水と混合する、請求項１に記載の空気調和装置。
前記換気手段は前記第２の還気の導入口及び排気口と、前記導入口と前記排気口とを結ぶ換気流路と、を有し、
前記熱交換手段は、前記換気流路に位置する第２の気液接触室と、前記第２の気液接触室に水を噴霧する第２の噴霧装置と、前記第２の気液接触室から落下した前記水を貯留する第２の貯水槽と、前記第２の貯水槽と前記第２の噴霧装置とを結ぶ第２の循環配管と、前記第２の循環配管上に設けられ、前記水を前記第２の噴霧装置へ循環させる第２の循環ポンプと、前記循環配管と前記第２の循環配管との間で熱交換を行う熱交換器と、を有している、請求項２に記載の空気調和装置。
前記熱交換手段は、洗浄後の前記外部空気と前記第２の還気との間で熱交換を行う全熱熱交換素子を有している、請求項１に記載の空気調和装置。
前記換気手段は前記第２の還気の導入口及び排気口と、前記導入口と前記排気口とを結ぶ換気流路と、を有し、
前記熱交換手段は、前記換気流路に位置するラジエータをさらに有し、前記ラジエータは前記循環配管を流れる前記洗浄水と前記第２の還気との間で熱交換を行う、請求項９に記載の空気調和装置。
前記熱交換手段は、洗浄前の前記外部空気と前記第２の還気との間で熱交換を行う全熱または顕熱熱交換素子を有している、請求項１に記載の空気調和装置。
前記換気手段は前記第２の還気の導入口及び排気口と、前記導入口と前記排気口とを結ぶ換気流路と、を有し、
前記熱交換手段は、前記換気流路に位置するラジエータをさらに有し、前記ラジエータは前記循環配管を流れる前記洗浄水と前記第２の還気との間で熱交換を行う、請求項１２に記載の空気調和装置。
前記換気手段は、前記空気調和ユニットで加熱または冷却された前記第１の還気の一部を前記第２の還気として取り込む、請求項９または１１に記載の空気調和装置。
前記外部から導入された前記外部空気と前記空気調和ユニットで加熱または冷却された空気との間で熱交換を行う熱交換手段を有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
前記空気調和ユニットは、洗浄された前記外部空気と前記第１の還気との混合空気を加熱または冷却する熱交換器と、前記熱交換器の出口側に位置し、加熱または冷却された前記混合空気を前記空間に供給する給気送風機と、を有し、
前記熱交換器と前記給気送風機との間の第１の中間位置と、前記外部空気の給気口と前記洗浄手段との間の第２の中間位置と、を結ぶバイパス流路をさらに有する、請求項１から１３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
前記バイパス流路の開閉手段と、前記第１の還気の一部を前記熱交換器の入口側で取り込み、前記洗浄手段を介して前記第２の中間位置まで移送する手段と、を有する、請求項１５に記載の空気調和装置。
前記移送する手段は、前記外部空気の給気流路と前記洗浄手段の入口との間の第１の開閉手段と、前記混合手段と前記洗浄手段の入口との間の第２の開閉手段と、前記バイパス流路と前記洗浄手段の出口との間の第３の開閉手段と、を有し、前記第１〜第３の開閉手段は、前記第１の開閉手段が開いたときに前記第２及び第３の開閉手段が閉じ、前記第１の開閉手段が閉じたときに前記第２及び第３の開閉手段が開くように制御される、請求項１６に記載の空気調和装置。