(57)【要約】      （修正有）【課題】省エネ対策の温度設定の範囲内で、人間のミスナール体感温度を２５℃とすることよって不快感を覚えずに快適に過ごすことができると共に、省エネ対策が充分に図れる、空調システムを提供する。【解決手段】外気を取り入れ熱交換手段８、９およびデシカントロータ４を介して温度と湿度とを調整し、その調整した空気を空調対象の室内に送風すると共に、該空調対象の室内から排出される空気の温度を熱交換手段８，９により調整して前記デシカントロータ４の機能再生に用いるデシカント空調であって、夏期における前記空調対象の室内の温度が２８℃になるように設定した時に、送風される空気の相対湿度が５０％以下になるように設定した。【選択図】図１
2010249420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を取り入れ熱交換手段およびデシカントロータを介して温度と湿度とを調整し、その調整した空気を空調対象の室内に送風すると共に、該空調対象の室内から排出される空気の温度を熱交換手段により調整して前記デシカントロータの機能再生に用いるデシカント空調であって、
夏期における前記空調対象の室内の温度が２８℃になるように設定した時に、送風される空気の相対湿度が５０％以下になるように設定したこと
を特徴とするデシカント空調システム。
【請求項２】
前記空気の好ましい相対湿度は４０％であること
を特徴とする請求項１に記載のデシカント空調システム。
【請求項３】
取り入れた外気を温度調整する熱交換手段は冷却であり、室内の空気を温度調整する熱交換手段は加熱であること
を特徴とする請求項１に記載のデシカント空調システム。
【請求項４】
外気を取り入れ熱交換手段およびデシカントロータを介して温度と湿度とを調整し、その調整した空気を空調対象の室内に送風すると共に、該空調対象の室内から排出される空気の温度を熱交換手段により調整して前記デシカントロータの機能再生に用いるデシカント空調であって、
冬期における前記空調対象の室内の温度が２０±２℃になるように設定した時に、送風される空気の相対湿度が５０±２％程度以下になるように設定したこと
を特徴とするデシカント空調システム。
【請求項５】
取り入れた外気を温度調整する熱交換手段は加熱であり、室内の空気を温度調整する熱交換手段は冷却であること
を特徴とする請求項５に記載のデシカント空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー効率を高めたデシカント空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のデシカント空調装置として複数のものが公知になっている。例えば、第１の公知例としては、加熱及び冷却用と熱源として吸収ヒートポンプを使用するデシカント空調装置において、吸収ヒートポンプは、低圧蒸発器と、その低圧蒸発器よりも高い圧力で作動する高圧蒸発器と、低圧吸収器と、その低圧吸収器よりも高い圧力で作動する高圧吸収器と、再生器と、凝縮器とを備え、かつ前記低圧吸収器の吸収熱で高圧蒸発器を加熱するように低圧吸収器と高圧蒸発器とが熱交換関係を形成する熱交換手段を有し、かつ低圧蒸発器で蒸発した冷媒を低圧吸収器が吸収し、且つ高圧蒸発器で蒸発した冷媒を高圧吸収器が吸収するように構成されており、デシカント材の再生を行うための加熱器が高圧吸収器および凝縮器と熱交換する加熱経路を有し、空調空間に供給する処理空気の冷却器が低圧蒸発器と熱交換する冷却経路を有するというものである（特許文献１）。
【０００３】
この第１の公知例においては、デシカント空調の処理空気の熱を吸収ヒートポンプのヒートポンプ作用により汲み上げて、再生空気の加熱に用いることができるため、デシカントの再生のため外部から加える必要がある熱量が大幅に軽減され、動作係数を著しく向上することができる。したがって冷却のための熱源エネルギの消費量が軽減され、経済性にすぐれたデシカント空調装置を提供することができるとしている。
【０００４】
公知に係る第２のデシカント空調機としては、例えば、給気用の第１送風路Ａと、第２送風路Ｂと、前記第１送風路Ａの送風空気を吸着減湿剤で吸着除湿すると共に前記第２送風路Ｂの送風空気で吸着減湿剤を乾燥させて再生するデシカントロータ２と、送風空気の冷却・加熱切換自在な圧縮式空気熱源の第１と第２のヒートポンプＣ、Ｄと、を備え、前記第１送風路Ａにおいて、前記デシカントロータ２の空気入口側と空気出口側に前記第１ヒートポンプＣの給気側熱交換器６と前記第２ヒートポンプＤの吸気側熱交換器７とを分配し、前記第２送風路Ｂにおいて、前記デシカントロータ２の空気入口側に前記第１ヒートポンプＣと前記第２ヒートポンプＤで共用する熱源側熱交換器８を配置したというものである（特許文献２）。
