(57)【要約】【課題】除湿装置及び除湿システムの大幅な省エネルギー化を図る。【解決手段】２系統の流路にそれぞれ、流路に設けられた電気ヒーター２と、前記電気ヒーター２の表面に塗布することにより担持された吸着材３とから構成された除湿装置1A、1Bを配設する。一方側流路11Aでは、給気用ダンパ16Aを開状態、再生空気用ダンパ13Aを閉状態とするとともに、除湿装置1Aの電気ヒーター２を非通電状態とし、外部空気が吸着材３によって水分が吸着され除湿された後、室内に供給される吸着処理を行い、他方側流路では、給気用ダンパ16Bを閉状態、再生空気用ダンパ13Bを開状態とするとともに、除湿装置1Bの電気ヒーター２を通電状態とし、吸着材３から水分が脱着されるとともに、水分が室内空気により外部に排気される脱着処理を行う。【選択図】図４
2010207710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流通する流路に設けられた電気ヒーターと、前記電気ヒーターの表面及び／又は前記電気ヒーターと接触して設けられる部材の表面に塗布することにより担持された吸着材とから構成され、
前記吸着材の再生工程において、前記電気ヒーターを通電加熱して前記吸着材から水分を脱着するようにしたことを特徴とする除湿装置。
【請求項２】
前記吸着材は、前記電気ヒーター及び／又は前記部材の表面に１ｍｍ以下の厚さで担持されている請求項１記載の除湿装置。
【請求項３】
前記電気ヒーターの表面に突起する複数のフィンを設け、このフィンの表面にも前記吸着材が塗布することにより担持されている請求項１、２いずれかに記載の除湿装置。
【請求項４】
外部と室内とを連通する２系統の流路が形成されるとともに、それぞれの流路に請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置が配設され、
夏季運転時において、一方側流路では、前記除湿装置の電気ヒーターを非通電状態とし、外部空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、室内に供給される吸着処理が行われ、他方側流路では、前記除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分が脱着されるとともに、この水分が室内空気により外部に排気される脱着処理が行われ、一定時間経過後又は一定流量流通後に、前記吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えるようにし、
冬季運転時において、一方側流路では、前記除湿装置の電気ヒーターを非通電状態とし、室内空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、外部に排気される吸着処理が行われ、他方側流路では、前記除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分が脱着されるとともに、この水分が外部空気により室内に供給される脱着処理が行われ、一定時間経過後又は一定流量流通後に、前記吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えるようにしたことを特徴とする除湿システム。
【請求項５】
外部と室内とを連通する２系統の流路が形成された除湿システムであって、
夏季運転時において、それぞれの流路に、外部側から順に、請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置と、再生ファンからの空気が供給されるとともに、中間に再生空気用ダンパを備えた再生空気用流路の合流点と、給気用ダンパとが配設され、これより室内側位置で各流路が合流されるとともに室内に送気する給気ファンが配設され、
一方側流路では、前記給気用ダンパを開状態、再生空気用ダンパを閉状態とするとともに、前記除湿装置の電気ヒーターを非通電状態とし、外部空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、室内に供給される吸着処理が行われ、他方側流路では、前記給気用ダンパを閉状態、再生空気用ダンパを開状態とするとともに、前記除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分が脱着されるとともに、この水分が室内空気により外部に排気される脱着処理が行われ、一定時間経過後又は一定流量流通後に、各流路に配設された前記給気用ダンパ、再生空気用ダンパの開閉状態及び前記電気ヒーターの通電／非通電状態を切り替えることにより、前記吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えるようにし、
冬季運転時において、それぞれの流路に、室内側から順に、請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置と、再生ファンからの空気が供給されるとともに、中間に再生空気用ダンパを備えた再生空気用流路の合流点と、排気用ダンパとが配設され、これより外部側位置で各流路が合流されるとともに外部に排気する排気ファンが配設され、
