(57)【要約】【課題】吸着材の再生効率を向上させるとともに、吸着材を再生する再生空気の低温化を図り、かつリスクの低減及びコストの低減を図る。【解決手段】給気路Ｓと排気路Ｅとに跨って、吸着材を内蔵する回転式の除湿ロータ２を配置し、前記除湿ロータ２が、少なくとも、給気路Ｓに介在し吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域２１と、排気路Ｅに介在し吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域２２とに画成され、排気路Ｅの除湿ロータ２の前段に、流通空気を加熱する加熱装置６を配置する。前記除湿ロータ２を通過した外気の全部を前記排気路Ｅに導入し、前記再生領域２１の吸着材を再生させる吸着材の乾燥運転モードと、前記除湿ロータ２を通過した外気の一部を室内へ供給するとともに、他の一部を前記排気路Ｅに供給する定常運転モードとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を供給する給気路と空気を排気する排気路とに跨って、吸着材を内蔵する回転式の除湿ロータを配置し、前記除湿ロータが、少なくとも、前記給気路に介在し前記吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域と、前記排気路に介在し前記吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域とに画成された除湿装置であって、
前記排気路における除湿ロータの前段に、流通空気を加熱する加熱装置が配置され、
前記除湿ロータを通過した外気の全部を前記排気路に導入し、前記再生領域の吸着材を再生させる吸着材の乾燥運転モードと、
前記除湿ロータを通過した外気の一部を室内へ供給するとともに、他の一部を前記排気路に供給する定常運転モードとを有することを特徴とする除湿装置。
【請求項２】
前記給気路及び排気路にそれぞれ、温湿度測定器及び風量測定器を配置し、
前記給気路に配置した温湿度測定器及び風量測定器の測定値から算出した流通空気の水分量と、前記排気路に配置した温湿度測定器及び風量測定器の測定値から算出した流通空気の水分量とが略同等となった時点で、前記乾燥運転モードから定常運転モードに切り替える運転切替手段が備えられている請求項１記載の除湿装置。
【請求項３】
前記給気路の除湿ロータの前段に、流通空気を冷却する冷却装置が配置されている請求項１、２いずれかに記載の除湿装置。
【請求項４】
前記除湿ロータには、前記再生領域から処理領域に移行する前に、低温の空気を通過させて除湿ロータを冷却するパージ領域が画成されるとともに、
前記冷却装置によって冷却された空気が、前記パージ領域を通過した後、前記排気路の前記加熱装置の前段に供給される流路が形成されている請求項３記載の除湿装置。
【請求項５】
前記処理領域を通過した空気の一部を前記処理領域の前段に戻す循環流路が形成されている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置。
【請求項６】
前記除湿ロータが流路に沿って複数段設けられている請求項１〜５いずれかに記載の除湿装置。
【請求項７】
上記請求項１〜６いずれかに記載の除湿装置の運転制御方法であって、
運転開始時に、前記除湿ロータを通過した外気の全部を前記排気路に導入して、前記再生領域の吸着材を乾燥させる乾燥運転モードを行い、
前記乾燥運転モードの後、前記除湿ロータを通過した外気の一部を室内に供給するとともに、他の一部を前記排気路に供給する定常運転モードに移行することを特徴とする除湿装置の運転制御方法。
【請求項８】
前記給気路及び排気路にそれぞれ、温湿度測定器及び風量測定器を配置し、
前記乾燥運転モードから定常運転モードへの切り替えを、前記給気路に配置された温湿度測定器及び風量測定器の測定値から算出した流通空気の水分量と、前記排気路に配置された温湿度測定器及び風量測定器の測定値から算出した流通空気の水分量とが略同等となった時点で行う請求項７記載の除湿装置の運転制御方法。
【請求項９】
