JP5987854B2

JP5987854B2 - 熱交換素子及び熱交換器

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Publication number: JP5987854B2
Application number: JP2014045855A
Authority: JP
Inventors: 鴇崎　晋也; 晋也鴇崎; 一外川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2014-03-10
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2034-03-10
Also published as: JP2015169401A

Description

本発明は、例えば室外から室内への給気と、室内から室外への排気とを同時に行う換気装置等に用いられる熱交換素子及び熱交換器に関するものである。

近年、暖房及び冷房などの空調機器が発達かつ普及し、空調装置を用いた居住区域が拡大するにつれて、温度及び湿度が交換できる換気用の熱交換器に対する重要性も高まっている。こうした熱交換器には熱交換する要素部品として熱交換素子が搭載されている。熱交換を行うための熱交換素子では、給気流路と排気流路とが、仕切部材を挟んで互いに独立した流路として形成され、仕切部材同士の間隔は間隔保持部材で保持されている。

熱交換素子に要求される特性としては、給気流と排気流間で顕熱と同時に潜熱を交換する性能（熱交換効率）が高いことや、屋外から屋内に吸込まれる新鮮な外気と屋内から屋外へ排気される汚れた空気とが混合しないこと（換気性）が求められる。更に、換気を行なうために気流を流通させるためのファンやブロワ等の送風装置における消費電力を抑え、熱交換器の運転音を低く抑えるために、各気流が流通する際の通風抵抗（圧力損失、静圧損失とも言う）が極力低いことも求められる。近年、空調機器の省エネルギー化の要求の高まりと伴に、これら熱交換素子に要求される特性の向上が益々求められている。また、熱交換器の普及に伴い、給気流と排気流との温度差が大きい寒冷地や浴室・温水プールなどにも熱交換器が設置されるようになってきた。このような環境では、例えば室内側で空調が行われていない状況での熱交換器の運転開始時などに、結露には至らないものの、給気流および排気流ともに湿度が高くなり、一時的に熱交換素子が非常に高湿度な環境に晒されることとなる。このため、近年、熱交換素子に対して高湿度環境に対する耐性も要求されている。

これらの熱交換素子に要求される特性は第一義的には仕切部材が担っている。高湿度環境における熱交換素子の仕切部材に対する耐湿性を満足するためには、水分による寸法変化の小さい不織布基材層と樹脂層から構成される仕切部材が有効である。さらに、仕切部材の透湿性（湿気交換性）を向上させるために、仕切部材の樹脂層に吸湿剤を添加する方法が用いられている。

しかし、透湿性を向上させるために吸湿剤を添加した仕切部材では、高湿度環境において、仕切部材に添加された吸湿剤が空気中の大量の水蒸気を吸湿し続けることで、吸湿された水分量が仕切部材の保水力以上になり、水とともに吸湿剤が仕切部材から流失する。この流失した吸湿剤は、仕切部材から間隔保持部材へ吸収されるため、高湿度環境における仕切部材の吸湿剤が流失する問題は、間隔保持部材にも強く影響する。この点において、例えば、吸湿塩を添加した樹脂層を含む仕切部材と、間隔保持部材とを接合する接合部において、吸湿塩が熔解し難い非水性材料を用いて、仕切部材から間隔保持部材への吸湿塩の流失を抑制する熱交換素子が提案されている（特許文献１参照）。

ＷＯ２００９／００４６９５号公報

しかし、特許文献１の熱交換素子では、間隔保持部材として、仕切部材と同様、透湿性が低い樹脂材料を単一で用いており、高湿度な環境下での熱交換素子の長期使用において、仕切部材の吸湿塩が、接合部を介して間隔保持部材へ濃度拡散する懸念が依然として残る。この場合、給気と排気間の湿度交換が十分に行われず、熱交換素子の性能向上の観点から問題である。本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高湿度な環境下での熱交換素子の長期使用において、仕切部材に含まれる吸湿剤の間隔保持部材への濃度拡散を抑制し、熱交換性能の向上を目的としたものである。

