JP2017015367A - 調湿素子及び空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】運転に要するエネルギーの増加を抑制しながら調湿部の冷却を行って、調湿部での吸着性能を高めることができる調湿素子を提供する。【解決手段】平板部材１の一方の面側に調湿部Ｗが形成され及び平板部材１の他方の面側に冷却部Ｃが形成され、平板部材１が複数積層されることで調湿部Ｗと冷却部Ｃとが各平板部材１を間に挟んで交互に配置され、調湿部Ｗは、空気の流れる方向を誘導可能な第１誘導部材３を有し、冷却部Ｃは、空気の流れる方向を誘導可能な第２誘導部材４を有する調湿素子Ｅであって、調湿部Ｗでの第１空気の流れと冷却部Ｃでの第２空気の流れとが並行流又は対向流となるように第１誘導部材３及び第２誘導部材４を配置してある。【選択図】図２

Description

本発明は、空気の水分を吸着する吸着処理及び空気へ水分を脱着する脱着処理を行うことができる調湿部を備える調湿素子及びそれを備えた空気調和システムに関する。

特許文献１に記載の調湿素子は、平板部材（平板部材８３）の一方の面側に調湿部（調湿側通路８５）が形成され及び平板部材の他方の面側に冷却部（冷却側通路８６）が形成されることで、複数の平板部材の間の調湿部と冷却部とが交互に積層された構造になっている。ここで、調湿部は、空気の通過により水分を吸着する一方で再生空気の通過により水分を脱着するように構成されており、冷却部は、調湿部における吸着時の吸着熱を吸収するように冷却空気が通過するように構成されている。

また、特許文献１に記載の調湿素子では、調湿部内には直線状の複数本の通路が平行に並んで形成されて、調湿部内ではその通路に沿って一方向に空気が流れる。同様に、冷却部内には直線状の複数本の通路が平行に並んで形成されて、冷却部内ではその通路に沿って一方向に空気が流れる。更に、調湿部での空気の流れる方向と、冷却部での空気の流れる方向とは直交する状態になっている。そして、調湿部での空気の流れる方向と冷却部での空気の流れる方向とが直交した状態で、冷却部を流れる空気による調湿部の冷却が行われている。

特開２００３−１４８７６８号公報

調湿部における水分吸着時の吸着熱は、その吸着が行われた箇所の調湿部の温度上昇を引き起こすことになる、或いは、調湿部を流れる空気によって、吸着が行われた箇所よりも下流側に運ばれることになると考えられる。そのため、冷却部は、調湿部で吸着が行われた箇所、或いは、調湿部で吸着が行われた箇所よりも下流側を冷却することが好ましい。

ところが、特許文献１に記載のような直交型の調湿素子では、冷却部を流れる空気を、調湿部の冷却のために有効に利用できない場合もある。一例を挙げると、調湿部内の複数の空気の経路のそれぞれでは、空気が流れる途中で水分の吸着処理が行われて吸着熱が発生するが、時間経過と共に、吸着が多く行われる箇所が上流側から下流側へと移ることもある。つまり、空気の経路内の上流側の吸湿剤が既に多くの量の水分を吸着した後では、その経路内の下流側で多くの吸着が行われて吸着熱が発生する場合も起こり得る。

従って、特許文献１に記載のような直交型の調湿素子のように、冷却部内の一つの空気の経路が、調湿部内の一つの空気の経路の上流側で交差するような位置関係にあると、冷却部内の一つの経路を流れる空気は、多くの吸着熱が発生する前の上流側の調湿部を冷却することになる。つまり、冷却部内の一つの経路を流れる空気は、吸着熱がそれほど発生していない上流側の調湿部を冷却するために利用されているだけであり、冷却しなければならない下流側の調湿部を冷却するためには利用されていないことになる。