一方側流路では、前記排気用ダンパを開状態、再生空気用ダンパを閉状態とするとともに、前記除湿装置の電気ヒーターを非通電状態とし、室内空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、外部に排気される吸着処理が行われ、他方側流路では、前記排気用ダンパを閉状態、再生空気用ダンパを開状態とするとともに、前記除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分が脱着されるとともに、この水分が外部空気により室内に供給される脱着処理が行われ、一定時間経過後又は一定流量流通後に、各流路に配設された前記排気用ダンパ、再生空気用ダンパの開閉状態及び前記電気ヒーターの通電／非通電状態を切り替えることにより、前記吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えるようにしたことを特徴とする除湿システム。
【請求項６】
前記各流路には、前記除湿装置と再生空気用流路の合流点との間に、蓄熱材が内蔵された蓄熱装置が設けられ、前記蓄熱装置は、前記一方側流路では熱分の蓄熱として機能し、前記他方側流路では熱分の放熱として機能する請求項５記載の除湿システム。
【請求項７】
前記各流路には、前記除湿装置と再生空気用流路の合流点との間に、前記一方側流路の空気と他方側流路の空気との間で熱交換を行うプレート式熱交換器が設けられている請求項５記載の除湿システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸着材を備えた除湿装置及びこれを用いた除湿システムであって、詳しくは大幅な省エネルギー化を図った除湿装置及びこれを用いた除湿システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸着材を備えた除湿システムは、食品工場・製薬工場・精密機械工場・半導体工場など各種工場の室内環境作りや、生産工程、製品倉庫などに幅広く使用されている。また、工場以外でも、美術館や博物館、各種の保管室、園芸施設の環境作りなどにも広く採用されている。さらに、家庭用の小型除湿機も数多く販売されており、家庭の室内環境向上を目指して広く採用されるようになってきた。
【０００３】
かかる除湿システムでは、水分を吸着する性質を有するシリカゲル、活性アルミナ、合成ゼオライト、活性炭などの吸着材を利用した除湿装置において、吸着材と処理空気とを直接接触させ、処理空気中の水分を吸着材に吸着させることにより空気調整（減湿）が行われている。
【０００４】
前記吸着材は、１０−８ｍ（０．０１μｍ）以下の微細な多孔質構造を有し、この微細孔中に空気中の水分を捕獲（吸着）するとともに、該吸着材が加熱されると捕獲している水分を放出（脱着）する性質を有している。
【０００５】
かかる吸着材を用いた除湿システムは、露点温度−１００℃程度の極めて低い露点温度まで得ることができ、取扱いが容易であるため幅広く使用される一方、一定量の除湿を行う度毎に吸着材が吸着した水分を脱着させる再生工程が必要となるため、再生工程時に除湿が連続的に行えないとともに、吸着材を加熱するのに大量の熱エネルギーが必要となる。
【０００６】
ここで除湿を連続的に行えるようにするため、２つの吸着材充填塔を用意しておき、交互に除湿と再生を繰り返すなどの運転が行われている。図１３は、実用化されている２塔切替え方式の除湿システム５０の系統図である（下記非特許文献１参照）。この除湿システム５０では、吸着材が充填された２塔の充填塔５１、５２を設け、一方の充填塔５１内へファン５３から圧送された処理空気を押し込み、充填塔５１内の吸着材が処理空気中の水分を吸着する。他方の充填塔５２では、ファン５４から圧送された再生空気が再生ヒーター５５によって加熱された後、充填塔５２内に押し込まれ、内蔵された吸着材を加熱して脱着された水分を取り込んで、外部に排気される。
【０００７】
前記一方の充填塔５１内の吸着材が水分吸着の飽和状態に達すると、四方弁５６、５７をそれぞれ切り替えて、再生ヒーター５５で加熱した高温の再生空気を前記一方の充填塔５１内に送り、この高温の再生空気によって前記吸着材を加熱し、吸着した水分を脱着して、吸着材の再生が行われる。この吸着と再生の工程を交互に繰り返すように充填塔を２個以上設け、順次空気の流れを切り替えて、連続的な除湿を可能としている。
【０００８】
しかしながら、上述の２塔切替え方式の除湿システムをはじめとした吸着材を用いた除湿システム５０においては、吸着材の再生時に、再生ヒーター５５によってファン５４から送られてきた再生空気を加熱し、この加熱された再生空気を充填塔に送気することで、充填塔に充填された吸着材を加熱するようにしている。このように吸着材を加熱するのに再生空気を介した間接的な加熱が行われているため、効率が悪く、エネルギー消費量が増大していた。この吸着材の再生（加熱）に要するエネルギーは、除湿システム全体の消費エネルギーに対して大きな割合を占めており、この再生エネルギーの低減が除湿システム全体の省エネルギー化の観点から重要な課題となっている。
