(57)【要約】  エネルギの利用効率を向上できる塗装設備を提供すること。  塗装設備１は、乾燥室５と、冷却室６と、吸気部２１と、吸気部２１の下流側に配置される第１熱交換部２１０と、第１熱交換部２１０の下流側に配置される第２熱交換部２２０と、第２熱交換部２２０を通過した空気を加熱する加熱用空調装置３と、内部を冷却水が流通する冷却水循環路７と、冷却水循環路７を流通する冷却水との間で熱交換可能な第３熱交換部２３０と、外部の空気を冷却し冷却室６に供給する冷却用空調装置４と、第１熱交換部２１０と第２熱交換部２２０とを環状に連結する第１冷媒循環路２４０と、第１熱交換部２１０と第３熱交換部２３０とを環状に連結する第２冷媒循環路２５０と、吸気部２１に吸入された空気の絶対湿度を測定する湿度測定部２００ａと、第１冷媒循環路２４０に冷媒を循環させる第１状態と、第２冷媒循環路２５０に冷媒を循環させる第２状態と、を切り替え可能な切替部２５２，２５３と、湿度測定部２００ａにより測定される絶対湿度に基づいて切替部２５２，２５３を制御する制御部９と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗料が塗布された被塗装物を乾燥させる乾燥室と、
前記乾燥室に加熱された空気を供給する空調装置と、
前記空調装置に設けられたヒートポンプと、を備えることを特徴とする塗装設備。
【請求項２】
前記ヒートポンプは、外気を除湿する除湿機能を有することを特徴とする請求項１に記載の塗装設備。
【請求項３】
前記ヒートポンプは、前記乾燥室の外気導入口側に設けられた吸熱部及び放熱部を備える請求項１に記載の塗装設備。
【請求項４】
前記乾燥室の出口に設けられ該乾燥室により乾燥された被塗装物を冷却する冷却室を更に備え、該冷却室に導入される冷気は、前記ヒートポンプにより得られることを特徴とする請求項１に記載の塗装設備。
【請求項５】
塗料が塗布された被塗装物を乾燥させる乾燥室と、
前記乾燥室において乾燥された前記被塗装物を冷却する冷却室と、
外部の空気を吸入する吸気部と、
前記吸気部の下流側に配置され該吸気部に吸入された空気との間で熱交換可能な第１熱交換部と、
前記第１熱交換部の下流側に配置され前記第１熱交換部を通過した空気との間で熱交換可能な第２熱交換部と、
前記第２熱交換部を通過した空気を更に加熱して前記乾燥室に供給する加熱用空調装置と、
内部を冷却水が流通する冷却水循環路と、
前記冷却水循環路を流通する冷却水との間で熱交換可能な第３熱交換部と、
前記冷却水循環路を流通する冷却水を利用して外部の空気を冷却し前記冷却室に供給する冷却用空調装置と、
前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とを環状に連結し、内部を冷媒が循環可能な第１冷媒循環路と、
前記第１熱交換部と前記第３熱交換部とを環状に連結し、内部を冷媒が循環可能な第２冷媒循環路と、
前記吸気部に設けられ該吸気部に吸入された空気の絶対湿度を測定する湿度測定部と、
前記第１冷媒循環路に冷媒を循環させる第１状態と、前記第２冷媒循環路に冷媒を循環させる第２状態と、を切り替え可能な切替部と、
前記湿度測定部により測定される絶対湿度に基づいて、前記切替部を制御する制御部と、を備える塗装設備。
【請求項６】
前記第１状態において、前記第１熱交換部は吸熱部として機能すると共に前記第２熱交換部は放熱部として機能し、
前記第２状態において、前記第１熱交換部は放熱部として機能すると共に前記第３熱交換部は吸熱部として機能する請求項５に記載の塗装設備。
【請求項７】
前記制御部は、前記湿度測定部により測定される絶対湿度が所定値以上の場合に前記切替部を前記第１状態に切り替え、前記湿度測定部により測定される絶対湿度が所定値未満の場合に前記切替部を前記第２状態に切り替える請求項５又は６に記載の塗装設備。
【請求項８】
前記冷却水循環路に設けられ、該冷却水循環路を流通する冷却水を冷却可能な冷却装置を更に備える請求項５から７のいずれかに記載の塗装設備。
【請求項９】
前記制御部は、前記切替部を前記第２状態に切り替えた場合、前記冷却装置の起動を停止させる請求項８に記載の塗装設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体等の被塗装物に塗装を施す塗装設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車体等の被塗装物に塗装を施す塗装設備は、塗料が塗布された被塗装物を高温の空気により乾燥させる乾燥室と、この乾燥室で乾燥されて高温となった被塗装物を低温の空気により冷却する冷却室と、を備える（例えば、特許文献１参照）。
