(57)【要約】【課題】吐出された温度調整された気体の湿度が未調整で且つ除湿程度が不十分な従来の温度調整装置の課題を解決し、温度調整がなされ且つ充分に除湿された気体を吐出できる温度調整機能付きの除湿装置を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機１８で圧縮されて加熱された熱媒体を、加熱器１４を具備する加熱回路側と、第１膨張弁２８で断熱膨張されて冷却された熱媒体が供給される冷却器１６，１６を具備する冷却回路側と、ヒートポンプ手段と、加熱器１４及び冷却器１６，１６を通過した空気中の水分を吸着する吸湿剤を含有するデシカントロータ５０と、加熱回路側と冷却回路側とに分配する分配する二方弁２０ａ，２０ｂを制御し、加熱流路、冷却流路及びデシカントロータ５０を通過した空気の温度を所定温度に制御する温度制御部２２とが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機で圧縮されて加熱された高温の第1熱媒体の一部が加熱手段に供給される加熱流路と、
前記高温の第1熱媒体の残余部が凝縮手段で冷却されてから第１膨張手段で断熱的に膨張して更に冷却されて冷却手段に供給される冷却流路と、
前記圧縮機から吐出された高温の第１熱媒体の一部を前記加熱流路側に分配すると共に、前記高温の第１熱媒体の残余部を冷却流路側に分配し、且つ前記加熱流と冷却流路とに分配される高温の第１熱媒体の分配比率を変更可能な分配手段と、
前記加熱流路の加熱能力が向上するように、前記加熱手段で熱を放出して冷却されてから第２膨張手段で断熱的に膨張されて更に冷却された第１熱媒体が、外部熱源である第２熱媒体から吸熱する吸熱手段を具備するヒートポンプ手段と、
前記加熱手段及び冷却手段を通過した気体中の水分を吸着する吸湿剤を含有するデシカント部とが設けられ、
前記加熱流路、冷却流路及びヒートポンプ手段の各々を通過した第１熱媒体が圧縮機に再供給される温度調整機能付きの除湿装置であって、
前記分配手段を制御し、前記加熱流路と冷却流路とに分配される高温の第１熱媒体の分配比率を調整して、前記加熱流路、冷却流路及びデシカント部を通過した気体の温度を所定温度に制御する温度制御部が設けられていることを特徴とする温度調整機能付きの除湿装置。
【請求項２】
凝縮手段を構成する凝縮器を通過する高温の第1熱媒体の残余部を冷却する冷却媒体が空気流であって、デシカント部に含有されている吸湿剤が、前記凝縮器を通過して昇温された前記空気流による加熱によって、吸着した水分が脱着される吸湿剤である請求項１記載の温度調整機能付きの除湿装置。
【請求項３】
デシカント部が、水分の吸着能を有する吸湿剤を含有する未吸着状態の部分と、水分を吸着した吸湿剤を含有する吸着状態の部分とが併存するデシカント部であって、前記吸着状態の部分を加熱し、水分を吸着した吸湿剤から水分を脱着して、水分の吸着能を有する吸湿剤を含有する未吸着状態の部分に再生する脱着部が設けられている請求項１又は請求項２記載の温度調整機能付きの除湿装置。
【請求項４】
凝縮手段を構成する凝縮器を通過する高温の第1熱媒体の残余部を冷却する冷却媒体が空気流であって、水分を吸着した吸湿剤を加熱して水分を脱着する脱着部が、前記凝縮器を通過して昇温された空気流が吹き付けられる位置に設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載の温度調整機能付きの除湿装置。
【請求項５】
デシカント部が、デシカントロータであって、水分を吸着した吸湿剤を含有するデシカントロータの吸着状態の部分を、前記吸湿剤から水分を脱着する脱着部の位置に移動するように、前記デシカントロータを回転駆動する駆動部が設けられている請求項１〜４のいずれか一項記載の温度調整機能付きの除湿装置。
【請求項６】