【０００９】
このような観点から、再生工程時のエネルギー消費量を低減すべく種々の研究がなされている。例えば、下記特許文献１では、風路の内部に設けられた吸着材と、前記吸着材に空気を送る送風機と、前記吸着材の内部に設けられた加熱源とからなり、前記加熱源が、前記送風機により誘起された空気を高温風にして吸着材全体を均一に加熱するとともに、加熱源近傍の吸着材を輻射熱によって加熱する吸着材再生装置が開示されている。また、下記特許文献２では、２分割された吸着除湿素子の外周に面状ヒーターを密着して巻き付けて構成することにより、面状ヒーターの熱を空気を介さずに吸着除湿素子に直接伝達するようにした吸着除湿装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平５−１５７２３号公報
【特許文献２】特開２００３−２０５２１５号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】「空気調和・衛生便覧」、空気調和・衛生工学会、平成１３年、第１３版、２巻、p.569-570
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１、２記載の装置において、加熱源又は面状ヒーターは吸着材又は吸着除湿素子が充填された内部に組み込まれたり、外周に巻き付けたりして配置されているため、加熱源又は面状ヒーターと接触している吸着材又は吸着除湿素子は、熱伝導により直接加熱され、均一で効率よく再生されるものの、加熱源又は面状ヒーターに接触していない吸着材又は吸着除湿素子は、一般に吸着材の熱伝導率が低いため、熱伝導による加熱は僅かで、事実上は加熱源又は面状ヒーターにより加熱された高温空気との接触による間接的な加熱が支配し、再生に要するエネルギー消費量が増大していると推測される。したがって、吸着材全体を効率よく加熱でき、再生工程時のさらなる省エネルギー化を図ることが強く望まれている。
【００１３】
そこで本発明の主たる課題は、大幅な省エネルギー化を図った除湿装置及びこれを用いた除湿システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、空気が流通する流路に設けられた電気ヒーターと、前記電気ヒーターの表面及び／又は前記電気ヒーターと接触して設けられる部材の表面に塗布することにより担持された吸着材とから構成され、
前記吸着材の再生工程において、前記電気ヒーターを通電加熱して前記吸着材から水分を脱着するようにしたことを特徴とする除湿装置が提供される。
【００１５】
上記請求項１記載の発明では、空気が流通する流路に設けられた電気ヒーターと、前記電気ヒーターの表面及び／又は前記電気ヒーターと接触して設けられる部材の表面に塗布することにより担持された吸着材とから構成され、前記吸着材の再生工程において、前記電気ヒーターを通電加熱して前記吸着材から水分を脱着するようにしているため、電気ヒーターからの熱伝導によって吸着材が直接的に加熱され、従来のように電気ヒーターや蒸気コイルなどの加熱装置によって高温の再生空気を作成し、この高温の再生空気によって吸着材を間接的に加熱するよりも、消費エネルギーが大幅に削減でき、省エネルギー化を図ることができる。
【００１６】
さらに、前記吸着材は、電気ヒーターの表面及び／又は前記電気ヒーターと接触して設けられる部材の表面に塗布することにより担持されているため、吸着材全体が均一かつ迅速に加熱され、一層の省エネルギー化を図ることができる。
【００１７】
請求項２に係る本発明として、前記吸着材は、前記電気ヒーター及び／又は前記部材の表面に１ｍｍ以下の厚さで担持されている請求項１記載の除湿装置が提供される。
【００１８】
上記請求項２記載の発明では、前記吸着材を電気ヒーター及び／又は前記部材の表面に担持させる際に、吸着材の熱伝導率が低いことに鑑みて、吸着材の厚み方向にも均一かつ迅速に加熱が行われるようにするため、１ｍｍ以下の厚さで担持させるようにしたものである。これにより、再生工程時のさらなる省エネルギー化を図ることができる。
【００１９】
請求項３に係る本発明として、前記電気ヒーターの表面に突起する複数のフィンを設け、このフィンの表面にも前記吸着材が塗布することにより担持されている請求項１、２いずれかに記載の除湿装置が提供される。
【００２０】
上記請求項３記載の発明では、吸着材の表面積を増加して除湿効率を高めるため、電気ヒーターの表面に突起する複数のフィンを設け、このフィンの表面にも前記吸着材を塗布することにより担持させるようにしたものである。
【００２１】