ここで、乾燥室で用いられる高温の空気は、例えば、除湿装置により除湿した外気を加熱装置により加熱して得られる。また、冷却室で用いられる低温の空気は、冷却装置により外気を冷却して得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２７２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の塗装設備では、除湿された空気、高温の空気、及び低温の空気は、それぞれ、除湿装置、加熱装置、冷却装置といった異なる装置により得られている。そのため、例えば、冷却装置においては、外気を冷却する際に発生する排熱は、外部に放出されており、エネルギの利用効率が悪いという問題があった。【０００５】
従って、本発明は、エネルギの利用効率を向上できる塗装設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の塗装設備は、塗料が塗布された被塗装物を乾燥させる乾燥室と、前記乾燥室に加熱された空気を供給する空調装置と、前記空調装置に設けられたヒートポンプと、を備える。【０００７】
また、前記ヒートポンプは、外気を除湿する除湿機能を有することが好ましい。【０００８】
また、前記ヒートポンプは、前記乾燥室の外気導入口側に設けられた吸熱部及び放熱部を備えることが好ましい。【０００９】
また、前記乾燥室の出口に設けられ該乾燥室により乾燥された被塗装物を冷却する冷却室を更に備え、該冷却室に導入される冷気は、前記ヒートポンプにより得られることが好ましい。【００１０】
本発明の塗装設備は、塗料が塗布された被塗装物を乾燥させる乾燥室と、前記乾燥室において乾燥された前記被塗装物を冷却する冷却室と、外部の空気を吸入する吸気部と、前記吸気部の下流側に配置され該吸気部に吸入された空気との間で熱交換可能な第１熱交換部と、前記第１熱交換部の下流側に配置され前記第１熱交換部を通過した空気との間で熱交換可能な第２熱交換部と、前記第２熱交換部を通過した空気を更に加熱して前記乾燥室に供給する加熱用空調装置と、内部を冷却水が流通する冷却水循環路と、前記冷却水循環路を流通する冷却水との間で熱交換可能な第３熱交換部と、前記冷却水循環路を流通する冷却水を利用して外部の空気を冷却し前記冷却室に供給する冷却用空調装置と、前記第１熱交換部と前記第２熱交換部とを環状に連結し、内部を冷媒が循環可能な第１冷媒循環路と、前記第１熱交換部と前記第３熱交換部とを環状に連結し、内部を冷媒が循環可能な第２冷媒循環路と、前記吸気部に設けられ該吸気部に吸入された空気の絶対湿度を測定する湿度測定部と、前記第１冷媒循環路に冷媒を循環させる第１状態と、前記第２冷媒循環路に冷媒を循環させる第２状態と、を切り替え可能な切替部と、前記湿度測定部により測定される絶対湿度に基づいて、前記切替部を制御する制御部と、を備える。【００１１】
また、前記第１状態において、前記第１熱交換部は吸熱部として機能すると共に前記第２熱交換部は放熱部として機能し、前記第２状態において、前記第１熱交換部は放熱部として機能すると共に前記第３熱交換部は吸熱部として機能することが好ましい。【００１２】
また、前記制御部は、前記湿度測定部により測定される絶対湿度が所定値以上の場合に前記切替部を前記第１状態に切り替え、前記湿度測定部により測定される絶対湿度が所定値未満の場合に前記切替部を前記第２状態に切り替えることが好ましい。【００１３】
また、前記冷却水循環路に設けられ、該冷却水循環路を流通する冷却水を冷却可能な冷却装置を更に備えることが好ましい。【００１４】
また、前記制御部は、前記切替部を前記第２状態に切り替えた場合、前記冷却装置の起動を停止させることが好ましい。【００１５】
本発明の塗装設備は、塗料が塗布された被塗装物を乾燥させる乾燥室と、前記乾燥室において乾燥された前記被塗装物を冷却する冷却室と、外部の空気を除湿する除湿装置と、吸熱部及び放熱部を具備するヒートポンプと、前記除湿装置で除湿された空気を加熱して前記乾燥室に供給する加熱用空調装置と、前記ヒートポンプにおける前記吸熱部を利用して外部の空気を冷却し、前記冷却室に供給する冷却用空調装置と、を備える。【００１６】