第１膨張手段に自動膨張弁が用いられ、冷却手段に供給される熱媒温度と圧縮機の過熱度とが所定範囲となるように、前記自動膨張弁の開度を制御する膨張弁制御部が設けられている請求項１〜５のいずれか一項記載の温度調整機能付きの除湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は温度調整機能付きの除湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、半導体装置の製造工程等の精密加工分野では、その殆どが温度及び湿度が制御されたクリーンルーム内に設置されている。
しかし、近年、精密加工分野でも、従来よりも更に加工精度の高い精密加工等が要求される工程が出現しつつある。
かかる高い精密加工等が要求される工程では、通常、クリーンルームの温度変化よりも更に小さな温度変化の環境であることが要求される。このため、高い精密加工等が要求される工程は、精密な温度管理がなされている空間ユニット内に設けられる。
この様な空間ユニットの温度調整に用いられる温度調整装置としては、例えば下記特許文献１には、図１０に示す温度調整装置が提案されている。
図１０に示す温度調整装置は、圧縮機１００で圧縮されて加熱された高温の熱媒体の一部が加熱器１０２に供給される加熱流路と、高温の熱媒体の残余部が凝縮器１０４で冷却されてから第１膨張弁１０６で断熱的に膨張して更に冷却されて冷却器１０８に供給される冷却流路とが設けられ、ファン１１２によって空間ユニット１１０内に吸引された温度調整対象の空気が加熱器１０２と冷却器１０８とを通過して所定温度に調整されるように、高温の熱媒体が加熱流路と冷却流路とに分配され、且つ加熱流路と冷却流路との各々を通過した熱媒体が圧縮機１００に再供給される温度調整装置である。
この温度調整装置では、圧縮機１００から吐出された高温の熱媒体の一部を加熱流路側に分配すると共に、高温の熱媒体の残余部を冷却流路側に分配し、且つ加熱流路と冷却流路とに分配される高温の熱媒体の分配比率を変更可能な比例三方弁１１４と、加熱流路の加熱能力が向上するように、加熱器１０２で熱を放出して冷却されてから第２膨張弁１１６で断熱的に膨張されて更に冷却された熱媒体が、外部熱源である水から吸熱する吸熱器１１８を具備するヒートポンプ手段と、比例三方弁１１４を制御し、加熱流路と冷却流路とに分配される高温の熱媒体の分配比率を調整して、加熱器１０２と冷却器１０８とを通過する温度調整対象の空気を所定温度に制御する制御部１２０とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００８／０７８５２５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０に示す温度調整装置では、空間ユニット１１０の温度を目標温度に対して±０．１℃の精度で制御でき、省エネルギーも図ることができる。
ところで、図１０に示す温度調整装置では、温度調整対象の空気が加熱器１０２を通過するため、温度調整装置から空間ユニット１１０に吐出される空気は、温度調整装置に吸引された空気よりも除湿されている。
しかし、図１０に示す温度調整装置から吐出される空気の湿度は未調整である。このため、図１０に示す温度調整装置から吐出される空気の湿度には、バラツキが存在する。
また、図１０に示す温度調整装置から吐出される空気の湿度よりも更に一層除湿された除湿空気が求められる場合も存在する。
そこで、本発明の課題は、吐出された温度調整された気体の湿度が未調整で且つ除湿程度が不十分な従来の温度調整装置の課題を解決し、温度調整がなされ且つ充分に除湿された気体を吐出できる温度調整機能付きの除湿装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、前記課題を解決すべく検討したところ、図１０に示す温度調整装置の加熱器１０２及び冷却器１０８を通過した空気を、吸湿剤を含有するデシカント部を通過させることによって、充分に除湿された空気を吐出でき、且つ省エネルギーを図れることを見出した。