上述した目的を達成するため、本発明の熱交換素子は、複数の仕切部材と、前記複数の仕切部材間に第一の流路及び第二の流路を形成するとともに、第一の流路及び第二の流路の方向は相互に交差するように前記複数の仕切部材間に積層され、前記仕切部材同士の間隔を保持する間隔保持部材とを備え、前記仕切部材は、吸湿剤を含む樹脂層と不織布基材層との多層構造をなし、前記間隔保持部材は、樹脂層と不織布基材層との多層構造をなし、前記仕切部材の樹脂層と前記間隔保持部材の不織布基材層とが接合され、且つ前記仕切部材の不織布基材層と前記間隔保持部材の樹脂層とが接合されている。

本発明おける熱交換素子及び熱交換器によれば、高湿度な環境下での長期使用において、仕切部材に含まれる吸湿剤の間隔保持部材への濃度拡散を抑制できるので、熱交換性能の向上を図ることができる。

実施の形態１の熱交換素子の概略構成を示す外観斜視図である。実施の形態１の熱交換素子の一の間隔保持部材とその上下にある仕切部材とを抜き出して示した縦断面図である。実施の形態１の熱交換素子の一の間隔保持部材とその上下にある仕切部材とを抜き出して示した縦断面図である。従来の熱交換素子の一の間隔保持部材とその上下にある仕切部材とを抜き出して示した縦断面図である。実施の形態１の熱交換器の概略構成を示す図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態に係る熱交換素子の概略構成を示す外観斜視図である。熱交換素子１０は、層状に設けられた第一の空気流路（第一の流路）４と、層状に設けられた第二の空気流路（第二の流路）５と、各流路４，５間を仕切る平板状の仕切部材１と、各流路４，５を形成して仕切部材１同士の間隔を保持するコルゲート状の間隔保持部材２と、仕切部材１と間隔保持部材２とを接合する接合部３とを備える。コルゲート状とは、山部と谷部で構成される波型の形状を指す。熱交換素子１０は、平板状の仕切部材１と、波形をした間隔保持部材２とを交互に積層した構造をなす。仕切部材１と間隔保持部材２とを積層する際に、間隔保持部材２の山部の方向を一段おきに交差させることにより、第一の空気流路４と第二の空気流路５とは平面視において互いに交差し、各流路４、５は互いに独立する。

第一の空気流路４を流れる第一の気流６と、第二の空気流路５を流れる第二の気流７との間で、仕切部材１を媒体として潜熱および顕熱が交換される。本実施の形態では、間隔保持部材２をコルゲート状としたが、間隔保持部材２は、仕切部材１同士の間隔を所定の間隔に保持できるものであればよい。例えば、矩形波状や三角波状に折り曲げたシートや、複数枚の板片等であってもよい。

図２は、本実施の形態における熱交換素子１０の一の間隔保持部材２と、その上下にある仕切部材１とを抜き出して示した縦断面図である。仕切部材１は吸湿材を含む樹脂層１１と不織布基材層１２とが積層構造で構成されている。間隔保持部材２は、樹脂層２１と不織布基材層２２とが積層構造で構成されている。そして、接合部３により、間隔保持部材２の樹脂層２１及び仕切部材１の不織布基材層１２、間隔保持部材２の不織布基材層２２及び仕切部材１の樹脂層１１がそれぞれ接合されている。すなわち、仕切部材１の吸湿剤を含む樹脂層１１と、間隔保持部材２の樹脂層２１とは、接合部３を介して直接触れてない。つまり、本実施の形態の熱交換素子１０は、吸湿剤の濃度拡散の障壁となる間隔保持部材２の不織布基材層２２が接合部を介して存在することにより、吸湿剤が間隔保持部材２へは濃度拡散しない構造となっている。以下、本実施の形態における熱交換素子では、高湿度な環境下の長期使用において、仕切部材に含まれる吸湿剤が、間隔保持部材へ濃度拡散することを抑制できることを詳細に説明する。

一般的に、熱交換素子の高湿度な環境下での長期使用時において、仕切部材の樹脂層に添加された吸湿剤は、空気中の大量の水蒸気を吸湿し続けることで、吸湿された水分量が仕切部材の保水力以上になり、水とともに吸湿剤が仕切部材の樹脂層から流失する。熱交換素子における吸湿剤の流失は、水分の濃度拡散に伴う吸湿剤の移動、または吸湿剤自体の濃度拡散による移動が原因と考えられる。そして、熱交換素子における濃度拡散の駆動力は、水分または吸湿剤自体の濃度の空間分布が異なることに起因する。