本発明の塗装設備は、塗料が塗布された被塗装物を乾燥させる乾燥室と、前記乾燥室において乾燥された前記被塗装物を冷却する冷却室と、吸熱部及び放熱部を具備するヒートポンプを有し、ヒートポンプにおける前記吸熱部及び放熱部を利用して外部の空気を冷却及び加熱する除湿装置と、前記除湿装置を経た空気を更に加熱して前記乾燥室に供給する加熱用空調装置と、前記ヒートポンプにおける前記吸熱部を利用して外部の空気を冷却し、前記冷却室に供給する冷却用空調装置と、を備える。【００１７】
また、前記加熱用空調装置は、前記乾燥室に供給する空気の加熱処理を行う加熱部と、前記加熱部に熱を供給する熱源と、を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の塗装設備によれば、エネルギの利用効率を向上できる。また、ボイラの燃料である重油の消費量を削減し、二酸化炭素排出量の削減も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る塗装設備の概略構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の塗装設備におけるヒートポンプ近傍の概略構成を示す図である。
【図３】ヒートポンプの第１状態における冷媒及び冷却水の流路を示す図である。
【図４】ヒートポンプの第２状態における冷媒及び冷却水の流路を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る塗装設備の概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る除湿装置の概略構成を示す概略図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る塗装設備の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の塗装設備の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
先ず、本発明の第１実施形態に係る塗装設備について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る塗装設備１の概略構成を示すブロック図である。図２は、ヒートポンプ２ａの近傍の概略構成を示す図である。
【００２１】
第１実施形態に係る塗装設備１は、自動車の車体等の被塗装物に塗装を施す設備である。
図１及び図２に示すように、塗装設備１は、乾燥室（フラッシュオフ装置又は塗膜焼付け用の乾燥炉）５と、この乾燥室５の下流側に配置される冷却室６と、外部の空気（以下「外気」ともいう）や後述の冷却水との間で熱交換を行うヒートポンプ２ａを備えた空調装置２と、この空調装置２を通った空気を加熱して乾燥室５に供給する加熱用空調装置３と、外部の空気を冷却して冷却室６に供給する冷却用空調装置４と、空調装置２と冷却用空調装置４とを環状に連結し内部を冷却水が流通する冷却水循環路７と、この冷却水循環路７に設けられる冷却装置８と、これらを制御する制御部としての制御装置９と、を備える。
【００２２】
乾燥室５は、被塗装物に対して塗料を塗布する塗装室（図示せず）の下流側に配置される。この乾燥室５では、塗装室において塗料が塗布された被塗装物が高温の空気により乾燥される。
乾燥室５には、空気導入口５１、空気導出口５２及び排気口５３が設けられている。空気導入口５１には、一端側が加熱用空調装置３に接続された配管１２の他端側が接続されており、高温の空気は、この配管１２を介して、加熱用空調装置３から供給される。
空気導出口５２には、配管１３の一端側が接続されている。この配管１３の他端側は、加熱用空調装置３に接続されており、乾燥室５から導出された空気は、この配管１３を通って加熱用空調装置３に再び供給される。
排気口５３からは空気導入口５１から導入された空気の一部が排出される。
【００２３】
冷却室６は、乾燥室５において乾燥されて高温となった被塗装物を低温の空気により冷却する。この冷却室６には、空気導入口６１及び空気導出口６２が設けられている。空気導入口６１には、一端側が冷却用空調装置４に接続された配管１５の他端側が接続されており、低温の空気は、この配管１５を介して、冷却用空調装置４から供給される。
空気導出口６２には、配管１６の一端側が接続されている。この配管１６の他端側は、冷却用空調装置４に接続されており、冷却室６から排出された空気は、この配管１６を通って冷却用空調装置４に再び供給される。