請求項４に係る本発明として、外部と室内とを連通する２系統の流路が形成されるとともに、それぞれの流路に請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置が配設され、
夏季運転時において、一方側流路では、前記除湿装置の電気ヒーターを非通電状態とし、外部空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、室内に供給される吸着処理が行われ、他方側流路では、前記除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分が脱着されるとともに、この水分が室内空気により外部に排気される脱着処理が行われ、一定時間経過後又は一定流量流通後に、前記吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えるようにし、
冬季運転時において、一方側流路では、前記除湿装置の電気ヒーターを非通電状態とし、室内空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、外部に排気される吸着処理が行われ、他方側流路では、前記除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分が脱着されるとともに、この水分が外部空気により室内に供給される脱着処理が行われ、一定時間経過後又は一定流量流通後に、前記吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えるようにしたことを特徴とする除湿システムが提供される。
【００２２】
上記請求項４記載の発明は、前記除湿装置を用いた除湿システムの基本構成例を規定したものである。夏季運転時において、一方側流路では、室内空気に比べて相対的に高湿の外部空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、室内に供給され、他方側流路では、除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分を脱着するとともに、この脱着された水分が室内空気によって外部に排気されている。他方、冬季運転時において、一方側流路では、外部空気に比べて相対的に高湿の室内空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、外部に排気され、他方側流路では、除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分を脱着するとともに、この脱着された水分が外部空気によって室内に供給されている。そして、夏季運転時及び冬季運転時とも、一定時間経過後又は一定流量流通後に、吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えることにより、連続的な空気調整が行われている。
【００２３】
請求項５に係る本発明として、外部と室内とを連通する２系統の流路が形成された除湿システムであって、
夏季運転時において、それぞれの流路に、外部側から順に、請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置と、再生ファンからの空気が供給されるとともに、中間に再生空気用ダンパを備えた再生空気用流路の合流点と、給気用ダンパとが配設され、これより室内側位置で各流路が合流されるとともに室内に送気する給気ファンが配設され、
一方側流路では、前記給気用ダンパを開状態、再生空気用ダンパを閉状態とするとともに、前記除湿装置の電気ヒーターを非通電状態とし、外部空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、室内に供給される吸着処理が行われ、他方側流路では、前記給気用ダンパを閉状態、再生空気用ダンパを開状態とするとともに、前記除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分が脱着されるとともに、この水分が室内空気により外部に排気される脱着処理が行われ、一定時間経過後又は一定流量流通後に、各流路に配設された前記給気用ダンパ、再生空気用ダンパの開閉状態及び前記電気ヒーターの通電／非通電状態を切り替えることにより、前記吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えるようにし、
冬季運転時において、それぞれの流路に、室内側から順に、請求項１〜３いずれかに記載の除湿装置と、再生ファンからの空気が供給されるとともに、中間に再生空気用ダンパを備えた再生空気用流路の合流点と、排気用ダンパとが配設され、これより外部側位置で各流路が合流されるとともに外部に排気する排気ファンが配設され、