前記乾燥運転モードにおいて、定常運転モード時の風量よりも少なく、前記吸着材の再生に必要な空気量に設定してある請求項７，８記載の除湿装置の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着材を内蔵する除湿ロータを備えた除湿装置において、運転開始時に、予め、前記吸着材を所定の水分量まで乾燥させる乾燥運転を行うことにより、吸着材の再生効率を向上させた除湿装置及びその運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、外気を供給する給気路と空気を排気する排気路とに跨って、吸着材を内蔵する回転式の除湿ロータを配置し、前記除湿ロータが、給気流路に介在して前記吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域と、前記排気路に介在して前記吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域とに画成された除湿装置が知られている。ここで、前記再生領域での水分脱着を確実に機能させるため、排気路の除湿ロータの前段には、流通空気を加熱するための加熱装置が備えられている。
【０００３】
前記除湿装置では、給気流路を通過した処理空気が所定の風量、露点温度及び絶対湿度となるように、除湿ロータの回転数や風量、加熱装置による加熱温度などの各種運転条件が決定されている。また、露点温度−５０℃以下の処理空気が要求される施設に用いられる除湿装置では、高度な除湿が必要とされている。
【０００４】
このような除湿装置として、下記特許文献１では、再生空気温度、回転式ハニカムロータの回転数、再生空気の風量を調整可能な除湿材再生能力調整手段を設けることにより、回転式ハニカムロータの除湿材再生能力を調整し、除湿空気露点を調整可能とした乾式除湿機が開示されている。
【０００５】
下記特許文献２では、ロータの側面側に位置する空気の通過域が、減湿区域と再生区域とパージ区域とに仕切られて、ロータの回転によって再生区域から減湿区域に移行する前にパージ区域が位置するようにこれら各区域が配置され、減湿区域に対する再生区域の通過風量の比を所定の範囲に設定して運転する乾式減湿装置の運転方法が開示されている。
【０００６】
また下記特許文献３では、除湿ロータの処理領域の入口において処理側空気の絶対湿度を測定する湿度センサと、その測定値から最適運転状態を演算する運転状態演算器を備え、運転状態演算器によって算出された演算結果になるように再生側送風機の送風機制御部及び再生用加熱器の加熱器制御部を制御する除湿装置が開示されている。
【特許文献１】特開平６−６３３４４号公報
【特許文献２】特開平１１−５２３号公報
【特許文献３】特開２００７−２６０５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、通常、除湿装置の運転開始前において、除湿ロータに内蔵された吸着材は、外部空気の温度湿度状態と平衡状態となっている。すなわち、運転開始前の吸着材には、装置定常運転時に導入される外気の絶対湿度と同量或いはそれ以上の水分が吸着されている。このような状態で通常の除湿運転を開始すると、吸着材には処理領域で吸着した水分量より多くの水分が吸着されているため、再生領域に供給される空気の熱エネルギーはこの余分に吸着している水分の昇温にも作用し、吸着材の水分脱着が十分に行われず、結果的に再生効率が低下するという問題があった。
【０００８】
一方、露点温度が−５０℃以下の処理空気を得る除湿装置では、吸着材の高度な再生が必要不可欠である。このため、上記特許文献１〜３記載の除湿装置では、吸着材の脱着効率を向上させる手段の一つとして、加熱装置による再生空気の加熱温度を１２０〜１４０℃程度の高温とすることとしている。
【０００９】
このように再生空気温度を１２０〜１４０℃と高く設定すると、再生領域に導入される除湿ロータの温度５〜３０℃と比較して１００℃程度の温度差を生じるため、除湿ロータの構成部材を介した熱伝導による熱損失が発生しやすい。この点においても、従来の除湿装置では、再生空気のエネルギーが吸着材の昇温に有効活用されず、再生効率が低下する要因となっていた。
【００１０】
また、再生空気温度を高く設定すると、当然のことながら、加熱のためのエネルギー消費が増加する問題があった。さらに、高温の空気を取り扱うことにより、火災等のリスクの増加、断熱処理や耐熱素材の使用によるコストの増加などの問題も生じていた。
【００１１】
そこで本発明の主たる課題は、吸着材の再生効率を向上するとともに、吸着材を再生する再生空気の低温化を図り、かつリスクの低減及びコストの低減を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、外気を供給する給気路と空気を排気する排気路とに跨って、吸着材を内蔵する回転式の除湿ロータを配置し、前記除湿ロータが、少なくとも、前記給気路に介在し前記吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域と、前記排気路に介在し前記吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域とに画成された除湿装置であって、