【００２４】
図２に示すように、空調装置２は、吸気部２１と、この吸気部２１に設けられ温度及び湿度の両者を測定するセンサ（湿度測定部）２００ａと、主として吸気部２１の下流側に配置されるヒートポンプ２ａと、このヒートポンプ２ａの下流側に配置される送風部２２と、この送風部２２に設けられたセンサ２００ｂと、ヒートポンプ２ａと送風部２２との間に配置されるファン２３と、を備える。
また、ヒートポンプ２ａは、吸気部２１の下流側に配置される第１熱交換部２１０と、この第１熱交換部２１０の下流側に配置される第２熱交換部２２０と、冷却水循環路７を流通する冷却水との間で熱交換可能な第３熱交換部２３０と、第１熱交換部２１０と第２熱交換部２２０とを環状に連結し内部を冷媒が循環可能な第１冷媒循環路２４０と、第１熱交換部２１０と第３熱交換部２３０とを環状に連結し内部を冷媒が循環可能な第２冷媒循環路２５０と、を備える。
【００２５】
吸気部２１は、外気を吸入する。センサ２００ａは、吸気部２１に吸入された空気の温度及び絶対湿度を測定する。
第１熱交換部２１０は、第１冷媒循環路２４０又は第２冷媒循環路２５０（即ち、後述の第１冷媒配管２４１）の内部を循環する冷媒と吸気部２１に吸入された空気との間で熱交換を行う。第２熱交換部２２０は、第１冷媒循環路２４０（後述の第２冷媒配管２４２）の内部を循環する冷媒と第１熱交換部２１０を通過する空気との間で熱交換を行う。
第３熱交換部２３０は、第２冷媒循環路２５０（後述の第３冷媒配管２５１）の内部を循環する冷媒と冷却水循環路７を流通する冷却水との間で熱交換を行う。
【００２６】
第１冷媒循環路２４０は、第１熱交換部２１０を挿通する第１冷媒配管２４１と、この第１冷媒配管２４１の両端に連結されると共に第２熱交換部２２０を挿通する第２冷媒配管２４２と、により構成される。第１冷媒配管２４１には、圧縮機２４３が設けられている。この圧縮機２４３は、第１冷媒配管２４１の内部を流通する冷媒を圧縮する。
第２冷媒配管２４２には、第１膨張弁２４４が設けられている。この第１膨張弁２４４は、第２冷媒配管２４２を流通する冷媒を膨張させる。
【００２７】
第２冷媒循環路２５０は、上記第１冷媒配管２４１と、この第１冷媒配管２４１の両端に連結されると共に第３熱交換部２３０を挿通する第３冷媒配管２５１と、により構成される。第３冷媒配管２５１には、第２膨張弁２５４が設けられている。この第２膨張弁２５４は、第３冷媒配管２５１を流通する冷媒を膨張させる。
これら第１冷媒配管２４１、第２冷媒配管２４２及び第３冷媒配管２５１は、切替部としての三方弁２５２，２５３により互いに連結される。これら三方弁２５２，２５３を切り替えることにより第１冷媒循環路２４０に冷媒が循環される第１状態と、第２冷媒循環路２５０に冷媒が循環される第２状態とが切り替えられる。
【００２８】
送風部２２は、第２熱交換部２２０を通過した空気を送風する。送風部２２には、配管１７の一端側が接続されており、この配管１７の他端側は、加熱用空調装置３に接続されている（図１参照）。センサ２００ｂは、第２熱交換部２２０を通過した空気の温度及び絶対湿度を測定する。
ファン２３は、吸気部２１から送風部２２に向かう吸引力を発生させる。
【００２９】
以上のヒートポンプ２ａは、以下のように動作する。
先ず、冷媒が第１冷媒循環路２４０を循環している第１状態におけるヒートポンプ２ａの動作につき図３を参照しながら説明する。この場合、冷媒は、第１冷媒循環路２４０の内部を図３に示す矢印方向に循環する。より具体的には、第２冷媒配管２４２を流通する冷媒は、第１膨張弁２４４により膨張されて気化された状態（低温状態）で第１熱交換部２１０（第１冷媒配管２４１）に供給される。そして、第１熱交換部２１０においては、吸気部２１に吸入された外気と気化された状態の低温の冷媒との間で熱交換が行われ、吸気部２１に吸入された空気は冷却され、除湿される。即ち、第１状態では、第１熱交換部２１０は、吸熱部として機能する。
【００３０】
第１熱交換部２１０を通過した冷媒は、圧縮機２４３により圧縮されて高温状態で第２熱交換部２２０（第２冷媒配管２４２）に供給される。第２熱交換部２２０においては、第１熱交換部２１０を通過した空気と圧縮された状態の高温の冷媒との間で熱交換が行われ、第１熱交換部２１０を通過した空気は加温（加熱）される。即ち、第２熱交換部２２０は、放熱部として機能する。
尚、以上の第１状態では、第３熱交換部２３０の動作は停止されている。
【００３１】