すなわち、前記課題を解決する手段として、圧縮機で圧縮されて加熱された高温の第1熱媒体の一部が加熱手段に供給される加熱流路と、前記高温の第1熱媒体の残余部が凝縮手段で冷却されてから第１膨張手段で断熱的に膨張して更に冷却されて冷却手段に供給される冷却流路と、前記圧縮機から吐出された高温の第１熱媒体の一部を前記加熱流路側に分配すると共に、前記高温の第１熱媒体の残余部を冷却流路側に分配し、且つ前記加熱流と冷却流路とに分配される高温の第１熱媒体の分配比率を変更可能な分配手段と、前記加熱流路の加熱能力が向上するように、前記加熱手段で熱を放出して冷却されてから第２膨張手段で断熱的に膨張されて更に冷却された第１熱媒体が、外部熱源である第２熱媒体から吸熱する吸熱手段を具備するヒートポンプ手段と、前記加熱手段及び冷却手段を通過した気体中の水分を吸着する吸湿剤を含有するデシカント部とが設けられ、前記加熱流路、冷却流路及びヒートポンプ手段の各々を通過した第１熱媒体が圧縮機に再供給される温度調整機能付きの除湿装置であって、前記分配手段を制御し、前記加熱流路と冷却流路とに分配される高温の第１熱媒体の分配比率を調整して、前記加熱流路、冷却流路及びデシカント部を通過した気体の温度を所定温度に制御する温度制御部が設けられている温度調整機能付きの除湿装置を提供できる。
【０００６】
本発明者らが提供した課題を解決する手段において、下記の好ましい態様を上げることができる。
凝縮手段を構成する凝縮器を通過する高温の第1熱媒体の残余部を冷却する冷却媒体を空気流とし、デシカント部に含有されている吸湿剤として、前記凝縮器を通過して昇温された前記空気流による加熱によって、吸着した水分が脱着される吸湿剤を用いることによって、凝縮器での排熱のみによって吸着剤の水分の脱着に有効利用でき、更に一層の省エネルギーを図ることができる。
また、デシカント部として、水分の吸着能を有する吸湿剤を含有する未吸着状態の部分と、水分を吸着した吸湿剤を含有する吸着状態の部分とが併存するデシカント部を用い、前記吸着状態の部分を加熱し、水分を吸着した吸湿剤から水分を脱着して、水分の吸着能を有する吸湿剤を含有する未吸着状態の部分に再生する脱着部を設けることによって、デシカント部を繰り返して調湿部材として用いることができる。
かかる脱着部を、凝縮器を通過して加熱された空気流が吹き付けられる位置に設けることによって、凝縮器によって高温の第１熱媒体から除去した熱を有効利用できる。
更に、デシカント部として、デシカントロータを用い、水分を吸着した吸湿剤を含有するデシカントロータの吸着状態の部分を、前記吸湿剤から水分を脱着する脱着部の位置に移動するように、前記デシカントロータを回転駆動する駆動部を設けることによって、加熱手段及び冷却手段を通過した気体に対し、常に、水分の吸着能を有する未吸着吸湿剤を含有する部分を位置させることができる。
尚、第１膨張手段に自動膨張弁を用い、冷却手段に供給する熱媒温度と圧縮機の過熱度とが所定範囲となるように、前記自動膨張弁の開度を制御する膨張弁制御部を設けることによって、圧縮機の安定運転を図り且つ冷却器の着霜を防止できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明者らが提案した温度調整機能付きの除湿装置によれば、除湿対象の気体を、冷却手段と加熱手段とによって、所定温度に調整すると共に、デシカント部の吸湿剤によって気体中の水分を充分に除湿できる。
このため、除湿装置からは、所定温度に調整され且つ充分に除湿された気体を吐出できる。
尚、かかる温度調整機能付きの除湿装置には、ヒートポンプ手段が採用されているため、省エネルギーを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明者らが提供する温度調整機能付きの除湿装置の一例を説明する概略図である。
【図２】図１に示す温度調整機能付きの除湿装置の温度制御部２２を説明するブロック図である。
【図３】図１に示す二方弁２０ａ，２０ｂの流量特性を示すグラフである。
【図４】図１に示すデシカントロータ５０の斜視図である。
【図５】図１に示すデシカントローラ５０に対する除湿対象の空気流の温度及び水分の脱着用の空気流の温度を説明する説明図である。
【図６】本発明者らが提供する温度調整機能付きの除湿装置の他の例を説明する概略図である。