前記排気路における除湿ロータの前段に、流通空気を加熱する加熱装置が配置され、
前記除湿ロータを通過した外気の全部を前記排気路に導入し、前記再生領域の吸着材を再生させる吸着材の乾燥運転モードと、
前記除湿ロータを通過した外気の一部を室内へ供給するとともに、他の一部を前記排気路に供給する定常運転モードとを有することを特徴とする除湿装置が提供される。
【００１３】
上記請求項１記載の発明では、運転開始時に、前記除湿ロータを通過した外気の全部を前記排気路に導入して、前記再生領域の吸着材を再生させる乾燥運転モードにより吸着材に吸着されている外気の水分を脱着することができる。
【００１４】
したがって、この乾燥運転モードの後、前記除湿ロータを通過した外気の一部を室内へ供給するとともに、他の一部を前記排気路に供給する定常運転モードに切り替えることにより、再生領域に移行する吸着材には処理領域で吸着した水分量しか含まれていないため、再生領域に供給される空気の熱は、この水分の脱着にのみ作用し、効率的な吸着材の再生ができるようになる。
【００１５】
また、定常運転モード時に、再生領域に供給するための加熱装置で加熱する再生空気の温度は、吸着材に余分な水分が吸着されていないため、処理領域で吸着した水分量を脱着できるだけの必要最低限の温度でよく、従来の除湿装置より低温化することができる。例えば、上記特許文献１〜３記載の除湿装置では、再生空気温度を１２０〜１４０℃と高く設定しているのに対して、本発明では、８０〜１００℃としても同等の除湿能力を発揮できることが実証されている。
【００１６】
このように再生空気の温度を低温化することにより、加熱に要するエネルギー消費が低減できる。さらに、取り扱う空気を低温下することにより、火災等のリスク低減、断熱処理や耐熱素材の簡素化によるコスト削減などの点でも有効である。
【００１７】
一方、処理領域出口の空気の露点温度が−５０℃以下のような高度な除湿を必要とする除湿装置においては、乾燥運転モードの後の定常運転モードにおいて、除湿ロータを通過した外気の一部を排気路に供給することにより、再生領域に高度に乾燥した空気を供給することができ、再生領域での吸着材の再生効率を向上させることができるようになる。
【００１８】
請求項２に係る本発明として、前記給気路及び排気路にそれぞれ、温湿度測定器及び風量測定器を配置し、
前記給気路に配置した温湿度測定器及び風量測定器の測定値から算出した流通空気の水分量と、前記排気路に配置した温湿度測定器及び風量測定器の測定値から算出した流通空気の水分量とが略同等となった時点で、前記乾燥運転モードから定常運転モードに切り替える運転切替手段が備えられている請求項１記載の除湿装置が提供される。
【００１９】
上記請求項２記載の発明は、上述の乾燥運転モードから定常運転モードに切り替える切替時期について規定したものであり、具体的には、給気路及び排気路にそれぞれ配置した温湿度測定器及び風量測定器の測定値から、給気路と排気路との流通空気の水分量を算出し、それぞれの水分量が略同等となった時点で定常運転モードに切り替えるようにする。給気路と排気路との流通空気の水分量が略同等となったということは、吸着材には処理領域で吸着した水分量以外の水分が吸着されていないということであり、この時点をもって運転開始前に吸着材に吸着していた余分な水分が脱着されたものとすることができる。
【００２０】
請求項３に係る本発明として、前記給気路の除湿ロータの前段に、流通空気を冷却する冷却装置が配置されている請求項１、２いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２１】
上記請求項３記載の発明では、前記給気路の除湿ロータの前段に、流通空気を冷却する冷却装置を配置することにより、除湿ロータの処理領域での吸着効果を高めている。
【００２２】
請求項４に係る本発明として、前記除湿ロータには、前記再生領域から処理領域に移行する前に、低温の空気を通過させて除湿ロータを冷却するパージ領域が画成されるとともに、
前記冷却装置によって冷却された空気が、前記パージ領域を通過した後、前記排気路の前記加熱装置の前段に供給される流路が形成されている請求項３記載の除湿装置が提供される。
【００２３】
上記請求項４記載の発明では、再生領域で加熱された吸着材が高温のまま処理領域に移行された場合に吸着材の除湿効果が低減することを回避するため、除湿ロータに、再生領域から処理領域に移行する前に低温の空気を通過させて除湿ロータを冷却するパージ領域を画成するとともに、前記冷却装置によって冷却された空気が前記パージ領域を通過した後、前記排気路の前記加熱装置の前段に供給される流路を形成するようにした。