一方側流路では、前記排気用ダンパを開状態、再生空気用ダンパを閉状態とするとともに、前記除湿装置の電気ヒーターを非通電状態とし、室内空気が前記吸着材によって水分が吸着され除湿された後、外部に排気される吸着処理が行われ、他方側流路では、前記排気用ダンパを閉状態、再生空気用ダンパを開状態とするとともに、前記除湿装置の電気ヒーターを通電状態とし、前記吸着材から水分が脱着されるとともに、この水分が外部空気により室内に供給される脱着処理が行われ、一定時間経過後又は一定流量流通後に、各流路に配設された前記排気用ダンパ、再生空気用ダンパの開閉状態及び前記電気ヒーターの通電／非通電状態を切り替えることにより、前記吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えるようにしたことを特徴とする除湿システムが提供される。
【００２４】
上記請求項５記載の発明は、前記除湿システムの具体的構成例を規定したものである。
【００２５】
請求項６に係る本発明として、前記各流路には、前記除湿装置と再生空気用流路の合流点との間に、蓄熱材が内蔵された蓄熱装置が設けられ、前記蓄熱装置は、前記一方側流路では熱分の蓄熱として機能し、前記他方側流路では熱分の放熱として機能する請求項５記載の除湿システムが提供される。
【００２６】
上記請求項６記載の発明では、各流路に蓄熱装置を設けることにより、吸着材の加熱に要するエネルギーをさらに省力化することができる。
【００２７】
請求項７に係る本発明として、前記各流路には、前記除湿装置と再生空気用流路の合流点との間に、前記一方側流路の空気と他方側流路の空気との間で熱交換を行うプレート式熱交換器が設けられている請求項５記載の除湿システムが提供される。
【００２８】
上記請求項７記載の発明では、各流路に一方側流路の空気と他方側流路の空気との間で熱交換を行うプレート式熱交換器を設けるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２９】
以上詳説のとおり本発明によれば、大幅な省エネルギー化を図った除湿装置及びこれを用いた除湿システムが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】処理工程時の空気の流れを示す、本発明に係る除湿装置１の(A)は縦断面図、(B)はそのＡ−Ａ断面図である。
【図２】再生工程時の空気の流れを示す、本発明に係る除湿装置１の縦断面図である。
【図３】他の形態例に係る除湿装置１の縦断面図である。
【図４】本除湿装置１と従来技術とを比較した脱着実験の結果である。
【図５】第１形態例に係る除湿システム１０を示すシステム構成図（夏季運転時のその１）である。
【図６】第１形態例に係る除湿システム１０を示すシステム構成図（夏季運転時のその２）である。
【図７】第１形態例に係る除湿システム１０を示すシステム構成図（冬季運転時のその１）である。
【図８】第１形態例に係る除湿システム１０を示すシステム構成図（冬季運転時のその２）である。
【図９】第２形態例に係る除湿システム１０を示すシステム構成図（夏季運転時のその１）である。
【図１０】第２形態例に係る除湿システム１０を示すシステム構成図（夏季運転時のその２）である。
【図１１】第２形態例に係る除湿システム１０を示すシステム構成図（冬季運転時のその１）である。
【図１２】第２形態例に係る除湿システム１０を示すシステム構成図（冬季運転時のその２）である。
【図１３】従来の除湿システム５０を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
〔除湿装置１〕
先ずはじめに、本発明に係る除湿装置１について、図１及び図２に基づいて詳述する。除湿装置１は、図１及び図２に示されるように、外部空気又は再生空気が流通する流路に設けられた複数の電気ヒーター２、２…と、前記電気ヒーター２、２…の表面に塗布することにより担持された吸着材３とから主に構成されている。
【００３２】
前記電気ヒーター２は、従来より公知のシーズヒーター、赤外線ヒーター、誘電加熱ヒーターなどの工業用ヒーターを使用することができ、中でも、絶縁性、安全性に優れ、長寿命であり、加熱対象範囲も広いシーズヒーターが好適に使用できる。また、前記電気ヒーター２は、図示例では流路と垂直方向の直線状に配置されているが、波状、Ｕ字状、円形状など任意の形状で配設することができ、渦巻き状、蛇腹状など表面積を大きな形状にすると流通空気との接触面積が増加するため好ましい。さらに、前記電気ヒーター２の断面形状は、円形状、楕円形状、平形状など任意の形状とすることができる。
【００３３】
前記吸着材３としては、従来より公知のシリカゲル、活性アルミナ、合成ゼオライト、活性炭などの多孔質吸着材を使用することができる。この多孔質吸着材は、表面及び内部に１０−８ｍ（０．０１μｍ）以下の微細孔が多数存在するものであり、この微細孔中に空気中の水分を捕獲することにより空気の除湿を行うとともに、外部からの加熱により微細孔中に捕獲した水分を脱着する性質を有するものである。
【００３４】