高分子の凝集形態を有する部材は、高分子の熱運動が容易であり、吸湿材または水分の拡散が起り易い。つまり、高分子の凝集形態の部材が、他の高分子の凝集形態を有する部材と物理的に接触していれば、熱交換素子の長期使用において、吸湿剤が他部材の高分子の凝集形態の部材へ濃度拡散する可能性が生じる。更に、吸湿剤が濃度拡散する先の物質量が大きければ、拡散における吸湿剤の濃度平衡に達し難いため、仕切部材からの吸湿剤の濃度拡散し続ける余地が大きく、吸湿剤の流失量の増大が懸念される。

この点において、高湿度環境における熱交換素子の仕切部材に対する耐湿性を満足させるために、水分による寸法変化の小さい不織布基材層と樹脂層から構成される仕切部材を用いていることが有効であることが知られている。仕切部材において吸湿剤を含む部材である樹脂層及び間隔保持部材の樹脂層で用いられる樹脂は、フィルム状の形状を有するため、高分子の非晶質構造が主成分であり、凝集形態の自由体積が大きいという特徴を有する。その結果、仕切部材及び間隔保持部材は、高分子の熱運動が容易であり、吸湿材または水分の拡散が起り易い。特に、間隔保持部材は、一般的に仕切部材よりも約１．５倍程度の表面積を有するため、仕切部材からの吸湿剤が濃度拡散する余地が非常に大きい。よって、吸湿剤が、仕切部材の樹脂層から接合部を介して間隔保持部材へ濃度拡散する可能性が生じる。

一方、本実施の形態における熱交換素子１０の間隔保持部材２には、不織布基材層２２が含まれているという特徴を有する。不織布基材は、繊維で構成された布帛であるため空隙が多く、高分子の凝集形態である樹脂とは異なる構造的特徴を有している。つまり、繊維材料は高分子材料を延伸して製造されるため、結晶性が高いことから、高分子の熱運動が凍結されており、吸湿剤や水分の拡散が起り難い。したがって、間隔保持部材２の不織布基材層２２が濃度拡散の障壁となるため、吸湿塩の濃度拡散は接合部３までで留まることとなる。

以下に本実施の形態の熱交換素子の製造方法を説明する。熱交換素子では、一般に、効率的な製造を実現するために、片面コルゲートを作製し、この片面コルゲートを直行積層する製造方法が広く用いられる。片面コルゲートは、仕切部材１一枚と波形に成型された間隔保持部材２二枚が接合されたフィルム状のものである。片面コルゲートの製造方法は、一般的なダンボールを作る工程であり、間隔保持部材２となるフィルムを波形形状に成型し、これと仕切部材１を接合する。直行積層の製造方法は、片面コルゲートにおいて波形に成型された間隔保持部材２の山部と、流路を直行させたもう一組の片面コルゲートの仕切部材１とを接合する。これを繰り返し、所定の寸法に切断することで熱交換素子１０が得られる。仕切部材１と間隔保持部材２との接合は、接着剤を用いる方法または接着剤を使用しない熱接着方法が用いられるが、熱交換素子の機械強度の観点から、片面コルゲートの接合工程と直行積層の接合工程のいずれかは一方は、接着剤を使う方が望ましい。

図２の熱交換素子１０では、片面コルゲートの接合工程と直行積層の接合工程において共に接着剤を用いた熱交換素子１０の接合部３の断面構造を示している。図３に、片面コルゲート工程において仕切部材１の樹脂層１１と間隔保持部材２の不織布基材層２２との間で熱接着により接合し、直行積層工程において仕切部材１の不織布基材層１２と間隔保持部材２の樹脂層２１との間で接着剤３を用いて接合した熱交換素子１０の接合部の断面構造を示す。接着剤を用いて接合する場合、熱交換素子１０の機械強度の点で、熱接着方法よりも優れている。一方、図３に示す熱交換素子における熱接着接合では、仕切部材１から間隔保持部材２への吸湿剤の流失を効果的に抑制する観点で、接着剤を用いた方法より好ましい。なお、図３に示す熱交換素子における熱接着方法による接合においては、仕切部材１の樹脂層１１が加熱により溶融して仕切部材１の樹脂層１１と間隔保持部材２の不織布基材層２２とが接合される。