【００２４】
請求項５に係る本発明として、前記処理領域を通過した空気の一部を前記処理領域の前段に戻す循環流路が形成されている請求項１〜４いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２５】
上記請求項５記載の発明では、処理領域を通過した空気の一部を前記処理領域の前段に戻す循環流路を形成することにより、低露点温度の空気が外気と混合されて処理領域に導入され、外気の湿度を予め低減しておき、処理領域の出口の露点温度をさらに低下できるようになっている。
【００２６】
請求項６に係る本発明として、前記除湿ロータが流路に沿って複数段設けられている請求項１〜５いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２７】
上記請求項６記載の発明では、除湿ロータを流路に沿って複数段設けることにより、さらに処理領域出口の空気の露点温度を低下させることができるようになる。
【００２８】
請求項７に係る本発明として、上記請求項１〜６いずれかに記載の除湿装置の運転制御方法であって、
運転開始時に、前記除湿ロータを通過した外気の全部を前記排気路に導入して、前記再生領域の吸着材を乾燥させる乾燥運転モードを行い、
前記乾燥運転モードの後、前記除湿ロータを通過した外気の一部を室内に供給するとともに、他の一部を前記排気路に供給する定常運転モードに移行することを特徴とする除湿装置の運転制御方法が提供される。
【００２９】
請求項８に係る本発明として、前記給気路及び排気路にそれぞれ、温湿度測定器及び風量測定器を配置し、
前記乾燥運転モードから定常運転モードへの切り替えを、前記給気路に配置された温湿度測定器及び風量測定器の測定値から算出した流通空気の水分量と、前記排気路に配置された温湿度測定器及び風量測定器の測定値から算出した流通空気の水分量とが略同等となった時点で行う請求項７記載の除湿装置の運転制御方法が提供される。
【００３０】
請求項９に係る本発明として、前記乾燥運転モードにおいて、定常運転モード時の風量よりも少なく、前記吸着材の再生に必要な空気量に設定してある請求項７，８記載の除湿装置の運転制御方法が提供される。
【００３１】
上記請求項７〜９記載の発明は、上記請求項１〜６記載の除湿装置の運転制御方法について規定したものである。
【発明の効果】
【００３２】
以上詳説のとおり本発明によれば、吸着材の再生効率を向上させるとともに、吸着材を再生する再生空気の低温化を図ることが可能となる。また、リスクの低減及びコストの低減を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
〔第１形態例〕
（除湿装置１Ａの構成）
本発明の第１形態例に係る除湿装置１Ａの構成について、図１に基づいて詳述する。図１は、除湿装置１Ａのシステム構成図である。
【００３４】
除湿装置１Ａには、外気ＯＡを供給する給気路Ｓと、空気を排気する排気路Ｅとが形成され、これら給気路Ｓと排気路Ｅとに跨って、吸着材（デシカント）を内蔵した回転式の除湿ロータ２が配置されている。
【００３５】
また、前記給気路Ｓの除湿ロータ２の前段には、流通空気を冷却する冷却装置５が配置され、前記排気路Ｓの除湿ロータ２の前段には、流通空気を加熱する加熱装置６が配置されている。
【００３６】
前記給気路Ｓは、導入された外気ＯＡを前記吸着材などによって空気処理し、給気ＳＡとして室内に供給する流路である。前記排気路Ｅは、前記給気路Ｓで吸着材によって処理された空気の一部を取り込む流路が形成されるとともに、この空気によって前記吸着材を再生した後、排気ＥＡとして排出する流路である。
【００３７】
前記除湿ロータ２は、回転ドラム状に形成されたケーシングの両側面に網目状、ハニカム状、スリット状などの通気構造が備えられ、前記ケーシングの内部には、水分の吸脱着性能に優れた従来より公知のシリカゲル、ゼオライト、酸化アルミナなどの吸着材が内蔵されている。各流路Ｓ、Ｅの空気は、ケーシングの前記通気構造を通って除湿ロータ２の内部を通過でき、その際に内蔵する吸着材の水分の吸着・脱着の作用によって湿度調整が行われている。この除湿ロータ２は、ケーシングの両側面の中心部に流路方向に沿って設けられた回転軸によって回転自在に支持され、回転軸を所定の回転速度で回転させることにより、吸着材の吸着・脱着の作用が連続的に切り替わるようになっている。
【００３８】