【０００５】
このデシカント空調機によれば、空調のための温湿度制御幅が広く、別個に熱源やコイルなどが不要となりコストダウンを図れ、コールドアイル対策のみならず各種空調にも対応でき、幅広い用途に使用できる。第１と第２のヒートポンプの熱源側熱交換器を共用しているので部品点数の削減とコンパクト化を図れる。熱源側熱交換器のフイン群を共用してあるので伝熱面積が大きくなって第１と第２のヒートポンプの一方のみの運転でも熱交換能力が高くなるというものである。
【０００６】
さらに、公知に係る第３のデシカント空調方法としては、減湿装置によって外気を減湿した後に、目的空間からの還気と顕熱交換器で熱交換することによって冷却し、その後当該冷却した空気を加湿して前記目的空間に供給するデシカント方式の空調方法において、前記目的空間からの還気を加湿した後に、前記顕熱交換器に導入して減湿後の外気と熱交換を行い、この顕熱交換器を通過した後の還気の一部を減湿装置のプレ再生に用い、残りの一部を加熱装置によって加熱した後に、減湿装置の再生に用いるというものである（特許文献３）。
【０００７】
この方法によれば、再生ヒータに要するエネルギーを必要最小限にまで低減させることが可能であり、その分省エネルギーが図れるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１７８２９１号公報
【特許文献２】特開２００７−３２７６８４号公報
【特許文献３】特開平１１−３２５５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、環境問題を考慮した省エネ対策のクールビズ（ＣＯＯＬ  ＢＩＺ）対応に係る空調制御において、例えば、夏期における室内の冷房温度を好ましくは２８℃に設定するとしているが、室内の温度が設定された２８℃に維持されていても、実際の体感温度はそれ以上に感じており、相対的に不快感を覚えているのである。その理由は、温度と湿度との関係による人間のミスナール体感温度に関連しているものであると認められる。
【００１０】
この種デシカント空調装置またはシステムにおいては、冷房または暖房に使用する駆動の熱源や途中で発生する熱エネルギーを廃棄せずに、同冷房または暖房における補助的なエネルギーとして再利用するものであるが、前記いずれの公知例においても、室内の冷房または暖房温度と湿度との関係、即ち、人間のミスナール体感温度に関連して、合理的な制御については全く言及していないのであり、そのために省エネ対策における温度設定で生じている不快感は実質的に回避されていないという問題点を有しており、また、他方においては、不快感を回避するためにやむを得ず設定温度を例えば２５℃にして、所謂、省エネ対策に反する行為を行わざるを得ないのが実情である。
【００１１】
従って、前記いずれの公知技術においても、省エネ対策の温度設定の範囲内で、実質的に不快感を回避できるようにすることに解決課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記課題を解決する具体的手段として、第１の発明は、外気を取り入れ熱交換手段およびデシカントロータを介して温度と湿度とを調整し、その調整した空気を空調対象の室内に送風すると共に、該空調対象の室内から排出される空気の温度を熱交換手段により調整して前記デシカントロータの機能再生に用いるデシカント空調であって、夏期における前記空調対象の室内の温度が２８℃になるように設定した時に、送風される空気の相対湿度が５０％以下になるように設定したことを特徴とするデシカント空調システムを提供するものである。
【００１３】
本発明に係る第２の発明は、外気を取り入れ熱交換手段およびデシカントロータを介して温度と湿度とを調整し、その調整した空気を空調対象の室内に送風すると共に、該空調対象の室内から排出される空気の温度を熱交換手段により調整して前記デシカントロータの機能再生に用いるデシカント空調であって、冬期における前記空調対象の室内の温度が２０±２℃になるように設定した時に、送風される空気の相対湿度が５０±２％程度以下になるように設定したことを特徴とするデシカント空調システムを提供するものである。
【００１４】
前記第１の発明において、前記空気の好ましい相対湿度は４０％であること；および取り入れた外気を温度調整する熱交換手段は冷却であり、室内の空気を温度調整する熱交換手段は加熱であること；を付加的な要件として含むものである。
【００１５】