前記吸着材３を電気ヒーター２の表面に塗布するには、粉粒状にした吸着材原料を溶媒中に混合した混合液を作成し、この混合液を刷毛塗り、ローラー塗り、スプレー塗装などによって塗布したり、前記混合液中に電気ヒーター２を含浸させたりすることによって行うことができる。また、塗布後に自然乾燥又は加熱乾燥させることによって、塗布した吸着材を電気ヒーターの表面に担持させることができる。なお、前記溶媒中にバインダーを混合するなどにより、吸着材の担持力強化を図ることができる。
【００３５】
前記吸着材３は、電気ヒーター２の表面に１ｍｍ以下、好ましくは０．８ｍｍ以下の厚さで担持されていることが好ましい。このために前記吸着材原料は、粒子径が１ｍｍ以下、好ましくは０．８ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下の粉粒状にしたものを使用する。吸着材の塗工厚を測定するには、マイクロメーター、永久磁石式、光学式、渦電流式、静電容量式など公知の厚さ測定器によって行うことができる。
【００３６】
また、前記電気ヒーター２には、図示例のように、表面に突起する複数のフィン４、４…を設けることが好ましく、このフィン４の表面にも前記吸着材３を塗布することにより担持させるようにする。前記フィン４は、アルミ、銅などの熱伝導率の高い材質のものを使用することが好ましい。これにより、吸着材３の表面積が増大して除湿効率を向上させることができるとともに、効率的に均一かつ迅速に吸着材３を再生できる。
【００３７】
前記フィン４としては、図１及び図２に示されるように、ケーシングの上下面に跨設された電気ヒーター２に対して、上下方向に所定の間隔で流路に沿う方向に平行配置した平板状のフィン４、４…とすることが望ましい。具体的に図示例では、前記電気ヒーター２が丸棒状に形成されるとともに、前記平板状のフィン４、４…には平板中間部に前記電気ヒーター２が嵌合可能な開孔を形成する。そして、この開孔から複数のフィン４、４…を前記電気ヒーター２に嵌合させることにより、電気ヒーター２の表面に突起する複数のフィン４、４…を設けるようにする。また、前記フィン４、４…は、各電気ヒーター毎に設けられるようにしてもよいが、図示例のように、平板状のフィン４、４…が複数の、図示例では４本の電気ヒーター２、２…に跨って設けられるようにすると、電気ヒーター２、２…からの伝熱効果が向上するとともに、表面積が増加して除湿効率が向上し、さらに取付作業が容易化できるため好ましい。
【００３８】
前記フィン４、４…の固定には、例えば、図３に示されるように、前記フィン４、４…の間にそれぞれ、所定厚さで形成され、前記電気ヒーター２と接触して設けられる金属ワッシャー５を介在させることにより、フィン４、４…を所定間隔で保持するとともに、このフィン４、４…をケーシングに固定するための固定用ボルト２０、２０…を設けることができる。この場合、吸着材３は、電気ヒーター２の表面に代えて、金属ワッシャー５、５…の表面に塗布することにより担持されている。前記フィン４、４…の間隔ｓは、前記金属ワッシャー５の厚みによって任意に変化させることができ、吸着材を担持させた状態でフィン４、４間にも空気が流通できる十分な隙間とすることができ、表面積を増大して吸着効率を高める一方、圧力損失が過大とならない寸法とされ、具体的にはｓ＝１mm〜１０mmが好ましく、ｓ＝２mm〜５mmがより好ましい。前記間隔ｓは、電気ヒーター２の軸方向に沿って等間隔でも不等間隔でもよい。
【００３９】
前記金属ワッシャー５は、電気ヒーター２と接触して設けられ、図示例では、丸棒状の電気ヒーター２の外形とほぼ同内径を有するワッシャー状のものである。金属ワッシャー５は、前記電気ヒーター２表面からの熱伝導により加熱され、表面に担持された吸着材３を熱伝導により加熱する。このため、前記金属ワッシャー５は、熱伝導率の良い材質のものを使用することが好ましい。
【００４０】
以上の構成からなる除湿装置１では、図１に示されるように、外部空気を除湿する処理工程の場合、電気ヒーター２、２…を通電加熱せず、外部空気は、除湿装置１の流路内を通過する際、外部空気と吸着材３との接触によって吸着材３に水分が吸着され、除湿される。
【００４１】
一方、図２に示されるように、除湿材３を再生する再生工程の場合、電気ヒーター２を通電加熱して、その熱伝導によって吸着材３を直接的に加熱し、吸着した水分の脱着（吸着材３を再生）を行う。脱着された水分は、除湿装置１の流路内を通過する再生空気によって外部に排気される。ここで、前記吸着材３は、電気ヒーター２及び／又は金属ワッシャー５の表面に塗布することにより担持しているため、電気ヒーター２の通電加熱により、吸着材３全体が均一かつ迅速に加熱され、再生に要する電気ヒーター２の消費エネルギーが少なくて済む。また、吸着材３が流路に充填されないため、空気通過時の圧力損失が小さくなり、送風ファンを小型化することができ、この点でも省エネルギー化が図れる。
【００４２】
図４は、本除湿装置１と電気ヒーターによって加熱された温風を吸着材に送風する従来技術とを比較した脱着実験の結果である。脱着量増加比とは、それぞれの再生工程において電気ヒーター加熱をしない条件での吸着材の脱着量を基準値１として、各電力消費量でヒーター加熱したときの脱着量の増加の割合を示したものである。この結果、本除湿装置１は、従来技術に比べて、低電力消費量にて飛躍的に高い脱着効率を実現することができ、本発明の有効性が実証された。