次に、本実施の形態における熱交換素子を構成する各部材について説明する。仕切部材１は、樹脂層１１と不織布基材層１２とから成る多層膜である。樹脂層１１には、仕切部材１の透湿性の向上のために、吸湿剤が含まれている。高湿度環境下の熱交換素子において、紙材料の仕切部材では水分の膨潤による寸法変化が大きいために、熱交換素子の風路構造を閉塞し、通風抵抗が増大する問題を生じ、また、仕切部材１自体の強度低下などを招く恐れがある。そのため、紙材料の仕切部材では、高湿度環境における使用には適さないため、本実施の形態の熱交換素子１０で用いる仕切部材１においては、水分による寸法変化の小さい不織布基材層１２に樹脂層１１を積層した仕切部材１を用いる。

仕切部材１の樹脂層１１の樹脂材料は、高透湿性及び気体遮蔽性の膜であれば特に材料には限定されないが、透湿性を十分実現するために、親水性材料で薄膜化が容易なウレタン系材料であることが好ましい。特に、ウレタン系材料は、透湿性が高いエーテル系のポリウレタンがより好ましい。これらのポリウレタン系樹脂は、有機ジイソシアネートとオキシエチレン基含有ジオール等のモノマーとから構成されるか、有機ジイソシアネートとオキシエチレン基含有ジオール等のモノマーの少なくとも１種類と少なくとも１種類のウレタンプレポリマーとから構成されるか、又は有機ジイソシアネートとオキシエチレン基含有ジオール等のモノマー及びウレタンプレポリマーの少なくとも１種類とポリウレタンとから構成される熱硬化型樹脂タイプ、または既にポリウレタン化した樹脂の水系溶液、ジメチルホルムアミド溶液、メチルエチルケトン溶液、トルエン溶液等を用いた加熱乾固タイプのいずれかを用いることができる。

本実施の形態における熱交換素子１０では、透湿性を向上させるために、仕切部材１の樹脂層１１に吸湿剤を添加しているが、本実施の形態における吸湿剤は、特に、仕切部材１に高透湿性を持たせるため、潮解性塩を用いることが望ましい。潮解性塩は塩化リチウムおよび塩化カルシウムの少なくとも一方を用いる。塩化リチウムまたは塩化カルシウムの樹脂層への添加量は、樹脂層に対して２〜１０ｇ／ｍ^２、好ましくは３〜６ｇ／ｍ^２である。

不織布基材層１２は、繊維を織らずに絡み合わせた布帛であり、繊維材料は布帛の強度及びコストの観点から、セルロース繊維、ポリウレタン繊維、ポリエステル繊維、またはポリプロピレン繊維、及びこれらの混合物が好ましい。ポリエステル繊維またはポリプロピレン繊維は、疎水性材料であるため、繊維内部に吸湿剤または水分の拡散性が低いため、より好ましい。

不織布基材層１２の目付量は、仕切部材１として必要な強度を十分確保し、温度と湿度の熱交換をよりスムーズに行わせる観点から、５ｇ／ｍ^２以上１００ｇ／ｍ^２以下、好ましくは１０ｇ／ｍ^２以上３０ｇ／ｍ^２以下である。また、不織布の厚さも、仕切部材として必要な強度を十分確保し、温度と湿度の熱交換をよりスムーズに行わせる観点から、２μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以上１５０μｍ以下である。不織布の通気度は１秒以下（測定限界以下）であることが好ましい。また、温度と湿度の熱交換をよりスムーズに行わせる観点から、透気度は１秒／１００ｃｃ以下が好ましい。