また、前記第２の発明において、取り入れた外気を温度調整する熱交換手段は加熱であり、室内の空気を温度調整する熱交換手段は冷却であること；を付加的な要件として含むものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るデシカント空調システムによれば、特に、夏期における省エネ対策のクールビズ対応に係る空調制御であって、空調対象室内の温度を２８℃に設定したときに、送風する空気の相対湿度を５０％以下、好ましくは４０％にすることによって、人間のミスナール体感温度を２５℃としたものであり、それによって不快感を覚えずに快適に過ごすことができると共に、省エネ対策が充分に図れるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るデシカント空調システムの構成を略示的に示した説明図である。
【図２】温度と湿度との関係により人間のスミナール体感温度を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。図１において、デシカント空調システム１は給気側室２と排気側室３とに区画されており、その区画部の略中央位置に両側の室内に跨ってデシカントロータ４が回動可能に配設されていると共に、屋外に設置して駆動または制御する室外機５が設けられている。
【００１９】
給気側室２には、基本的に室内への送風口２ａと屋外からの吸気口２ｂとが設けられ、送風口２ａ側に送風手段６が配設されている。また、前記排気側室３には、室内からの吸気口３ａと屋外への排気口３ｂとが設けられ、排気口３ｂ側には排気手段７が配設されている。これら送風手段６および排気手段７は、例えば、送風または排気のために適宜のモータなどにより回転するファンである。
【００２０】
更に、前記給気側室２には、デシカントロータ４と吸気口２ｂとの間に、冷房用としての熱交換手段である第１の蒸発器８と第２の蒸発器９とが設けられており、第１の蒸発器８は、室外器５に設けられた圧縮機１０と凝縮器１１とに接続され、第２の蒸発器９は、前記排気側室３のデシカントロータ４と排気口３ｂとの間に設けた圧縮機１２とデシカントロータ４と吸気口３ａとの間に配設された加熱用としての熱交換手段である凝縮器１３とに接続されており、それぞれの冷媒ガスの流れは矢印ａ、ｂで示した通りである。
【００２１】
このようなデシカント空調システムを使用して、例えば、夏期における室内の冷房で温度と湿度とを設定する場合に、省エネ対策のクールビズ対応に基づいて冷房温度を２８℃に設定すると、体感温度が２８℃以上にならないようにしなければならないのである。本発明者等が人間のミスナール体感温度について種々研究し実験した結果、図２のグラフに示したように、温度と湿度との関係が解ったのである。
【００２２】
このグラフに基づいて、室内の冷房温度を２８℃に設定した場合に、体感温度が２８℃以下になるように湿度を設定すると、相対湿度を例えば４０％以下に設定すれば、体感温度が実質的に不快感を与えない２５℃以下の好ましい温度範囲となるのである。また、相対湿度を例えば５０％に設定した場合でも、体感温度が約２６℃程度であり、この温度範囲まではクールビズ対応として我慢できる範囲であると認められる。
【００２３】
次ぎに、本発明に係るデシカント空調システムの使用状況について説明する。まず、空調システムとして稼働させたときの室内の冷房温度を２８℃に設定すると共に、室内の相対湿度を４０％に設定して稼働させると、室外機５の圧縮機１０と凝縮器１１が駆動して圧縮した冷媒ガスを矢印ａの方向に送出し、給気側室２内に配設した第１の蒸発器８において、冷媒ガスが蒸発すること（気化作用）で該第１の蒸発器８が冷却される。同時に排気側室３内に配設した圧縮機１２と凝縮器１３とが駆動して冷媒ガスを矢印ｂ方向に送出し、給気側室２内に配設した第２の蒸発器９において冷媒ガスが気化することで該第２の蒸発器９も冷却状態になる。
【００２４】
また、同時にデシカントロータ４は駆動されて比較的ゆっくりと回転し、送風手段６および排気手段７も駆動されてそれぞれ送風および排気を行うのである。この場合に、送風手段６によって給気側室２内の空気が、矢印ｃで示したように、送風口２ａから冷房を目的とする室内に送風されると共に、矢印ｄで示したように、吸気口２ｂからは必然的に外気が給気側室２内に取り入れられる。この取り入れられる外気の温度は、夏期であるから概ね３０〜３５℃程度で湿度は６０〜６５％程度である。
【００２５】
給気側室２内に取り入れられた外気は、冷却状態になっている第１および第２の蒸発器８、９を通過することにより、一例として温度が約１８℃で相対湿度が約９５％程度になる（但し、温度としては２０±２℃で、湿度は９０±５％の範囲も含む）。このような状態になった空気をデシカントロータ４を通過させることにより、除湿されて設定温度である約２８℃になり相対湿度が約４０％になり、送風口２ａから室内に送風される。なお、湿度については好ましくは４０％程度であるが、例えば、湿度が５０％以下であれば、その範囲も冷房空調として適用可能である。