【図７】図６に示す温度調整機能付きの除湿装置のコントロール部を説明するブロック図である。
【図８】本発明者らが提供する温度調整機能付きの除湿装置の他の例を説明する概略図である。
【図９】図８に示すデシカントローラ５０に対する除湿対象の空気流の温度及び水分の脱着用の空気流の温度を説明する説明図である。
【図１０】従来の精密温度調整装置を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明者らが提案した温度調整機能付きの除湿装置の一例を説明する概略図を図１に示す。図１に示す温度調整機能付きの除湿装置は、所定温度に調整され且つ充分に除湿された気体を得るための除湿装置である。
図１に示す温度調整機能付きの除湿装置には、空間ユニット１０内に、ファン１２によって吸込んだ除湿対象の気体としての空気の温度を調整する加熱流路及び冷却流路が設けられている。
かかる加熱流路を形成する加熱手段としての加熱器１４と冷却流路を形成する冷却手段としての冷却器１６，１６とが設けられ、除湿対象の空気は冷却器１６を通過して除湿された後、加熱器１４を通過するように、冷却器１６，１６と加熱器１４とが配設されている。
この様に、冷却手段として、二台の冷却器１６，１６を用いることによって、一台の加熱器１４を用いた加熱手段よりも、冷却手段の熱交換能力を高め、除湿対象の空気の除湿を充分に行うことができる。
尚、冷却器１６の熱交換能力が必要としている除湿能力を充足していれば、１台の冷却器１６であってもよい。
【００１０】
図１に示す温度調整機能付きの除湿装置では、加熱器１４及び冷却器１６，１６に供給する第１熱媒体としては、例えばプロパン、イソブタンやシクロペンタン等の炭化水素、フロン類、アンモニア、炭酸ガスが用いられる。かかる第１熱媒体の気化・液化によってクリーンルーム内の空気を加熱・冷却して所定の温度に調整する。
この様な第１熱媒体は、圧縮機１８によって圧縮・加熱されて高温（例えば７０℃）の気体状となって吐出される。圧縮機１８から吐出された高温の第１熱媒体を、分配手段として二方弁２０ａ，２０ｂによって、加熱器１４が設けられた加熱流路側と冷却器１６，１６が設けられた冷却流路側とに分配される。
【００１１】
二方弁２０ａ，２０ｂによって加熱流路側に分配された高温の第１熱媒体は、加熱器１４に直接供給され、空間ユニット１０内に吸引されて冷却器１６で冷却された空気流を加熱して所定温度に調整する。その際に、高温の第１熱媒体は放熱して冷却されて凝縮液を含む第１熱媒体となる。
一方、冷却流路側に分配された高温の第１熱媒体は、凝縮手段としての凝縮器２６によって冷却されてから第１膨張弁２８によって断熱的に膨張して更に冷却（例えば、１０℃に冷却）される。この第１膨張弁２８は、手動の膨張弁でよく、キャピラリーチューブであってもよい。
冷却された第１熱媒体は、冷却器１６，１６に供給され、空間ユニット１０内に吸込まれた空気流を冷却して除湿する。
かかる凝縮器２６には、ファン３０によって供給される第２熱媒体としての空気流が供給されている。この空気流は、凝縮器２６内で７０℃程度の第１熱媒体によって３０℃程度に加熱される。加熱された空気流は、後述するデシカント部としてのデシカントロータ５０を部分的に加熱してからヒートポンプ手段の吸熱手段としての吸熱器３２に加熱源として供給される。
【００１２】
この吸熱器３２には、加熱器１４で放熱した第１熱媒体を、第２膨張弁３４によって断熱的に膨張して更に冷却した１０℃程度の第１熱媒体が供給されている。このため、吸熱器３２では、凝縮器２６及びデシカントロータ５０を通過した空気流と１０℃程度に冷却された第１熱媒体との温度差に基づいて、第１熱媒体が空気流から吸熱できる。この第２膨張弁３４は、手動の膨張弁でよく、キャピラリーチューブであってもよい。
吸熱器３２で空気流から吸熱して昇温された第１熱媒体は、アキュームレータ３６を経由して圧縮機１８に供給される。このアキュームレータ３６には、冷却器１６に供給されて空間ユニット１０内に吸込まれた空気流から吸熱した第１熱媒体も供給される。かかるアキュームレータ３６は、液体成分を貯めてガス成分のみを圧縮機１８に再供給できるタイプのアキュームレータであるため、確実に第1熱媒体のガス成分のみを圧縮機１８に供給できる。