前記除湿ロータ２は、少なくとも、前記給気路Ｓに介在し、内蔵する吸着材が空気中の水分を吸着して通過する空気を除湿する機能を有する処理領域２１と、前記排気路Ｅに介在し、内蔵する吸着材が吸着した水分を脱着して通過する空気を加湿する機能を有する再生領域２２とに画成されている。
【００３９】
また、前記除湿ロータ２には、再生領域２２から処理領域２１に移行する前に、低温の空気を通過させて除湿ロータ２、特に内蔵する吸着材を冷却するパージ領域２３が画成されている。前記パージ領域２３は、再生領域２２で加熱された吸着材が高温のまま処理領域２１に導入されると、吸着材の除湿効果が低下する場合があるので、処理領域２１に移行する前の吸着材を冷却することを目的として設けられるものである。
【００４０】
前記パージ領域２３に低温空気を供給するための流路として、前記給気路Ｓの冷却装置５によって冷却された空気を前記パージ領域２３に供給し、このパージ領域２３を通過した空気を前記排気路Ｅの加熱装置６の前段に送るパージ給気路Ｐが形成されている。
【００４１】
また、前記給気路Ｓには、除湿ロータ２の前段に給気ファン３が配設されるとともに、前記排気路Ｅには、除湿ロータ２の後段に排気ファン４が配設されている。
【００４２】
前記冷却装置５は、一般的な空調用熱源装置によって冷却された一般的な空気冷却コイルである。前記熱源装置として、圧縮式、吸収式などの冷凍機、ターボ冷凍機、吸収冷凍機又はスクリュー冷凍機や、あるいはヒートポンプ、熱交換器又は蓄熱槽などの冷熱源を利用した冷却装置を使用することができる。
【００４３】
前記加熱装置６は、一般的な、電気ヒータなどの加熱器や温水コイル、蒸気コイル、冷媒コイル又は電熱コイルなどの空気加熱コイルなどを使用することができる。
【００４４】
一方、各流路Ｓ、Ｅ、Ｐには、空気の流量を調整するためのダンパが備えられている。給気路Ｓには、導入路近傍及び室内への給気路近傍に、それぞれ、ダンパＤ１、Ｄ２が設けられている。また、排気路Ｅには、給気路Ｓからの導入路近傍及び室外への排気路近傍に、それぞれ、ダンパＤ３、Ｄ４が設けられている。さらに、パージ給気路Ｐには、パージ領域２３の出口近傍にダンパＤ５が設けられている。
【００４５】
給気路Ｓには、前記冷却装置５を通過した空気の風量及び温湿度を測定するための風量測定器７及び温湿度測定器８が配置されるとともに、前記処理領域２１を通過した空気の露点温度を測定するための露点温度測定器９が配置されている。また、排気路Ｅには、前記加熱装置６に導入される空気の風量を測定するための風量測定器１０が配置されるとともに、前記再生領域２２を通過した空気の温湿度を測定するための温湿度測定器１１が配置されている。さらに、パージ給気路Ｐには、パージ領域２３を通過した空気の風量を測定するための風量測定器１２が配置されている。
【００４６】
前記風量測定器７、１０、１２は、公知の風速計、例えば熱線風速計、ベーン式風速計、ピトー管式風速計などの各種の風速計を使用することができる。
【００４７】
前記温湿度測定器８、１１は、以下のような温度計及び湿度計から構成されるものを使用することができる。
【００４８】
前記温度計は、公知の温度計、例えば熱電対式温度センサ、電気抵抗式温度センサまたはバイメタル式などの機械式温度センサなど各種の温度計を使用することができる。
【００４９】
前記湿度計は、公知の湿度計、例えば湿度に応じて電気抵抗が変化する電気抵抗式湿度センサ、多孔質の高分子材料やセラミック材料からなる誘電体に吸着した水分に応じて電気容量が変化する電気容量式湿度センサまたはサーミスタの電気抵抗変化から湿度を測定するサーミスタ式湿度センサなど各種の湿度計を使用することができる。
【００５０】
前記露点温度測定器９は、流路に配置した反射鏡の曇りの程度を検出する鏡面冷却式露点計、塩化リチウムの吸湿特性を利用した塩化リチウム露点計、アルミニウムなどの導体からなる基盤上に多数の細孔が設けられた酸化アルミニウムなどの不導体と金などの導体の積層体を形成し、この積層体の細孔に入り込んだ水分子による静電容量の大きさを検出する静電容量式露点計などを使用することができる。
【００５１】
（除湿装置１Ａの運転状態）
〈乾燥運転モード〉
次に、上記第１形態例に係る除湿装置１Ａの運転状態について詳述する。
【００５２】
除湿装置１Ａは、運転開始時に、前記除湿ロータ２を通過した外気の全部を排気路Ｅに導入して、前記再生領域２２の吸着材を乾燥させる乾燥運転を行う。具体的には、運転開始時に、ダンパＤ２を全閉とし、ダンパＤ１、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５を全開として再生領域２２の吸着材を乾燥させることのみを目的とした乾燥運転を行う。