また、特許文献１に記載のような直交型の調湿素子において、冷却部を流れる空気の単位時間当たりの流量を増加させることで、調湿部の冷却に寄与する空気量を増加させることもできる。ところが、冷却部に流す空気の流量を増加させるためには、冷却部に空気を流すためのファン等の出力を増加させる必要があり、その分だけ多くのエネルギーが必要になる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、運転に要するエネルギーの増加を抑制しながら調湿部の冷却を行って、調湿部での吸着性能を高めることができる調湿素子及びそれを備えた空気調和システムを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る調湿素子の特徴構成は、平板部材の一方の面側に調湿部が形成され及び前記平板部材の他方の面側に冷却部が形成されることで、複数の前記平板部材の間に前記調湿部と前記冷却部とが交互に積層されており、
前記調湿部は、空気の流れる方向を誘導可能な第１誘導部材を有し、前記第１誘導部材によって誘導されながら流れる第１空気の水分を吸湿剤によって吸着する吸着処理及び前記第１誘導部材によって誘導されながら流れる前記第１空気へ水分を前記吸湿剤から脱着する脱着処理を行うことができ、
前記冷却部は、空気の流れる方向を誘導可能な第２誘導部材を有し、前記第２誘導部材によって誘導されながら流れる第２空気によって、前記調湿部が前記吸着処理を行った場合に発生する吸着熱を前記平板部材を介して吸収することができる調湿素子であって、
前記調湿部での前記第１空気の流れと前記冷却部での前記第２空気の流れとが並行流又は対向流となるように前記第１誘導部材及び前記第２誘導部材を配置してある点にある。

上記特徴構成によれば、調湿部において空気の流れる方向を誘導可能な第１誘導部材と、冷却部において空気の流れる方向を誘導可能な第２誘導部材とが、調湿部での第１空気の流れと冷却部での第２空気の流れとが平板部材を間に挟んで並行流又は対向流になるように配置されている。つまり、例えば、調湿部の空気の経路内の上流側の吸湿剤で多くの吸着が行われて吸着熱が発生しているのか、或いは、その経路内の下流側で多くの吸着が行われて吸着熱が発生しているのかに関わらず、冷却部を流れる第２空気と調湿部を流れる第１空気とが平板部材を間に挟んで並行して又は対向して流れていれば、冷却部を流れる第２空気は、調湿部を冷却するために有効に活用される。その結果、調湿部での吸着処理を良好に行わせることができる。特に、冷却部を流れる第２空気と調湿部を流れる第１空気とが対向流となっていれば、調湿部を流れる第１空気と冷却部を流れる第２空気との間の熱交換効率が高まる。
また、冷却部内を流れる第２空気が調湿部を冷却するために有効に利用されるため、調湿部の冷却に寄与する空気量を増加させるために、冷却部を流れる第２空気の単位時間当たりの流量を増加させるといった手法は不要になる。
従って、運転に要するエネルギーの増加を抑制しながら調湿部の冷却を行って、調湿部での吸着性能を高めることができる調湿素子を提供できる。

本発明に係る調湿素子の更に別の特徴構成は、前記第１誘導部材は、前記第１空気が流れる方向に向かって長く形成され且つ前記第１空気が流れる方向から見た断面が波形に形成される第１波板部材を有する点にある。

上記特徴構成によれば、第１空気を第１波板部材の谷間部分に沿って流すことができる。

本発明に係る調湿素子の更に別の特徴構成は、前記調湿部を構成する前記平板部材の一方の表面及び前記第１波板部材の両面は前記吸湿剤を保持している点にある。

上記特徴構成によれば、平板部材及び表面積の大きな第１波板部材の両方に多くの吸湿剤を保持させることができる。その結果、調湿部による水分の吸着性能を高くすることができる。

本発明に係る調湿素子の更に別の特徴構成は、前記調湿部は、前記平板部材の一方の表面及び前記第１波板部材の両面に前記吸湿剤を保持させた後で、前記平板部材及び前記第１波板部材を組み付けて形成される点にある。

平板部材及び第１波板部材を組み付けた後は、平板部材と第１波板部材との間の隙間が狭くなっているため、平板部材の一方の表面及び第１波板部材の両面にアクセスすることが困難になる。その結果、平板部材の一方の表面及び第１波板部材の両面に吸湿剤を万遍なく保持させることは困難になる。
ところが本特徴構成では、平板部材及び第１波板部材を組み付ける前、即ち、平板部材の一方の表面及び第１波板部材の両面に対して容易にアクセスできるときに、平板部材の一方の表面及び第１波板部材の両面に吸湿剤を容易に保持させることができる。

本発明に係る調湿素子の更に別の特徴構成は、前記第２誘導部材は、前記第２空気が流れる方向に向かって長く形成され且つ前記第２空気が流れる方向から見た断面が波形に形成される第２波板部材を有する点にある。

上記特徴構成によれば、第２空気を第２波板部材の谷間部分に沿って流すことができる。

本発明に係る調湿素子の更に別の特徴構成は、前記平板部材は樹脂材料を用いて形成される点にある。

上記特徴構成によれば、樹脂材料を用いて、平板部材を目的とする形に容易に作製することができる。

本発明に係る空気調和システムの特徴構成は、上記調湿素子を備え、室外空間から取り込んだ室外空気を前記第１空気として前記調湿部に流し、前記調湿部を通過した後の前記第１空気を室内空間に送出する点にある。