このアキュームレータ３６としては、蓄圧器用タイプのアキュームレータを用いることができる。
尚、アキュームレータ３６を設置しなくても、吸熱器３２で空気流から吸熱して昇温された熱媒体と、冷却器１６に供給されて空間ユニット１０内に吸込まれた気体から吸熱した熱媒体とを合流して、圧縮機１８に再供給できればよい。
【００１３】
図１に示す温度調整機能付きの除湿装置では、圧縮機１８から吐出された高温の第１熱媒体を加熱流路側と冷却流路側とに分配する二方弁２０ａ，２０ｂは、温度制御部２２によって制御されている。
温度制御部２２では、図２に示す様に、ファン１２から吐出される除湿された空気の温度を測定する温度センサー２４によって測定された測定温度と設定された設定温度とを温度到達判定部２２ａで比較する。
この設定温度は、デシカントロータ５０に用いられている吸湿剤の吸湿による発熱を考慮した温度であって、デシカントロータ５０に供給される空気温度を、デシカントロータ５０に含有されている吸湿剤の吸湿性能が最も発揮できる温度とするものである。
かかる測定温度と設定温度とが相違していたとき、測定温度が設定温度と一致するように、温度到達判定部２２ａからの情報を受けた熱媒分配制御部２２ｂは、二方弁２０ａ，２０ｂの各開度を実施的に連続して変更する。
かかる二方弁２０ａ，２０ｂの各開度の変更によって、加熱流路側と冷却流路側とに分配する高温の第１熱媒体の分配比率を実質的に連続して変更され、空間ユニット１０内に吸込まれた空気を、デシカントロータ５０に含有されている吸湿剤の吸湿性能を最も発揮できる所定温度に調整できる。
この二方弁２０ａ，２０ｂの各々は、図３に示す様に、バルブ開度と流量との関係は直線状でない。このため、温度制御部２２の熱媒分配制御部２２ｂは、図３に示す二方弁２０ａ，２０ｂの各々についての流量特性データを保持している。従って、熱媒分配制御部２２ｂからは、二方弁２０ａ，２０ｂの各流量特性に基づいて各二方弁２０ａ，２０ｂへの開度信号を発信する。
【００１４】
ここで、「実質的に連続して変更」するとは、二方弁２０ａ，２０ｂの開度をステップ制御によって調整し、高温の第１熱媒体を加熱流路と冷却流路とに分配する際に、二方弁２０ａ，２０ｂの開度が、微視的にはステップ的に変更されているものの、全体として高温の第１熱媒体の加熱流路と冷却流路とへの分配率を連続して変更している場合を含むことを意味する。
かかる温度制御部２２に設定する設定温度は、任意に設定できるようにしてもよい。更に、図１に示す温度センサー２４は、ファン１２の吐出側に設置されているが、ファン１２の吸入側に設置してもよく、ファン１２の吐出側及び吸入側に設けてもよい。
【００１５】
図１に示す温度調整機能付きの除湿装置では、除湿対象の空気の除湿は、冷却器１６，１６によっても行われるが、冷却器１６，１６及び加熱器１４を通過した空気流中の水分を吸着する吸湿剤を含有するデシカントロータ５０によって主として行われている。
デシカントロータ５０は、図４（ａ）に示す様に、内部にハニカム構造体が設けられた円筒状体である。ハニカム構造体に、吸湿剤が担持されている。かかる吸湿剤は、水分を吸着して水分吸着能が殆ど消滅した吸着状態であっても、加熱して吸着していた水分を脱着することによって、水分吸着能を有する未吸着状態に再生できる。この吸湿剤として、高分子吸湿剤やハイシリカゼオライト等を用いることによって、吸湿剤の再生温度を４０〜８０℃程度とすることができる。このハイシリカゼオライトとしては、シリカ／アルミナ比が３０以上のものが好適である。
かかるデシカントロータ５０は、図４（ａ）に示す様に、回転軸が挿入される挿入孔５１を中心にして矢印方向に回転可能に設けられる。このため、デシカントロータ５０には、図４（ｂ）に示す様に、冷却器１６，１６と加熱器１４とを通過して温度調整された空気流と接触し、空気流中の水分を吸着する吸着部５０ａに対応する部分と、凝縮器２６と吸熱器３２との間の位置であって、凝縮器２６によって加熱された空気流と接触し、水を吸着した吸湿剤から水分を脱着して再生する脱着部５０ｂに対応する部分とが併存する。