本実施の形態における仕切部材１の透湿性は、熱交換素子１０としての十分な湿度交換性能を確保する観点から、相対湿度１００％、温度３０℃における赤外センサー法（モコン法）透湿度測定において、透湿度１０ｋｇ／ｍ^２／ｄａｙ以上、好ましくは１５ｋｇ／ｍ^２／ｄａｙ以上である。本実施の形態における仕切部材１の気体遮蔽性は、ガーレ法による透気度測定において、５００秒／１００ｃｃ以上、好ましくは１０００秒／１００ｃｃ以上である。この範囲において、吸排気の隔絶がよりスムーズに行われる。なお、仕切部材１では、吸排気間の熱交換において、空気の境界層における伝熱抵抗が主要因になるため、仕切部材１の素材の伝熱性にほとんど依存しない。そのため、仕切部材１の伝熱性は、熱交換素子の熱交換効率に殆ど影響しない。なお、本実施の形態では、仕切部材１が樹脂層１１と不織布基材層１２を二層構造で示しているが、本実施の形態の効果を奏する限り、仕切部材１が樹脂層一層であることに特に制限されない。

間隔保持部材２は、流路形状を規定している。本実施の形態における間隔保持部材２では、樹脂層２１と不織布基材層２２との多層膜構造を有している。

間隔保持部材２の樹脂層２１の樹脂材料は、特に仕切部材１と間隔保持部材２とを接合する接合部における透湿性の観点からウレタン系材料が好ましい。特に、ウレタン系材料は、透湿性が高いエーテル系のポリウレタンがさらに好ましい。これらのポリウレタン系樹脂は、有機ジイソシアネートとオキシエチレン基含有ジオール等のモノマーとから構成されるか、有機ジイソシアネートとオキシエチレン基含有ジオール等のモノマーの少なくとも１種類と少なくとも１種類のウレタンプレポリマーとから構成されるか、又は有機ジイソシアネートとオキシエチレン基含有ジオール等のモノマー及びウレタンプレポリマーの少なくとも１種類とポリウレタンとから構成される熱硬化型樹脂タイプ、または既にポリウレタン化した樹脂の水系溶液、ジメチルホルムアミド溶液、メチルエチルケトン溶液、トルエン溶液等を用いた加熱乾固タイプのいずれかを用いることができる。

間隔保持部材２の樹脂層２１は、仕切部材１と間隔保持部材２とを接合する接合部３における透湿性のために、吸湿剤が含まれていても良い。吸湿剤の材料は、本実施の形態では、特に限定されないが、仕切部材に高透湿性を持たせるため、潮解性塩を用いることが望ましい。潮解性塩は塩化リチウムおよび塩化カルシウムの少なくとも一方を用いる。塩化リチウムまたは塩化カルシウムの樹脂層への添加量は、樹脂層に対して２〜１０ｇ／ｍ^２、好ましくは３〜６ｇ／ｍ^２である。

間隔保持部材２の樹脂層３１は、熱交換素子の難燃性確保のために、難燃剤が添加されてもよい。間隔保持部材２の難燃性は、メッケルバーナ法において防炎２級レベル以上であり、好ましくは防炎１級以上である。本実施の形態では、間隔保持部材２の樹脂層２１に添加される難燃剤の材料としては、臭素系難燃剤、リン系難燃剤、金属水酸化物や酸化物等の無機系難燃剤、シリコーン系難燃剤を用いる。

間隔保持部材２の不織布基材層２２は、繊維を織らずに絡み合わせた布帛であり、繊維の材料は布帛の強度及びコストの観点から、セルロース繊維、ポリウレタン繊維、ポリエステル繊維、またはポリプロピレン繊維、及びこれらの混合物が好ましい。また、ポリエステル繊維、またはポリプロピレン繊維は疎水性材料であるため、繊維内部に吸湿剤または水分の拡散性が低いため、より好ましい。

不織布基材層２２の目付量は、間隔保持部材２として必要な強度を十分確保し、温度と湿度の熱交換をよりスムーズに行わせる観点から、１０ｇ／ｍ^２以上２００ｇ／ｍ^２以下、好ましくは１５ｇ／ｍ^２以上１５０ｇ／ｍ^２以下である。また、不織布の厚さも、間隔部材として必要な強度を十分確保し、温度と湿度の熱交換をよりスムーズに行わせる観点から、５μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは１５μｍ以上４００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以上３００μｍ以下である。