上記特徴構成によれば、室外空気から水分を減少させた後の空気を室内空間に送出することができる。

本発明に係る空気調和システムの別の特徴構成は、室外空間から取り込んだ室外空気を前記第２空気として前記冷却部に流す点にある。

上記特徴構成によれば、調湿素子の調湿部には、室外空気に吸着熱が加わった温度の空気が流れ、調湿素子の冷却部には、室外空気と同等の温度の空気が流れる。つまり、冷却部に流れる空気の温度は調湿部に流れる空気の温度よりも低くなっているので、冷却部を流れる空気によって、調湿部を確実に冷却することができる。

調湿素子の斜視図である。 調湿素子の分解図である。 調湿素子の断面図である。 調湿素子の製造工程を説明する図である。 調湿素子の製造工程を説明する図である。 調湿素子を備える空気調和システムの構成を示す図である。 別実施形態の調湿素子の断面図である。 別実施形態の調湿素子の断面図である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態に係る調湿素子Ｅについて説明する。
図１は調湿素子Ｅの斜視図である。図２は調湿素子Ｅの分解図である。図３は調湿素子Ｅの断面図である。図示するように、調湿素子Ｅは、平板部材１の一方の面側に調湿部Ｗが形成され及び平板部材１の他方の面側に冷却部Ｃが形成されることで、複数の平板部材１の間に調湿部Ｗと冷却部Ｃとが交互に積層された構造、即ち、調湿部Ｗと冷却部Ｃとが各平板部材１を間に挟んで交互に配置された構造になっている。

調湿部Ｗは、水分を吸着及び脱着する役割を担う。具体的には、調湿部Ｗは、空気の流れる方向を誘導可能な第１誘導部材３を有し、第１誘導部材３によって誘導されながら流れる第１空気の水分を吸湿剤６によって吸着する吸着処理及び第１誘導部材３によって誘導されながら流れる第１空気へ水分を吸湿剤６から脱着する脱着処理を行うことができる。

調湿部Ｗは、上下２枚の平板部材１と側壁板２とで囲まれた空間である。調湿部Ｗとなる空間は、空気が流入する流入口Ｗｉｎ及び空気が流出する流出口Ｗｏｕｔという２つの開口部分を有する。流入口Ｗｉｎから調湿部Ｗに流入した空気は、調湿部Ｗの内部を通過して、流出口Ｗｏｕｔから排出される。調湿部Ｗの内部の空気が通過する経路の途中には、第１誘導部材３によって空気の流れが誘導される第１誘導部分９が形成される。例えば、平板部材１と側壁板２と第１誘導部材３との間の複数の隙間が空気の経路となる。第１誘導部分９よりも流入口Ｗｉｎ側には流入領域８があり、この流入領域８で各隙間に空気が分配される。第１誘導部分９よりも流出口Ｗｏｕｔ側には流出領域１０があり、各隙間を通ってきた空気がこの流出領域１０で合流する。平板部材１と側壁板２と第１誘導部材３との間に形成される各隙間（即ち、空気が通過する第１誘導部分９の空間）は、流入領域８と流出領域１０との間では直線状になっている。

本実施形態では、第１誘導部材３は、第１空気が流れる方向に向かって長く形成され且つ第１空気が流れる方向から見た断面が波形に形成される第１波板部材５ａを有する。これにより、第１空気を第１波板部材５ａの谷間部分に沿って流すことができる。
加えて、調湿部Ｗを構成する平板部材１の一方の表面及び第１波板部材５ａの両面は吸湿剤６を保持している。つまり、調湿部Ｗに流入した第１空気が接触する全ての部分には吸湿剤６が設けられている。このように、平板部材１及び表面積の大きな第１波板部材５ａの両方に多くの吸湿剤６を保持させることができるので、調湿部Ｗによる水分の吸着性能を高くすることができる。

第１波板部材５ａを形成している波形の山の頂点部分及び波形の谷の底部分は、上下２枚の平板部材１（又は、その表面に設けられている吸湿剤６）のそれぞれに対して接触している或いは接着されている。つまり、第１波板部材５ａは上下２枚の平板部材１の間の間隔を一定に保つためのスペーサとして機能し、この第１波板部材５ａによって調湿部Ｗの変形等を防止できる。また、第１波板部材５ａを介して、調湿部Ｗの内部で熱を伝達させることができる。更に、波形にすることで第１波板部材５ａの表面積が大きくなるので、第１波板部材５ａの表面が保持可能な吸湿剤６の量を増加させることができる。