【００４３】
〔第１形態例に係る除湿システム１０〕
次に、前記除湿装置１を用いた除湿システム１０について詳述する。先ず、第１形態例に係る除湿システム１０について、図５〜図８に基づいて説明する。
【００４４】
（夏季運転時）
第１形態例に係る除湿システム１０は、夏季運転時において、図５及び図６に示されるように、外部と室内とを連通する２系統の流路が設けられるとともに、各流路１１Ａ、１１Ｂにはそれぞれ、外部側から順に、前記除湿装置１Ａ、１Ｂと、蓄熱材が内蔵された蓄熱装置１２Ａ、１２Ｂと、再生ファン１４Ａ、１４Ｂからの空気が供給されるとともに、中間に再生空気用ダンパ１３Ａ、１３Ｂを備えた再生空気用流路１５Ａ、１５Ｂの合流点Ａ、Ｂと、給気用ダンパ１６Ａ、１６Ｂとが設けられている。さらに、これより室内側位置で各流路１１Ａ、１１Ｂが合流されるとともに、室内に送気する給気ファン１７が設けられている。前記再生ファン１４Ａ、１４Ｂは、吸込側が室内に接続されて室内空気を吸込むようにしても良いし、他の空気でも良い。
【００４５】
そして、前記各流路１１Ａ、１１Ｂのうち、一方側流路１１Ａでは、給気用ダンパ１６Ａを開状態、再生空気用ダンパ１３Ａを閉状態とし、この状態では前記給気ファン１７の吸込力によって外部空気が室内に供給される。このとき、除湿装置１Ａは、電気ヒーター２を通電加熱しない状態とし、外部空気の水分が吸着材３によって吸着され除湿される。前記外部空気は、除湿装置１Ａで吸着材３により水分吸着が行われて除湿されると同時に、水分吸着に伴い温度上昇するが、次段の蓄熱装置１２Ａで冷却（蓄熱装置１２Ａの蓄熱材に蓄熱）され空気調整が行われた後、室内に供給される吸着処理が行われる。
【００４６】
また、他方側流路１１Ｂでは、給気用ダンパ１６Ｂを閉状態、再生空気用ダンパ１３Ｂを開状態とし、この状態では前記再生ファン１４Ｂの吐出力によって再生ファン１４Ｂからの再生空気が外部に排気される流路が形成される。このとき、除湿装置１Ｂでは、電気ヒーター２を通電加熱した状態とし、吸着材３の水分を脱着する。前記再生空気は、蓄熱装置１２Ｂで加熱（蓄熱装置１２Ｂの蓄熱材が冷却）された後、除湿装置１Ｂで脱着された水分を取込んで、外部に排気される脱着処理が行われる。
【００４７】
さらに、一定時間経過後又は一定流量流通後、図６に示されるように、各流路に配設された除湿装置１Ａ、１Ｂ及び蓄熱装置１２Ａ、１２Ｂの各機能を入れ替える操作を行う。具体的には、一定時間経過後又は一定流量流通後、各流路に設けられた供給用ダンパ１６Ａ、１６Ｂ、再生空気用ダンパ１３Ａ、１３Ｂの開閉の状態及び除湿装置１Ａ、１Ｂに備えられた電気ヒーター２の通電／非通電状態を切り替える制御装置（図示せず）を設けることにより、前記吸着処理が行われる流路と脱着処理が行われる流路とを交互に入れ替えるようにする。これにより、空気調整（除湿）された外部空気を連続的に室内に供給することができるようになる。ここで、各機能を一定時間毎に入れ替える場合、切替時間間隔は、例えば１分〜６０分の間で任意に設定することができる。また、この切替時間間隔内で、電気ヒーター２の通電時間を別途、設定できるようにしてもよい。
【００４８】
（冬季運転時）
冬季運転時は、夏季運転時と比較して、各流路を流れる外部空気及び室内空気の流れが逆向きになっている。この空気の流れの切替えは、手動のダンパー又は外部空気の状態に応じて自動で切り替わるダンパーなどによって行われる。
【００４９】
冬季運転時において、前記除湿システム１０は、図７及び図８に示されるように、外部と室内とを連通する２系統の流路が設けられるとともに、各流路１１Ａ、１１Ｂにはそれぞれ、室内側から順に、前記除湿装置１Ａ、１Ｂと、蓄熱材が内蔵された蓄熱装置１２Ａ、１２Ｂと、再生ファン１４Ａ、１４Ｂからの空気が供給されるとともに、中間に再生空気用ダンパ１３Ａ、１３Ｂを備えた再生空気用流路１５Ａ、１５Ｂの合流点Ａ、Ｂと、排気用ダンパ１６Ａ、１６Ｂとが設けられている。さらに、これより外部側位置で各流路１１Ａ、１１Ｂが合流されるとともに、外部に排気する排気ファン１７が設けられている。
【００５０】
そして、前記各流路１１Ａ、１１Ｂのうち、一方側流路１１Ａでは、排気用ダンパ１６Ａを開状態、再生空気用ダンパ１３Ａを閉状態とし、この状態では前記排気ファン１７の吸込力によって室内空気が外部に排気される。このとき、除湿装置１Ａは、電気ヒーター２を非通電状態とし、室内空気の水分が吸着材３によって吸着され除湿される。前記室内空気は、水分吸着に伴い温度上昇し、この上昇した熱分を次段の蓄熱装置１２Ａの蓄熱材に蓄熱した後、外部に排気される吸着処理が行われる。
【００５１】