【００１６】
図４（ａ）に示すデシカントロータ５０は、図１に示す様に、駆動手段としてのモータ５２によって挿入孔５１を中心として矢印方向に回転する。このため、デシカントロータ５０の吸着部５０ａに対応する部分と脱着部５０ｂに対応する部分とは、図４（ｂ）に示す様に、挿入孔５１を中心として点対称の位置となる。
従って、図４（ａ）に示すデシカントロータ５０の吸着部５０ａに位置している部分に含有されている吸湿剤は、冷却器１６，１６と加熱器１４とを通過して温度調整された空気流中の水分を吸着して吸着状態となる。この際に、吸湿剤は発熱する。
次いで、水分を吸着した吸湿剤を含有する吸着状態の部分は、１８０°回動して脱着部５０ｂの位置に到達して、凝縮器２６によって加熱された空気流と接触し、水分を吸着した吸湿剤は水分の吸着能を有する吸湿剤に再生される。この際に、吸湿剤は吸熱する。
この様にして、再生された水分の吸着能を有する未吸着状態の部分は、再度、１８０°回動して吸着部５０ａの位置に到達する。
【００１７】
吸湿剤としてハイシリカゼオライトを含有する図４（ａ）に示すデシカントロータ５０を具備する図１に示す温度調整機能付きの除湿装置を用いて、温度２５℃、湿度７０％の温湿度調整対象の空気流を、ＵＳＥＲに供給する温度２５℃、湿度１９％以下の空気流となるように温湿度調整した。
かかる温湿度調整の際に、温湿度調整対象の空気流及びデシカントロータ５０に供給する空気流の温度等を図５に示す。
まず、温湿度調整対象の空気をファン１２によって空間ユニット１０内に吸引しつつ、空気流を冷却器１６，１６と加熱器１４とを通過させて９℃に冷却する。デシカントロータ５０の吸湿剤の吸湿性能を最も発揮できる温度だからである。更に、除湿対象の空気中の絶対湿度を低下して、デシカントロータ５０での吸湿性を更に向上させるためである。
引き続いて、９℃に冷却した空気流を、吸着部５０ａに位置するデシカントロータ５０の部分を通過させて、空気流中の水分を吸湿剤に吸着させる。かかる吸湿剤による水分の吸着に伴って発生する発熱に、脱着部５０ｂ等から伝熱される熱等が加わって、空間ユニット１０から吐出する空気流は、空間ユニット１０内に吸引したときの温度である２５℃に昇温され、湿度は１９％以下に調整される。
この様に、デシカントロータ５０の吸着部５０ａを通過した空気流を直接ＵＳＥＲに供給できるのは、低温再生型の吸湿剤であるハイシリカゼオライトを用いているためである。
ここで、空間ユニット１０から吐出する空気流の温度が、目標温度の２５℃と異なる場合には、温度センサ−２４からの信号に基づいて温度制御部２２からは、二方弁２０ａ，２０ｂに対して加熱流路と冷却流路とに分配する高温の第１熱媒体の分配率を変更する信号を発信して温湿度を調整する。このため、空間ユニット１０から吐出する空気流の温湿度の調整バラツキは、温度が±０．１℃、湿度が±１％であった。
【００１８】
続いて、除湿対象の空気流と接触したデシカントロータ５０の吸着状態の部分は、デシカントロータ５０の回動に伴って脱着部５０ｂに到達する。脱着部５０ｂでは、水分を吸着した吸湿剤がファン３０によって凝縮器２６を通過した空気流と接触する。
凝縮器２６に対して、冷却器１６，１６と加熱器１４とに供給する温室度調整対象の空気流とは別に、温度２５℃、湿度７０％の空気流をファン３０によって吹き付ける。凝縮器２６を通過した空気流は、図５に示されている様に、温度４０℃、湿度１７．９％に加熱される。図１に示す温度調整機能付きの除湿装置では、圧縮機１８から吐出された高温の第１熱媒体の殆どは、冷却流路側に分配され、凝縮器２６に大量の高温の第１熱媒体が供給されるからである。
デシカントロータ５０の吸着剤は、低温再生型の吸湿剤であるハイシリカゼオライトを用いているため、吸着状態の吸湿剤は、温度が４０℃に加熱された空気流と接触して加熱されることにより、水分が脱着されて水分の吸着能を有する吸湿剤に再生される。再生された水分の吸着能を有する吸湿剤を含有するデシカントロータ５０の未吸着状態の部分は、デシカントロータ５０の回転に伴って、吸着部５０ａに順次移動する。