冷却部Ｃは、調湿部Ｗを冷却する機能を担う。具体的には、冷却部Ｃは、空気の流れる方向を誘導可能な第２誘導部材４を有し、第２誘導部材４によって誘導されながら流れる第２空気によって、調湿部Ｗが吸着処理を行った場合に発生する吸着熱を平板部材１を介して吸収することができる。

冷却部Ｃは、上下２枚の平板部材１と側壁板２とで囲まれた空間である。冷却部Ｃとなる空間は、空気が流入する流入口Ｃｉｎ及び空気が流出する流出口Ｃｏｕｔという２つの開口部分を有する。流入口Ｃｉｎから冷却部Ｃに流入した空気は、冷却部Ｃの内部を通過して、流出口Ｃｏｕｔから排出される。冷却部Ｃの内部の空気が通過する経路の途中には、第２誘導部材４によって空気の流れが誘導される第２誘導部分１２が形成される。例えば、平板部材１と側壁板２と第２誘導部材４との間の複数の隙間が空気の経路となる。第２誘導部分１２よりも流入口Ｃｉｎ側には流入領域１１があり、この流入領域１１で各隙間に空気が分配される。第２誘導部分１２よりも流出口Ｃｏｕｔ側には流出領域１３があり、各隙間を通ってきた空気がこの流出領域１３で合流する。平板部材１と側壁板２と第２誘導部材４との間に形成される各隙間（即ち、空気が通過する第２誘導部分１２の空間）は、流入領域１１と流出領域１３との間では直線状になっている。

本実施形態では、第２誘導部材４は、第２空気が流れる方向に向かって長く形成され且つ第２空気が流れる方向から見た断面が波形に形成される第２波板部材５ｂを有する。これにより、第２空気を第２波板部材５ｂの谷間部分に沿って流すことができる。

第２波板部材５ｂを形成している波形の山の頂点部分及び波形の谷の底部分は、上下２枚の平板部材１のそれぞれに対して接触している或いは接着されている。つまり、第２波板部材５ｂは上下２枚の平板部材１の間の間隔を一定に保つためのスペーサとして機能し、この第２波板部材５ｂによって冷却部Ｃの変形等を防止できる。また、第２波板部材５ｂを介して、冷却部Ｃの内部で熱を伝達させることができる。

吸湿剤６としては様々な種類のものを用いることができるが、例えば、ポリアクリル酸系の樹脂（架橋構造を有するポリアクリル酸ナトリウム等）を主成分とする材料を用いることができる。また、平板部材１と吸湿剤６とのバインダーとして、吸湿剤６を構成する材料と極性が近く、吸湿剤６の体積変化やヒートサイクルに耐えることのできる（即ち、バインダーとしての機能を維持できる）柔軟性を有する材料を用いることができる。例えば、吸湿剤６として上述のようなポリアクリル酸系の材料を用いる場合、バインダーとしては水性ウレタン樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体などの材料を利用できる。或いは、上述した材料を混合したものをバインダーとして利用することもできる。本実施形態では、吸湿剤６としてポリアクリル酸ナトリウムを用い、バインダーとして水性ウレタン樹脂を用いる。

平板部材１及び波板部材５及び側壁板２は、樹脂、紙、金属（例えばアルミニウム等）、ガラス、セラミックなどの材料を用いて作製することができる。
尚、吸湿剤６を平板部材１及び波板部材５（第１波板部材５ａ）に対してバインダーを用いて保持させる場合、それら三者の接着性を良好にするためには、平板部材１及び波板部材５（第１波板部材５ａ）は、極性が上記バインダー又は吸湿剤６に近く、耐熱性を有する樹脂材料であることが好ましい。例えば、平板部材１及び波板部材５（第１波板部材５ａ）の構成材料として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレンや、上述した材料の共重合体又は混合したものなどを用いることができる。また、平板部材１及び波板部材５及び側壁板２に樹脂材料を用いると、目的とする形に容易に作製することができる。本実施形態では、平板部材１及び波板部材５及び側壁板２としてポリエチレンテレフタレートを用いる。