【００５３】
この乾燥運転は、給気路Ｓに配置した温湿度測定器８及び風量測定器７の測定値から算出した外気の水分量と、排気路Ｅに配置した温湿度測定器１１及び風量測定器１０の測定値から算出した流通空気の水分量とが略同等となるまで行われる。すなわち、給気路Ｓ及びパージ給気路Ｐを通って除湿ロータ２に供給される空気に含まれる水分量と、排気路Ｅを通って除湿ロータ２で吸着材を再生した後の空気に含まれる水分量とが略同等となった時点で、吸着材は、処理領域２１で吸着された外気に含まれる水分量以外の余分な水分を吸着していない状態となっている。この際の風量は、後述の定常運転モード時の風量よりも少なく、前記吸着材の再生に必要な空気量だけに設定するのが望ましい。これにより運転時のエネルギー消費を低減できるようになる。
【００５４】
この乾燥運転により、運転開始前に外気との平衡状態によって吸着材に吸着している初期の水分が短時間のうちに効率的に除去されるようになる。
【００５５】
〈定常運転モード〉
この乾燥運転の後、給気路Ｓを通って除湿ロータ２の処理領域２１を通過した空気の一部を給気ＳＡとして室内に供給するとともに、他の一部を排気路Ｅに供給する定常運転を行う。具体的には、乾燥運転の後、ダンパＤ２を開いて給気ＳＡを室内に供給するとともに、ダンパＤ３、Ｄ５の開度を調整して排気路Ｅに供給される空気量を制御しながら定常運転を行う。前記排気路Ｅに供給する空気量は、給気路Ｓに配置した温湿度測定器８及び風量測定器７の測定値から算出した外気の水分量から処理領域２１で吸着された水分量に見合うだけの空気量に制御される。また、再生領域２２での吸着材の再生（水分の脱着）が適切に行われるように、加熱装置６による再生空気の加熱温度、除湿ロータ２の回転数なども制御しながら定常運転が行われる。
【００５６】
図２(A)は、本発明に係る除湿装置の運転制御方法を使用した場合の露点温度の経時変化を示したグラフである。図２(B)は、その積算運転エネルギー量の経時変化を示したグラフである。図２中、「従来方式１」とは、過剰な再生エネルギーを投入している従来方式、「従来方式２」とは、除湿ロータに既に十分な水分が吸着している状態で、本発明による運転制御方法で最終的に与える再生エネルギーを運転開始当初から投入する従来方式である。
【００５７】
図２(A)に示されるように、本発明では、除湿装置の運転開始時に乾燥運転を行うため、乾燥運転の後に定常運転を開始して室内に給気ＳＡの供給開始当初から、目標露点温度に近い状態の給気ＳＡが供給でき、その後の定常運転でも、吸着材に外気に含まれる水分量以外の水分量が吸着していないため、給気ＳＡを目標露点温度に近い状態に制御することが容易となる。
【００５８】
これに対して、従来方式１では、目標露点温度より低い露点温度が得られるが、当初から過剰な再生エネルギーが投入された結果であって、エネルギー効率は悪い。また、従来方式２では、運転開始当初から吸着材には処理領域で吸着した水分量より多くの水分量が吸着しているため、再生領域で脱着すべき水分以外に再生エネルギーが分散し、再生効率が悪化したまま定常運転が続けられるため、目標露点温度には到達せず、それより高い露点温度で一定となってしまう。
【００５９】
さらに、図２(B)に示されるように、本発明では、運転開始時の乾燥運転においては、室内への給気を停止して、除湿ロータ２を通過した外気ＯＡの全部を排気路Ｅに導入するため、定常運転時よりも比較的少ない運転エネルギーで短時間に吸着材の乾燥が行われる。また、その後の定常運転においても、吸着材に余分な水分が吸着していないため、外気から吸着した水分を脱着するだけの最低限の再生エネルギーを供給すればよく、従来方式に比べて大幅に運転エネルギーを削減できる。
【００６０】
これに対して、従来方式１では、過剰な運転エネルギーを消費する。また従来方式２では、本発明の定常運転とほぼ同等の運転エネルギーを消費するが、上述の通り、目標露点温度には到達しない。
【００６１】
ところで、従来方式では、運転開始当初から吸着材に余分な水分が吸着されており、この余分な水分の昇温に熱エネルギーが消費されるため、例えば露点温度−５０℃以下の給気ＳＡを得るために除湿ロータの再生領域に供給される再生空気の温度は、加熱装置によって１２０〜１４０℃程度まで加熱する必要があった。これに対して、本発明では、運転開始時の乾燥運転によって吸着材に吸着されている余分な水分が脱着されるため、定常運転時に、再生空気の温度を８０〜１００℃程度としても、給気ＳＡを低い露点温度（例えば露点温度−５０℃以下）とすることができる。
【００６２】