また、他方側流路１１Ｂでは、排気用ダンパ１６Ｂを閉状態、再生空気用ダンパ１３Ｂを開状態とし、この状態では前記再生ファン１４Ｂの吐出力によって再生ファン１４Ｂからの外部空気が室内に供給される流路が形成される。このとき、除湿装置１Ｂは、電気ヒーター２を通電状態とし、吸着材３の吸着した水分を脱着する。前記外部空気は、蓄熱装置１２Ｂで加熱された後、除湿装置１Ｂで脱着された水分を取り込んで、室内に給気される脱着処理が行われる。
【００５２】
さらに、図７に示される状態から、一定時間経過後又は一定流量流通後、図８に示されるように、各流路に配設された除湿装置１Ａ、１Ｂ及び蓄熱装置１２Ａ、１２Ｂの各機能を入れ替える操作を行う。具体的な操作方法は、上記夏季運転時と同様である。
【００５３】
〔第２形態例に係る除湿システム１０’〕
本除湿システム１０’は、図９及び図１０に示されるように、上記第１形態例に係る除湿システム１０と比較して、再生空気用流路の構成と熱交換の構成とが相違する。
【００５４】
すなわち、再生空気用流路１５Ａ’、１５Ｂ’は、各流路１１Ａ、１１Ｂとの合流点Ａ、Ｂを連結するように構成され、その中間部に再生ファン１４が備えられるとともに、そこから各合流点Ａ、Ｂまでの間にそれぞれ再生空気用ダンパ１３Ａ、１３Ｂが備えられている。したがって、再生ファン１４からの再生空気は、前記再生空気用ダンパ１３Ａ、１３Ｂの開閉操作によって、各流路１１Ａ、１１Ｂにそれぞれ送られる。
【００５５】
また、本除湿システム１０’では、除湿装置１Ａ、１Ｂと再生空気用流路の合流点Ａ、Ｂとの間に、一方側流路の空気と他方側流路の空気との間で熱交換を行うプレート式熱交換器１２’が設けられている。前記プレート式熱交換器１２’は、複数の伝熱プレートをガスケットを介して所定間隔で順次積層して構成されたものであり、各伝熱プレート間に一方側流路の空気と他方側流路の空気とを交互に対向流通させることにより、流通過程で伝熱プレートを介して熱交換を行うものである。
【００５６】
（夏季運転時）
夏季運転時において、第２形態例に係る除湿システム１０’は、図９及び図１０に示されるように、外部と室内を連通し、プレート式熱交換器１２’で交差する２系統の流路１１Ａ、１１Ｂが設けられるとともに、各流路１１Ａ、１１Ｂにはそれぞれ、外部側から順に、前記除湿装置１Ａ、１Ｂと、前記プレート式熱交換器１２’と、再生ファン１４からの空気が供給されるとともに、中間に再生空気用ダンパ１３Ａ、１３Ｂを備えた再生空気用流路１５Ａ’、１５Ｂ’の合流点Ａ、Ｂと、給気用ダンパ１６Ａ、１６Ｂとが設けられている。さらに、これより室内側位置で各流路１１Ａ、１１Ｂが合流されるとともに、室内に送気する給気ファン１７が設けられている。
【００５７】
各流路における吸着処理及び脱着処理の工程は、上記第１形態例と同様である。また、図９に示される状態から、一定時間経過後又は一定流量流通後、図１０に示されるように、除湿装置１Ａ、１Ｂの機能を入れ替える操作も、上記第１形態例と同様である。
【００５８】
（冬季運転時）
冬季運転時において、第２形態例に係る除湿システム１０’は、図１１及び図１２に示されるように、各流路１１Ａ、１１Ｂにはそれぞれ、室内側から順に、前記除湿装置１Ａ、１Ｂと、プレート式熱交換器１２’と、再生ファン１４からの空気が供給されるとともに、中間に再生空気用ダンパ１３Ａ、１３Ｂを備えた再生空気用流路１５Ａ’、１５Ｂ’の合流点Ａ、Ｂと、排気用ダンパ１６Ａ、１６Ｂとが設けられている。さらに、これより外部側位置で、各流路１１Ａ、１１Ｂが合流されるとともに、外部に排気する排気ファン１７が設けられている。
【００５９】
冬季運転時においても、各流路における吸着処理及び脱着処理の工程は、上記第１形態例と同様である。また、図１１に示される状態から、一定時間経過後又は一定流量流通後、図１２に示されるように、除湿装置１Ａ、１Ｂの機能を入れ替える操作も、上記第１形態例と同様である。
【符号の説明】
【００６０】
１・１Ａ・１Ｂ…除湿装置、２…電気ヒーター、３…吸着材、４…フィン、１０・１０’…除湿システム、１１Ａ・１１Ｂ…流路、１２Ａ・１２Ｂ…蓄熱装置、１２’…プレート式熱交換器、１３Ａ・１３Ｂ…再生空気用ダンパ、１４Ａ・１４Ｂ…再生ファン、１５Ａ・１５Ｂ・１５Ａ’・１５Ｂ’…再生空気用流路、１６Ａ・１６Ｂ…給気用ダンパ（排気用ダンパ）、１７…給気ファン（排気ファン）、Ａ・Ｂ…合流点
【図１】
2010207710.tif 000003
【図２】
2010207710.tif 000004
【図３】
2010207710.tif 000005
【図４】
2010207710.tif 000006
【図５】
2010207710.tif 000007
【図６】
2010207710.tif 000008
【図７】
2010207710.tif 000009
【図８】
2010207710.tif 000010
【図９】
2010207710.tif 000011
【図１０】
2010207710.tif 000012
【図１１】
2010207710.tif 000013
【図１２】
2010207710.tif 000014
【図１３】
2010207710.tif 000015