図１〜図３に示すように、本実施形態の調湿素子Ｅは、合計３層の冷却部Ｃと、合計２層の調湿部Ｗとが交互に積層された構造になっている。つまり、各調湿部Ｗは、上下側を冷却部Ｃで挟まれた構造になっている。その結果、調湿部Ｗが吸着処理を行った場合に発生する吸着熱は、上下側に配置された冷却部Ｃに対して平板部材１を介して伝わり、吸収されることになる。

また、調湿部Ｗと冷却部Ｃとの積層方向視では、一つの平板部材１を間に挟んで、調湿部Ｗでの第１空気の流れと冷却部Ｃでの第２空気の流れとが並行流又は対向流になるように第１誘導部材３及び第２誘導部材４を配置してある。特に、本実施形態では、調湿部Ｗに流れる第１空気と冷却部Ｃに流れる第２空気とが対向流となるように、調湿部Ｗの流入口Ｗｉｎ及び流出口Ｗｏｕｔが設定され、及び、冷却部Ｃの流入口Ｃｉｎ及び流出口Ｃｏｕｔが設定されている。
尚、調湿部Ｗに流れる第１空気と冷却部Ｃに流れる第２空気とが並行流となるように、調湿部Ｗの流入口Ｗｉｎ及び流出口Ｗｏｕｔを設定し、及び、冷却部Ｃの流入口Ｃｉｎ及び流出口Ｃｏｕｔを設定してもよい。
ここで、調湿部Ｗでの第１空気の流れ方向と冷却部Ｃでの第２空気の流れ方向とは、調湿部Ｗと冷却部Ｃとの積層方向視で完全な平行（並行流、対向流）になっている必要はなく、ある程度の角度を持って交差していてもよい。例えば、調湿部Ｗでの第１空気の流れ方向と冷却部Ｃでの第２空気の流れ方向とが、調湿部Ｗと冷却部Ｃとの積層方向視で、相互に１０度程度の角度をもって交差していてもよい。

このように、第１誘導部材３と第２誘導部材４とが上述のように配置されていれば、例えば、調湿部Ｗの空気の経路内の上流側の吸湿剤６で多くの吸着が行われて吸着熱が発生しているのか、或いは、その経路内の下流側で多くの吸着が行われて吸着熱が発生しているかに関わらず、冷却部Ｃを流れる第２空気は、調湿部Ｗを冷却するために有効に活用される。その結果、調湿部Ｗでの吸着処理を良好に行わせることができる。特に、冷却部Ｃを流れる第２空気と調湿部Ｗを流れる第１空気とが対向流となっていれば、調湿部Ｗを流れる第１空気と冷却部Ｃを流れる第２空気との間の熱交換効率が高まる。また、冷却部Ｃを流れる空気が調湿部Ｗを冷却するために有効に利用されるため、調湿部Ｗの冷却に寄与する空気量を増加させるために、冷却部Ｃを流れる空気の単位時間当たりの流量を増加させるといった手法は不要になる。従って、運転に要するエネルギーの増加を抑制しながら調湿部Ｗの冷却を行って、調湿部Ｗでの吸着性能を高めることができる調湿素子Ｅを提供できる。

次に、本実施形態の調湿素子Ｅの製造方法について説明する。図４及び図５は、調湿素子Ｅの製造工程を説明する図である。
先ず、図４に示すように、空気が流れる方向に向かって長く形成され且つ空気が流れる方向から見た断面が波形に形成される波板部材５と、平坦な平板部材１という二種類の資材を用意する（資材用意工程）。
次に、平板部材１の一方の表面に上記バインダーを用いて吸湿剤６を保持させる。加えて、波板部材５の両方の表面にも同様の吸湿剤６を保持させることで、第１波板部材５ａを形成する（吸湿剤保持工程）。これに対して、吸湿剤６を保持させていない波板部材５は、第２波板部材５ｂとして利用できる。

尚、波板部材５を第１波板部材５ａとして利用するのであれば、第１波板部材５ａとバインダーと吸湿剤６との接着性を考慮して、上述したような樹脂材料によって作製された第１波板部材５ａを用いることが好ましい。そして、第２波板部材５ｂも同様の材料を用いて作製してもよい。
但し、第２波板部材５ｂには吸湿剤６を保持させる必要がないため、第１波板部材５ａとバインダーと吸湿剤６との接着性を考慮しなくてもよい。つまり、第２波板部材５ｂを、樹脂、紙、金属（例えばアルミニウム等）、ガラス、セラミックなどの材料を用いて作製することができる。