熱交換素子の換気性のために、間隔保持部材２は気体遮蔽性が必要である。本実施の解体における間隔保持部材２の気体遮蔽性は、ガーレ法による透気度測定において、１秒／１００ｃｃ以上、好ましくは３秒／１００ｃｃ以上である。この範囲において、吸排気の隔絶がよりスムーズに行われ、換気性が十分に確保される。

また、本実施の形態における間隔保持部材２の透湿性は、相対湿度１００％、温度３０℃における赤外センサー法（モコン法）透湿度測定において、透湿度６ｋｇ／ｍ^２／ｄａｙ以上、好ましくは１０ｋｇ／ｍ^２／ｄａｙ以上である。この範囲において、仕切部材１と間隔部材２の接合部における透湿性が十分に確保され、かつ給気と排気の湿度交換性能が十分に維持されるからである。なお、本実施の形態の熱交換素子１０では、間隔保持部材２が樹脂層２１一層と不織布基材層２２一層との二層構造で示しているが、樹脂層２１は、複数層であることに制限されない。

仕切部材１と間隔保持部材２とを接合する接合部３においては、接合方法として、接着剤を用いる方法または接着剤を用いない熱接着方法が用いられる。接合部３に接着剤を用いる場合、接着剤の主成分は、仕切部材１と間隔保持部材２とをより強力に接着する観点から、仕切部材１及び間隔保持部材２の樹脂層で用いた材料と高分子構造が近い、酢酸ビニル系、ウレタン系、またはポリエステル系などの樹脂材料、またはこれらの組成物が望ましい。接着剤には、仕切部材１と間隔保持部材２との間の透湿性の一層の向上の観点から、吸湿剤が含まれていた方が望ましい。この場合、仕切部材に高透湿性を持たせるため、潮解性塩を用いることが望ましく、更に好ましくは、潮解性塩は塩化リチウムおよび塩化カルシウムの少なくとも一方を用いた方が望ましい。接合部３に接着剤を用いる場合、熱交換素子の難燃性確保のために、接着剤に難燃剤が添加されても良い。本実施の形態で接着剤に添加される難燃剤の材料としては、臭素系難燃剤、リン系難燃剤、金属水酸化物や酸化物等の無機系難燃剤、シリコーン系難燃剤を用いる。

接合部３に熱接着を用いる場合、仕切部材１の樹脂層１１の軟化温度程度で仕切部材１を加熱し、仕切部材１と間隔保持部材２を加圧して接合する。熱接着の方法は接合部３を加圧する必要があるため、加圧が容易な片面コルゲート工程で行うことが望ましい。

図４に従来技術である間隔保持部材２が高分子材料の凝集形態で構成された単一素材である熱交換素子２０を示す。図４に示す従来技術の熱交換素子２０では、間隔保持部材２が樹脂の単一素材（樹脂層）であるため、仕切部材１の吸湿剤を含む樹脂層１１が、接合部３を介して間隔保持部材２の樹脂層と物理的に接触する。そのため、接合部３における接着剤の種類や熱接着の方法の仔細にかかわらず、熱交換素子の長期的使用において仕切部材１の吸湿剤が間隔保持部材２へ濃度拡散する可能性が生じる。

本実施の形態の熱交換素子１０では、間隔保持部材２が樹脂層２１と不織布基材層２２で構成されている。また、仕切部材における吸湿剤を含む樹脂層１１は、仕切部材１を構成する間隔保持部材２の不織布基材層２２と接合部を介して存在している。そのため、吸湿剤を含む樹脂層１１は、吸湿塩の濃度拡散の障壁となる不織布基材により、吸湿剤の濃度拡散先となる間隔保持部材２の樹脂層３１と隔離されることになる。よって、本実施の形態の熱交換素子の間隔保持部材２の構成及び接合構造により、仕切部材１に含まれる吸湿剤の間隔保持部材２への濃度拡散を抑制することが可能となる。