他方、デシカントロータ５０の吸着状態の吸湿剤と接触した空気流は、ヒートポンプ手段の吸熱器３２を通過し、加熱器１４及び第２膨張弁３４を通過して冷却された第１熱媒体に吸熱される。このため、吸熱器３２では、第１熱媒体が充分に蒸発でき、圧縮機１８に液状の第１熱媒体が供給される液バック現象を防止できる。
この様に、図１に示す温度調整機能付きの除湿装置によれば、空間ユニット１０から吐出する空気流の除湿を、一台の圧縮機１８によって調整できると共に、その排熱をデシカントローラ５０の吸着状態の吸湿剤の再生に利用している。その結果、空気流の温調用と吸着状態の吸湿剤の再生用とに個別に複数台の冷凍装置や加熱装置を用いる場合に比較して、大幅な省エネルギーを図ることができる。
尚、図１に示す温度調整機能付きの除湿装置において、冷却流路に分配される高温の第１熱媒体の分配率が低下して、凝縮器２６を通過した空気流の温度が４０℃以下に低下する場合には、不足する熱量を補完すべく、電気ヒータ６０を設けてもよい。
【００１９】
図１に示す温度調整機能付きの除湿装置では、除湿対象の空気の温度、或いは温度制御部２２の設定温度を変更したとき、冷却器１６，１６に過剰の第１熱媒体が流れ、冷却器１６，１６で第１熱媒体が蒸発できず液バック現象が発生したり、冷却器１６，１６の熱媒体の出口温度が低下して着霜現象が発生するおそれがある。
このため、図６に示す温度調整機能付きの除湿装置では、第１膨張弁２８として、自動膨張弁を採用した（以下、自動膨張弁２８と称することがある）。更に、この自動膨張弁２８と冷却器１６，１６への分岐との間の配管に入口熱媒温度センサー４４を設置すると共に、圧縮機１８の吸込側（入口側）に吸込熱媒温度センサー４６を装着し、温度制御部２２と膨張弁制御部４２とが併設されたコントロール部３８を設けた。
【００２０】
膨張弁制御部４２では、図７に示す様に、冷却器１６，１６への供給配管に設けられた入口熱媒温度センサー４４によって測定された冷却器入口熱媒温度が予め設定された所定温度範囲内にあるか否か入口熱媒温度判定部４２ａで判断する。
ここで、冷却器入口熱媒温度が所定温度範囲よりも高い場合には、入口熱媒温度判定部４２ａからの情報に基づいて開度調整部４２ｃから自動膨張弁２８の開度を減少する信号を発信し、冷却器入口熱媒温度が所定温度範囲よりも低い場合には、開度調整部４２ｃから自動膨張弁２８の開度を増加する信号を発信する。
また、膨張弁制御部４２では、過熱度判定部４２ｂにおいて、圧縮機１８の吹込側に設けられた吸込熱媒温度センサー４６によって測定された圧縮機入口熱媒温度と、入口熱媒温度センサー４４によって測定された冷却器入口熱媒温度との温度差に基づく過熱度を算出し、予め設定された所定過熱度範囲内にあるか否か判断する。
ここで、算出された過熱度が所定過熱度範囲よりも高い場合には、過熱度判定部４２ｂからの情報に基づいて開度調整部４２ｃから自動膨張弁２８の開度を減少する信号を発信し、算出された過熱度が所定過熱度範囲よりも低い場合には、開度調整部４２ｃから自動膨張弁２８の開度を増加する信号を発信する。
更に、図６に示す様に、冷却器１６，１６の各出口側に出口熱媒温度センサー４８を設けて、出口熱媒温度を測定し、出口熱媒温度が着霜するおそれのない２℃以上となるように、自動膨張弁２８の開度を調整してもよい。
図６に示す温度調整機能付きの除湿装置では、除湿対象の空気の温度、或いは温度制御部２２の設定温度を変更したときでも、膨張弁制御部４２によって自動膨張弁２８を制御して、圧縮機１８の安定運転を保持しつつ、ファン１２から吐出される空気流の湿度に対する影響を可及的に小さくできる。
ここで、図７に示すコントロール部３８に併設されている温度制御部２２については、既に図２で説明しているため、温度制御部２２の詳細な説明は省略する。
尚、図６に示す温度調整機能付きの除湿装置を構成する構成部材のうち、図１に示す温度調整機能付きの除湿装置の構成部材と同一部材は、図１の符号と同一番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２１】