このようにして、図５に示すように、一方の表面に吸湿剤６を保持している平板部材１と、両方の表面に吸湿剤６を保持している波板部材５（第１波板部材５ａ）と、表面に吸湿剤６を保持していない波板部材５（第２波板部材５ｂ）という三種類の部材を用意することができる。そして、これらを組み付けることで、図３に示した構造の調湿素子Ｅを得ることができる（組付工程）。
つまり、調湿部Ｗは、平板部材１の一方の表面及び第１波板部材５ａの両面に吸湿剤６を保持させた後で、平板部材１及び第１波板部材５ａを組み付けて形成される。

このように、本実施形態の調湿素子Ｅの製造方法では、平板部材１及び第１波板部材５ａを組み付ける前、即ち、平板部材１の一方の表面及び第１波板部材５ａの両面に対して容易にアクセスできるときに、平板部材１の一方の表面及び第１波板部材５ａの両面に吸湿剤６を容易に保持させることができる。尚、平板部材１及び第１波板部材５ａを組み付けた後は、平板部材１と第１波板部材５ａとの間の隙間が狭くなっているため、平板部材１の一方の表面及び第１波板部材５ａの両面にアクセスすることが困難になる。その結果、平板部材１の一方の表面及び第１波板部材５ａの両面に吸湿剤６を万遍なく保持させることは困難になる。

次に、本実施形態の調湿素子Ｅ（Ｅ１，Ｅ２）を備える空気調和システムについて説明する。
図６は、調湿素子Ｅを備える空気調和システムの構成を示す図である。図示するように、この空気調和システムは２つの調湿素子Ｅ１，Ｅ２を備える。後述するように、図６には、調湿素子Ｅ１で除湿運転が行われ、調湿素子Ｅ２で再生運転が行われている状態を記載している。空気調和システムは、室外空間から取り込んだ室外空気を第１空気として一方の調湿素子Ｅ１の調湿部Ｗに流し、その調湿部Ｗを通過した後の第１空気を室内空間に送出するように構成されている。空気調和システムは、室外空間から取り込んだ室外空気を室内に供給するための給気通路Ｌ１と、室内空間から取り出した室内空気を室外に排出するための排気通路Ｌ２とを有する。尚、本実施形態では、空気を流すためのファンやブロアなどの説明は省略している。

給気通路Ｌ１の途中には、室外から室内に向かって、調湿素子Ｅ１と顕熱熱交換器２０とが順に配置されている。排気通路Ｌ２の途中には、室内から室外に向かって、顕熱熱交換器２０と加熱器２１と調湿素子Ｅ２とが順に配置されている。室外空間から給気通路Ｌ１に取り込まれた空気は、調湿素子Ｅ１の調湿部Ｗの流入口Ｗｉｎに導入され、調湿部Ｗにおいて吸着処理が行われた後、即ち、空気の除湿が行われた後、調湿部Ｗの流出口Ｗｏｕｔから出て、給気通路Ｌ１を介して顕熱熱交換器２０へ向かう。

顕熱熱交換器２０では、調湿素子Ｅ１によって除湿（水分の吸着処理）が行われた後の室外空気と、室内から取り込まれた室内空気との熱交換が行われ、両者の温度が近付くことになる。つまり、調湿素子Ｅ１での水分の吸着処理によって水分が減少された後の室外空気は、顕熱熱交換器２０でその温度が室内空気の温度に近付けられた状態で、給気通路Ｌ１を介して室内へと供給される。

顕熱熱交換器２０で熱交換が行われた後の室内空気は、排気通路Ｌ２の途中に設けられた加熱器２１によって昇温される。図６に示す例では、加熱器２１には熱媒通流路２２が接続され、その熱媒通流路２２を流れる熱媒と、排気通路Ｌ２を流れる室内空気との間での熱交換が行われる。そして、昇温された後の室内空気は、排気通路Ｌ２を介して調湿素子Ｅ２に供給される。

加熱器２１によって昇温された後の空気は、排気通路Ｌ２を介して調湿素子Ｅ２の調湿部Ｗの流入口Ｗｉｎに導入され、調湿部Ｗにおいて脱着処理が行われた後、即ち、吸湿剤６の再生に利用された後、調湿部Ｗの流出口Ｗｏｕｔから出て、排気通路Ｌ２を介して室外へと排出される。