このように、本発明では再生空気の温度を低く抑えることにより、次のような利点がある。まず第１に、熱伝導による熱損失を低減できるということが挙げられる。冷却装置５によって約５〜７℃程度に冷却された外気ＯＡが除湿ロータ２の処理領域２１に送られると、この処理領域２１における除湿ロータ２の温度は、約５〜３０℃となる。この領域が排気路Ｅの再生領域２２に移行すると、従来方式の除湿装置では再生空気が１２０〜１４０℃程度であるため、両者の温度差が１００℃程度にもなり、除湿ロータ２の吸着材やケーシングなどの構成部材を介した熱伝導などによる熱損失が常に発生することとなる。これに対して本発明では、再生空気の温度を低く抑えることにより、このような熱伝導による熱損失が低減でき、エネルギーの有効活用ができるという利点がある。
【００６３】
第２に、排気流路Ｅや再生領域２２周辺の断熱処理や耐熱素材の使用によるコストを低減できる点が挙げられる。再生空気の温度が１４０℃程度になると、グラスウール等の断熱材の厚みを大きく取る、或いはさらに耐熱の高い断熱材を使用する必要があり、またガスケットやパッキン類も耐熱温度の高いものを使用する必要がある。これに対して本発明では、再生空気の温度を低く抑えることにより、断熱処理や耐熱素材の使用によるコストの増加を抑えることができるという利点がある。
【００６４】
第３に、火災等のリスク増加を抑えることができる点が挙げられる。すなわち、取り扱う温度の低減により、火災や事故などのリスク発生が低減でき、安全性が向上するという利点がある。
【００６５】
第４に、熱源として廃熱利用が可能となる点が挙げられる。すなわち、加熱装置６による加熱後の温度が８０〜１００℃程度であれば、外部設備やプラントの排熱等を熱源として利用した加熱装置６とすることができ、除湿装置１Ａの運転エネルギーをさらに低減できるようになる。
【００６６】
（第１形態例の変形例）
上記第１形態例に係る除湿装置１Ａの変形例として、図３に示されるように、除湿ロータ２の処理領域２１を通過した空気の一部を、処理領域２１の前段に戻す循環流路Ｒを形成するようにしてもよい。図示例では、処理領域２１を出てダンパＤ２に至るまでの給気路Ｓの空気の一部を導入し、前記冷却装置５と外気取入口近傍のダンパＤ１との間に戻す循環流路Ｒが形成されている。循環流路Ｒの入口近傍には、循環流路Ｒに流入する空気量を調整するダンパＤ６が設けられている。
【００６７】
かかる循環流路Ｒが形成された除湿装置１Ａ’では、低露点温度の空気が外気ＯＡと混合されることにより、処理領域２１に導入される空気の水分量を予め低減することができ、処理領域２１の出口の露点温度を前記除湿装置１Ａに比べて低減することができるようになる。このため、本除湿装置１Ａ’は、目標露点温度が除湿装置１Ａに比べて低く設定され、かつ室内への給気風量が少ない場合に適用される。
【００６８】
この除湿装置１Ａ’の運転制御方法は、運転開始時には、ダンパＤ２、Ｄ６を全閉として乾燥運転を行い、その後の定常運転で、ダンパＤ２、Ｄ６の開度を適宜調整し、目標露点温度の給気ＳＡとする。
【００６９】
〔第２形態例〕
（除湿装置１Ｂの構成及び運転状態）
本発明の第２形態例に係る除湿装置１Ｂは、図４に示されるように、複数段の、図示例では２段の除湿ロータ２ａ、２ｂが設けられたものである。除湿ロータを２段設けたことにより、各除湿ロータ２ａ、２ｂに対応する各機器も同様に２段設けられ、図４中、第１段目の除湿ロータ２ａに対応する機器として各符号に小文字の「ａ」が付されており、第２段目の除湿ロータ２ｂに対応する機器として各符号に小文字の「ｂ」が付されている。
この除湿装置１Ｂは、前記除湿装置１Ａより低い露点温度（例えば露点温度−７０℃以下）の給気ＳＡを製造するのに好適である。
【００７０】
（第２形態例の変形例）
上記第２形態例に係る除湿装置１Ｂにおいても変形例として、図５に示されるように、除湿ロータの処理領域を通過した空気の一部を前記処理領域の前段に戻す循環流路Ｒを形成するようにしてもよい。図示例では、第１段目の除湿ロータ２ａの処理領域２１ａの出口近傍の空気の一部を導入し、第１段目の冷却装置５ａの前段に戻す循環流路Ｒが形成されている。
【００７１】
前記循環流路Ｒは、第２段目の除湿ロータ２ｂにも形成してもよい。すなわち、第２段目の除湿ロータ２ｂの処理領域２１ａの出口近傍の空気の一部を導入し、第２段目の冷却装置５ｂの前段に戻す循環流路としてもよい。前記循環流路Ｒは、第２段目の除湿ロータ２ｂだけに形成してもよいし、各除湿ロータ２ａ、２ｂにそれぞれ形成してもよい。
【００７２】