ところで、デシカントロータ５０の吸湿剤として、再生温度が８０〜１２０℃の汎用されている吸湿剤を用いた場合には、吸湿剤の吸湿時の発熱量及び水分の脱着時の吸熱量が、前述した低温再生型の吸湿剤であるハイシリカゼオライトよりも大きい。
このため、図８に示す様に、デシカントロータ５０の吸着部５０ａを通過した空気流の温度を目標温度に調整する冷却器７０を設けている。この冷却器７０は、外部冷凍機７２によって駆動される。
また、デシカントロータ５０の脱着部５０ｂでは、凝縮器２６を通過して加熱された空気流による加熱のみでは、吸湿剤の水分を充分に脱着する加熱量が不足するため、凝縮器２６と脱着部５０ｂとの間に、不足する熱量を補完すべく、電気ヒータ６０が設けられている。
この様に、再生温度が８０〜１２０℃の吸湿剤を含有するデシカントロータ５０を用い、冷却器７０及び電気ヒータ６０が設けられた温度調整機能付きの除湿装置によって、温度２５℃、湿度７０％の除湿対象の空気流を、ＵＳＥＲに供給する温度２５℃、湿度１９％以下の空気流となるように調整した。かかる除湿の際に、除湿対象の空気流及びデシカントロータ５０に供給する空気流の温度等を図９に示す。
まず、除湿対象の空気をファン１２によって空間ユニット１０内に吸引しつつ、空気流を冷却器１６，１６と加熱器１４とを通過させて９℃に冷却する。引き続いて、デシカントロータ５０の吸着部５０ａを通過して、空気流中の水分を吸着する。かかる吸着の際には、吸湿剤が発熱して、デシカントロータ５０の吸着部５０ａを通過した空気流は３４℃に昇温される。
このため、冷却器７０によって空気流の温度を２５℃に冷却することによって、温度２５℃、湿度１９％以下の空気流をＵＳＥＲに供給できる。
【００２２】
デシカントロータ５０の脱着部５０ｂでは、図９に示す様に、ファン３０によって凝縮器２６及び電気ヒータ６０を通過して、吸湿剤の水分の脱着温度である８０〜１２０℃に加熱された空気流と、水分を吸着した吸湿剤とが接触して、吸湿剤から水分が脱着される。
この様に、冷却器７０及び電気ヒータ６０が設けられていても、凝縮器２６での排熱をデシカントロータ５０の脱着部５０ｂの加熱に利用し、且つデシカントロータ５０の脱着部５０ｂを通過した空気流の熱を吸熱器３２によって第１熱媒体の加熱に利用しているため、冷却器７０及び電気ヒータ６０のみによって、空気流の冷却や加熱を施す温度調整機能付きの除湿装置に比較して、省エネルギーを図ることができる。
尚、図８に示す温度調整機能付きの除湿装置を構成する構成部材のうち、図１に示す温度調整機能付きの除湿装置の構成部材と同一部材は、図１の符号と同一番号を付して、詳細な説明を省略する。
【００２３】
以上、説明してきた図１〜図９に示す温度調整機能付きの除湿装置では、デシカントロータ５０を用いてきたが、板状のデシカント部を用い、所定時間毎に吸着部５０ａに位置している吸着状態の部分と脱着部５０ｂに位置している未吸着状態の部分とを切り換えるようにしてもよい。
また、含有する除湿剤が所定量の水分を吸着した吸湿剤を含有するデシカント部を、水分の吸着能を有する吸湿剤を含有するデシカント部に交換してもよい。
更に、図１、図６及び図８に示す温度調整機能付きの除湿装置では、分配手段として二方弁２０ａ，２０ｂを用いたが、比例三方弁を用いてもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１０  空間ユニット
１４  加熱器
１６  冷却器
１８  圧縮機
２０ａ，２０ｂ  二方弁
２２  温度制御部
２４  温度センサー
２６  凝縮器
２８  第１膨張弁（自動膨張弁）
３０  ファン
３２  吸熱器
３４  第２膨張弁
３６  アキュームレータ
４２  膨張弁制御部
５０  デシカントロータ
５０ａ  吸着部
５０ｂ  脱着部
５２  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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