加えて、本実施形態の空気調和システムでは、調湿素子Ｅ１の冷却部Ｃには室外空気が流れるように構成されている。具体的には、空気調和システムは、調湿素子Ｅ１よりも上流側の給気通路Ｌ１の途中の分岐部位２３と、調湿素子Ｅ２よりも下流側の排気通路Ｌ２の途中の合流部位２４とを接続する分岐通路Ｌ３を有する。分岐通路Ｌ３を流れる室外空気は、調湿素子Ｅ１の冷却部Ｃの流入口Ｃｉｎに導入され、調湿部Ｗが吸着処理を行った場合に発生する吸着熱を平板部材１を介して吸収した後、冷却部Ｃの流出口Ｃｏｕｔから出て、排気通路Ｌ２の合流部位２４に至る。このように、調湿素子Ｅ１の調湿部Ｗには、室外空気に吸着熱が加わった温度の空気が流れ、調湿素子Ｅ１の冷却部Ｃには、室外空気と同等の温度の空気が流れる。つまり、冷却部Ｃに流れる空気の温度は調湿部Ｗに流れる空気の温度よりも低くなっているので、冷却部Ｃを流れる空気によって、調湿部Ｗを確実に冷却することができる。

また、図示を省略するが、空気調和システムは、調湿素子Ｅ１と調湿素子Ｅ２とを切り換える切換機構等を備えている。その結果、吸着処理に利用した後の調湿素子Ｅ１を次に再生すること、及び、吸湿剤６の再生を行った後の調湿素子Ｅ２を次に吸着処理に利用することが可能となる。同じく図示を省略するが、空気調和システムを用いて、室内へ供給される空気を加湿するような運転も可能である。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、調湿素子Ｅの構造及び空気調和システムの構造について具体例を挙げて説明したが、調湿素子Ｅの構造及び空気調和システムの構造は上述したものに限定されず、適宜変更可能である。

例えば、調湿素子Ｅが有する第１誘導部材３及び第２誘導部材４の形状は上述した波形には限定されない。図７は、別実施形態の調湿素子Ｅの断面図である。図示するように、二つの平板部材１の間には、上述した波板部材５の代わりにリブ１４が設けられており、このリブ１４を用いて第１誘導部材３及び第２誘導部材４が形成される。このリブ１４は、波板部材５と同様に、空気が流れる方向に向かって長く形成されている。リブ１４は、二つの平板部材１の夫々に対して垂直に配置されており、空気の流れる方向を誘導する役割に加えて、二つの平板部材１の間のスペーサの役割を果たすことができる。図中では、調湿部Ｗに設けられているリブ１４を第１リブ１４ａと表記し、冷却部Ｃに設けられているリブ１４を第２リブ１４ｂと表記している。
図７に示す調湿素子Ｅでも、調湿部Ｗにおいて第１空気が接触する部分の表面には吸湿剤６が設けられている。つまり、調湿部Ｗを構成する平板部材１の一方の表面及び第１リブ１４ａの両方の表面は吸湿剤６を保持している。

他にも、波板部材５の断面の形状は上述したものから適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、波板部材５の断面の形状が滑らかな波形である例を示したが、断面が三角形や矩形などを一つの単位形状として、その単位形状が繰り返されるような波形に形成されてもよい。
更に、上記実施形態では、調湿素子Ｅが有する第１誘導部材３及び第２誘導部材４が、上述した波板部材５（及び金属膜７）又はリブ１４のみを有する例を説明したが、第１誘導部材３及び第２誘導部材４は、波板部材５又はリブ１４等に加えて、更に別の部材を有していてもよい。例えば、調湿部Ｗ及び冷却部Ｃの内部（即ち、上下２枚の平板部材１同士の間）に、１個以上のスペーサを設けることでそれら上下２枚の平板部材１同士の間隔を確保し、そのスペーサの周囲に上述した波板部材５又はリブ１４等を設けてもよい。つまり、調湿素子Ｅが有する第１誘導部材３及び第２誘導部材４は、波板部材５又はリブ１４等と、１個以上のスペーサとを有していてもよい。この場合、スペーサも、空気の流れる方向を誘導可能な誘導部材となる。

また、上記実施形態では、調湿素子Ｅが合計３層の冷却部Ｃと合計２層の調湿部Ｗとが交互に積層された構造になっている例を説明したが、それらの層数は適宜変更可能である。

＜２＞
上記実施形態において、調湿部Ｗ及び冷却部Ｃに設けられている流入領域８，１１の形状及び範囲や、流出領域１０，１３の形状及び範囲は適宜変更可能である。
また、吸湿剤６は、調湿部Ｗに流入した第１空気が接触する全ての部分に設けなくてもよい。例えば、調湿部Ｗを構成する平板部材１の一方の表面のみに吸湿剤６を保持させること、或いは、調湿部Ｗを構成する第１波板部材５ａの両面のみに吸湿剤６を保持させることでも構わない。