次に、図５を用いて、本実施の形態に係る全熱交換素子１０を備える熱交換器について説明する。図５は、本実施の形態の熱交換器１００の概略構成を示す図である。熱交換器１００の内部には、本実施の形態の熱交換素子１０が収容される。熱交換器１００の内部には、室外の空気を室内に給気するための給気流路４４が、熱交換素子１０の第一の空気流路４を含めて形成される。また、熱交換器１００の内部には、室内の空気を室外に排気するための排気流路４５が、熱交換素子１０の第二の空気流路５を含めて構成される。給気流路４４には、室外から室内に向けた空気の流れを発生させる給気送風機４６が設けられる。排気流路４５には、室内から室外に向けた空気の流れを発生させる排気送風機４７が設けられる。

熱交換器１０が運転されると、給気送風機４６と排気送風機４７とが作動する。これにより、例えば、冷たくて乾燥した室外の空気が給気流（第一の気流６）として第一の空気流路４に通され、暖かくて湿気の高い室内の空気が排気流（第二の気流７）として第二の空気流路５に通される。給気流および排気流の各気流（二種の気流）が仕切部材１を隔てて流れる。このとき、仕切部材１を介して各気流の間で熱が伝わり、仕切部材１を水蒸気が透過することで、給気流と排気流との間で顕熱および潜熱の熱交換が行われる。これにより、給気流は暖められるとともに加湿されて室内に供給され、排気流は冷やされるとともに減湿されて室外へ排出される。したがって、熱交換器１０で換気を行うことで、室内の空調の冷暖房効率の損失を抑えて、室外と室内の空気を換気することができる。
本実施の形態における熱交換素子を備えた熱交換器１００によれば、高湿度な環境下の長期使用において、熱交換素子の仕切部材に含まれる吸湿剤の間隔保持部材への濃度拡散を抑制し、熱交換性能の向上できる。

１仕切部材、２間隔保持部材、３接合部、４第一の流路、５第二の流路、６第一の気流、７第二の気流、１０熱交換素子、１１仕切部材の樹脂層、１２仕切部材の不織布基材層、２１間隔保持部材の樹脂層、２２間隔保持部材の不織布基材層、４４給気流路、４５排気流路、４６給気送風機、４７排気送風機、１００熱交換器

Claims

複数の仕切部材と、前記複数の仕切部材間に第一の流路または第二の流路を形成するとともに、前記仕切部材同士の間隔を保持する間隔保持部材とを備え、
第一の流路の方向及び第二の流路の方向は相互に交差するように形成され、
前記仕切部材は、吸湿剤を含む樹脂層と不織布基材層との積層構造をなし、
前記間隔保持部材は、樹脂層と不織布基材層との積層構造をなし、
前記仕切部材の樹脂層と前記間隔保持部材の不織布基材層とが接合され、且つ前記仕切部材の不織布基材層と前記間隔保持部材の樹脂層とが接合されていることを特徴とする熱交換素子。
前記仕切部材または前記間隔保持部材の不織布基材層は、ポリエステル繊維またはポリプロピレン繊維の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換素子。
前記仕切部材の樹脂層に含まれる吸湿剤は、潮解性塩を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換素子。
前記潮解性塩は、塩化リチウムまたは塩化カルシウムの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項３に記載の熱交換素子。
前記仕切部材の樹脂層と前記間隔保持部材の不織布基材層の接合は、熱接着による接合であり、前記仕切部材の不織布基材層と前記間隔保持部材の樹脂層の接合は、接着剤による接合であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換素子。
前記間隔保持部材の樹脂層には、難燃剤が含まれることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換素子。
前記間隔保持部材の樹脂層には、吸湿剤が含まれていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換素子。
前記間隔保持部材の樹脂層に含まれた吸湿剤は、潮解性塩を含むことを特徴とする請求項７に記載の熱交換素子。
前記潮解性塩は、塩化リチウムまたは塩化カルシウムの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項８に記載の熱交換素子。
前記間隔保持部材は、コルゲート状であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の熱交換素子。
請求項１〜１０のいずれか１つに記載の熱交換素子と、前記第一の流路に、室外から室内に向けた気流の流れを発生させる給気送風機と、前記第二の流路に、室内から室外に向けた気流の流れを発生させる排気送風機とを備えることを特徴とする熱交換器。