【００２６】
他方の排気側室３においては、排気手段７が駆動されることにより排気側室３内の空気が排気口３ｂから、矢印ｅで示したように、外部に排気され、それに伴って吸気口３ａから、矢印ｆで示したように、空調対象の室内の空気を取り入れることになる。取り入れられた空気は、初期段階ではまだ３０℃を超える温度であり、この空気が凝縮器１３を通過することにより、凝縮作用によって発生する熱で更に加熱（約４０℃）されてデシカントロータ４を通過させる。この加温された空気により、前記給気側室２内でデシカントロータ４が吸着した湿気を蒸発または奪って乾燥した状態に（再生）し、蒸発または奪った湿気を含む空気は、最初に取り入れた外気の温度と湿度とほぼ同じレベルになり、矢印ｅで示したように、外部に排気されるのである。なお、デシカントロータ４はゆっくりと回転しているので、常時、給気側室２内では湿気の吸着が行われ、排気側室３内では湿気の蒸発・乾燥が行なわれるのである。
【００２７】
この動作が連続的に行われることによって、空調対象の室内から排出される空気は、湿度が低く乾燥した状態であるので、デシカントロータ４が吸着した湿気を効率よく蒸発または奪うことで乾燥させて機能再生を図ることができるのであり、また、デシカントロータ４の乾燥状態（機能再生）が良ければ、給気側室２内での湿気の吸着効率が高まるのであり、それによって益々冷房効率が高まるのである。  
【００２８】
前記した説明は、夏期における冷房についてであるが、冬期における暖房の場合は、図１における第１および第２の蒸発器８、９が、第１および第２の凝縮器となるのであり、凝縮器１１、１３がそれぞれ蒸発器となり、冷媒として表現した熱媒体の送出方向の矢印ａ、ｂが、夏期から冬期への切換によってそれぞれ逆方向になるのである。  
【００２９】
そして、吸気口２ｂから取り入れられる外気の温度が、冬期であるから例えば３℃で湿度が８９％であるとすれば、凝縮によって発熱した凝縮器８、９を通ることで、一例として温度が約３２℃で相対湿度が約１６％になる。この空気はデシカントロータ４を通過することで温度が約２０℃で相対湿度が約５０％程度になって室内に送風される。この場合の凝縮器８、９の発熱は、要するに、デシカントロータ４を乾燥（機能再生）させるための熱源となると共に、外気を加湿する作用も行うのである。
【００３０】
他方の吸気口３ａからは室内の空気が吸引され、気化熱で低温になっている蒸発器１３を通過して冷やされると共に、湿気を含んだ室内の空気がデシカントロータ４を通過することにより、その湿気がデシカントロータ４に吸着され、低温で乾燥した空気が排気口３ｂから屋外へ排気するのである。なお、デシカントロータ４に吸着された水分は、前記したように給気側室２内において約２０℃に加温された外気を相対湿度約５０％程度に加湿して室内へ送気されるのである。
【００３１】
このように冬期においては、概ね室内温度が２０±２℃で湿度が５０±２％程度の範囲に保たれていれば、寒さを感じないで快適に過ごせる室内環境になるのである。いずれにしても、省エネ対策として、湿度を制御するために使用されるデシカントロータの水分の吸着・離脱を外気の温度を利用したり凝縮器の発熱を利用して効率よく行うのであり、しかも、人間のミスナール体感温度に係る特性を考慮することで温度と湿度との調整を行うことにより、省エネ対策の温度設定でも不快感を与えないのである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係るデシカント空調システムは、夏期における省エネ対策のクールビズ対応に係る効率を高めた空調であって、データー的に室内温度を２８℃にすることが省エネ対策のために必要であるとしており、そのようにしても体感温度がそれ以上になって不快な状態で過ごすことを強いられる不都合がある。しかしながら、湿度との関係で、２８℃に設定しても、送風する空気の相対湿度を５０％以下、好ましくは４０％にすることにより、人間のミスナール体感温度を２５℃としたものであり、不快感を解消させ且つ省エネ対策が充分に図れるようになったのであり、温度と湿度とを制御することにより冬期における空調にも広く利用できるのである。
【符号の説明】
【００３３】
１  デシカント空調システム
２  給気側室
２ａ  送風口
２ｂ、３ａ  吸気口  
３  排気側室
３ｂ  排気口
４  デシカントロータ
５  室外機
６  送風手段
７  排気手段
８、９  蒸発器
１０、１２  圧縮機
１１，１３  凝縮器
【図１】
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【図２】
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