＜３＞
上記実施形態において、第２誘導部材４の材質に変更を加えてもよい。図８は、別実施形態の調湿素子Ｅの断面図である。図示するように、冷却部Ｃを構成する平板部材１の一方の表面には金属膜７を形成してある。つまり、平板部材１の一方の表面には金属膜７を形成し、平板部材１の他方の表面には吸湿剤６を保持させている。例えば、金属膜７は、アルミニウムなどの金属を蒸着法などを用いて形成することができる。そして、金属膜７が形成されている方の表面は冷却部Ｃにおいて第２空気が流れる通路となり、吸湿剤６が保持されている方の表面は調湿部Ｗにおいて第１空気が流れる通路となる。熱伝導性の良好な金属膜７を平板部材１の一方の表面に形成することで、平板部材１では、面方向での熱の伝達が促進される。従って、調湿部Ｗが吸着処理を行った場合に発生する吸着熱は、冷却部Ｃの平板部材１の全面で吸収することができる。

他にも、上記実施形態では、加熱器２１が熱媒通流路２２を流れる熱媒の熱を利用して室内空気を昇温する例を説明したが、加熱器２１の構成を変更してもよい。例えば、加熱器２１が電気ヒーターを備え、その電気ヒーターから放出される熱を利用して室内空気を昇温するような構成を採用してもよい。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、運転に要するエネルギーの増加を抑制しながら調湿部の冷却を行って、調湿部での吸着性能を高めることができる調湿素子及びそれを備えた空気調和システムに利用できる。

Ｅ 調湿素子
Ｅ１ 調湿素子
Ｅ２ 調湿素子
１ 平板部材
３ 第１誘導部材
４ 第２誘導部材
５ 波板部材
５ａ 第１波板部材
５ｂ 第２波板部材
６ 吸湿剤
７ 金属膜
１４ リブ
１４ａ 第１リブ
１４ｂ 第２リブ
Ｃ 冷却部
Ｗ 調湿部

Claims (8)

1. 平板部材の一方の面側に調湿部が形成され及び前記平板部材の他方の面側に冷却部が形成されることで、複数の前記平板部材の間に前記調湿部と前記冷却部とが交互に積層されており、
   前記調湿部は、空気の流れる方向を誘導可能な第１誘導部材を有し、前記第１誘導部材によって誘導されながら流れる第１空気の水分を吸湿剤によって吸着する吸着処理及び前記第１誘導部材によって誘導されながら流れる前記第１空気へ水分を前記吸湿剤から脱着する脱着処理を行うことができ、
   前記冷却部は、空気の流れる方向を誘導可能な第２誘導部材を有し、前記第２誘導部材によって誘導されながら流れる第２空気によって、前記調湿部が前記吸着処理を行った場合に発生する吸着熱を前記平板部材を介して吸収することができる調湿素子であって、
   前記調湿部での前記第１空気の流れと前記冷却部での前記第２空気の流れとが並行流又は対向流となるように前記第１誘導部材及び前記第２誘導部材を配置してある調湿素子。
2. 前記第１誘導部材は、前記第１空気が流れる方向に向かって長く形成され且つ前記第１空気が流れる方向から見た断面が波形に形成される第１波板部材を有する請求項１に記載の調湿素子。
3. 前記調湿部を構成する前記平板部材の一方の表面及び前記第１波板部材の両面は前記吸湿剤を保持している請求項２に記載の調湿素子。
4. 前記調湿部は、前記平板部材の一方の表面及び前記第１波板部材の両面に前記吸湿剤を保持させた後で、前記平板部材及び前記第１波板部材を組み付けて形成される請求項３に記載の調湿素子。
5. 前記第２誘導部材は、前記第２空気が流れる方向に向かって長く形成され且つ前記第２空気が流れる方向から見た断面が波形に形成される第２波板部材を有する請求項１〜４の何れか一項に記載の調湿素子。
6. 前記平板部材は樹脂材料を用いて形成される請求項１〜５の何れか一項に記載の調湿素子。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の調湿素子を備え、
   室外空間から取り込んだ室外空気を前記第１空気として前記調湿部に流し、前記調湿部を通過した後の前記第１空気を室内空間に送出する空気調和システム。
8. 室外空間から取り込んだ室外空気を前記第２空気として前記冷却部に流す請求項７に記載の空気調和システム。

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