また、前記循環流路Ｒは、複数段の除湿ロータ２ａ、２ｂを跨いで循環する流路としてもよい。すなわち、第２段目の除湿ロータ２ｂの処理領域２１ｂの出口近傍の空気の一部を導入し、第１段目の冷却装置５ａの前段に戻す循環流路としてもよい。
【００７３】
〔第３形態例〕
本発明の第３形態例に係る除湿装置１Ｃは、図６に示されるように、給気ＳＡの露点温度が−５０℃以上の除湿装置や一般空調に用いられる汎用的な除湿装置に適用した場合の形態例である。具体的には、外気を室内へ供給する給気路Ｓと、室内空気を室外へ排出する排気路Ｅとが形成され、これら給気路Ｓと排気路Ｅとに跨って、吸着材を内蔵する回転式の除湿ロータ３０を配置し、前記除湿ロータ３０が、前記給気路Ｓに介在し吸着材が水分を吸着する機能を有する処理領域３１と、前記排気路Ｅに介在し吸着材が水分を脱着する機能を有する再生領域３２とに画成されて構成されている。
【００７４】
また、前記排気路Ｅの除湿ロータ３０の前段には、流通空気を加熱する加熱装置６が配置されている。一方、図示例では、給気路Ｓには冷却装置が配置されていないが、上記第１形態例と同様に冷却装置を給気路Ｓの除湿ロータ３０の前段に配置してもよい。
【００７５】
前記給気路Ｓと排気路Ｅとの間には、処理領域３１を通過した空気を前記加熱装置６の前段に供給するためのバイパス路Ｙが形成されている。
【００７６】
前記給気路Ｓの出入口にそれぞれダンパＤ１、Ｄ２が備えられるとともに、排気路Ｅの出入口にもそれぞれダンパＤ７、Ｄ４が備えられている。また、前記バイパス路Ｙの中間にはダンパＤ３が備えられている。
【００７７】
かかる除湿装置１Ｃの運転制御方法は、運転開始時に、ダンパＤ２、Ｄ７を全閉として、室内への給気及び還気を停止する。一方、ダンパＤ１、Ｄ３、Ｄ４を全開として、除湿ロータ３０の乾燥運転を行う。この乾燥運転の後、ダンパＤ２、Ｄ７を開くとともに、各ダンパの開度を調整して室内への給気ＳＡ及び室内からの還気ＲＡを行う定常運転に切り替える。ここで、定常運転時に、バイパス路ＹのダンパＤ３は、開度を調整して、処理領域３１を通過した空気の一部を排気路Ｅの加熱装置６の前段に供給するようにすることが好ましいが、高度な除湿を必要としない場合には、定常運転時にダンパＤ３を全閉としてもよい。
【００７８】
〔第４形態例〕
本発明の第４形態例に係る除湿装置１Ｄは、図７に示されるように、上記第３形態例に係る除湿装置１Ｃを応用したものである。具体的には、上記第３形態例に係る除湿装置１Ｃと比較して、室内側近傍の給気路Ｓと排気路Ｅとの間で顕熱交換を行う顕熱交換器３３が設けられるとともに、この顕熱交換器３３を通過した給気路Ｓの空気の一部を除湿ロータ３０の処理領域３１の前段に戻す循環流路Ｒが形成されている点で相違する。
【００７９】
前記顕熱交換器３３は、定常運転時に、比較的低温の還気ＲＡと比較的高温の処理領域３１を通過した空気との間で熱交換を行うためのものである。前記顕熱熱交換器３３は、空気同士の熱交換を行う公知の熱交換器を使用でき、例えば、アルミニウム等の蓄熱性能に優れた材料で構成される回転式の熱交換ロータを使用することができる。
【００８０】
第４形態例に係る除湿装置１Ｄは、上記第３形態例に係る除湿装置１Ｃに比べて目標露点温度が低く設定され、かつ室内への給気風量が少ない場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１形態例に係る除湿装置１Ａのシステム構成図である。
【図２】(A)、(B)は、本発明と従来方式との運転制御方法を比較したグラフである。
【図３】第１形態例の変形例を示す除湿装置１Ａ’のシステム構成図である。
【図４】第２形態例に係る除湿装置１Ｂのシステム構成図である。
【図５】第２形態例の変形例を示す除湿装置１Ｂ’のシステム構成図である。
【図６】第３形態例に係る除湿装置１Ｃのシステム構成図である。
【図７】第４形態例に係る除湿装置１Ｄのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００８２】
１Ａ・１Ａ’・１Ｂ・１Ｂ’・１Ｃ・１Ｄ…除湿装置、２・２ａ・２ｂ・３０…除湿ロータ、３…給気ファン、４…排気ファン、５…冷却装置、６…加熱装置、７・１０・１２…風量測定器、８・１１…温湿度測定器、９…露点温度測定器、２１・２１ａ・２１ｂ・３１…処理領域、２２・２２ａ・２２ｂ・３２…再生領域、２３・２３ａ・２３ｂ…パージ領域、Ｄ１〜Ｄ７…ダンパ、Ｅ…排気路、Ｐ…パージ給気路、Ｓ…給気路
【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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