次に、冷媒が第２冷媒循環路２５０を循環している第２状態におけるヒートポンプ２ａの動作につき図４を参照しながら説明する。この場合、冷媒は、第２冷媒循環路２５０の内部を、図４に示す矢印方向に循環する。より具体的には、第３冷媒配管２５１を流通する冷媒は、第２膨張弁２５４により膨張されて気化された状態（低温状態）で第３熱交換部２３０に供給される。そして、第３熱交換部２３０においては、冷却水循環路７の内部を流通する冷却水と気化された状態の低温の冷媒との間で熱交換が行われ、冷却水循環路７の内部を流通する冷却水は冷却される。即ち、第３熱交換部２３０は、吸熱部として機能する。
【００３２】
第３熱交換部２３０を通過した冷媒は、第１冷媒配管２４１に供給されて圧縮機２４３により圧縮されて高温状態で第１熱交換部２１０に供給される。第１熱交換部２１０においては、吸気部２１に吸入された外気と気化された状態の高温の冷媒との間で熱交換が行われ、吸気部２１に吸入された外気は加温（加熱）される。即ち、第２状態では、第１熱交換部２１０は、放熱部として機能する。
尚、以上の第２状態では、第２熱交換部２２０の動作は停止されている。
【００３３】
図１に戻って、加熱用空調装置３について説明する。
加熱用空調装置３は、空調装置２を通過した空気を更に加熱し、この加熱された空気を乾燥室５に供給する。この加熱用空調装置３は、乾燥室５に供給する空気の加熱を行う加熱部３１と、この加熱部３１に熱を供給する熱源としてのボイラ３２とを備える。
【００３４】
加熱部３１は、ファン３１１と、加熱室３１２と、ヒータ３１３と、送風口３１４と、フィルタ３１５と、を備える。
ファン３１１は、加熱部３１の一端側に配置される。この加熱部３１の一端側には、配管１３が接続されている。ファン３１１は、配管１３を介してヒートポンプ２ａから供給された空気、及び乾燥室５から導出された空気を吸引する。
【００３５】
加熱室３１２は、空気を加熱するための区切られた空間であり、この加熱室３１２の内部には、ヒータ３１３が配置される。
ヒータ３１３は、ボイラ３２から供給された蒸気の熱を放出する発熱部であり、ファン３１１から加熱室３１２内に取り込まれた空気を加熱する。
【００３６】
フィルタ３１５は、加熱室３１２の下流側に設けられ、加熱室３１２から排出される空気に含まれる異物を除去する。
送風口３１４は、加熱部３１における他端側に配置される。この送風口３１４には、配管１２の一端側が接続されており、この配管１２の他端側は、乾燥室５に接続されている。
ボイラ３２は、加熱部３１から離れた位置に配置され、配管１１を介してヒータ３１３に蒸気を供給する。
【００３７】
冷却用空調装置４は、冷却水循環路７の内部を流通する冷却水を利用して外部の空気及び配管１６を介して冷却室６から導出された空気を冷却し、冷却室６に供給する。具体的には、冷却用空調装置４には、冷却水循環路７を構成する後述の第１冷却配管７１が挿通されており、この第１冷却配管７１内を流通する冷却水により外部の空気を冷却している。
【００３８】
冷却用空調装置４は、フィルタ４４と、冷却室４２と、冷却器４３と、送風口４５と、を備える。
フィルタ４４は、冷却用空調装置４の一端側に配置される。この冷却用空調装置４の一端側には、配管１６が接続されている。フィルタ４４は、配管１６を介して冷却室６から導出される空気及び外部から導入される空気に含まれる異物を除去する。
【００３９】
冷却室４２は、空気を冷却するための区切られた空間であり、この冷却室４２には、冷却配管１４が挿通されている。
冷却器４３は、冷却室４２を挿通する第１冷却配管７１により構成されており、この第１冷却配管７１内を流通する冷却水により、冷却室４２の内部の空気を冷却する。
ファン４１は、冷却用空調装置４の他端側に配置される。このファン４１は、配管１６を介して冷却室６から導出された空気、及び外部の空気を吸引する。
送風口４５は、冷却用空調装置４におけるファン４１と反対側の端部側に配置される。この送風口４５には、配管１５の一端側が接続されており、この配管１５の他端側は、冷却室６に接続されている。
【００４０】
図１及び図２に示すように、冷却水循環路７は、冷却用空調装置４を挿通する第１冷却配管７１と、この第１冷却配管７１の両端に連結されると共に第３熱交換部２３０を挿通する第２冷却配管７２と、第３熱交換部２３０を経由せずに第１冷却配管７１の両端に連結される第３冷却配管７３と、を有して構成される。
これら第１冷却配管７１、第２冷却配管７２及び第３冷却配管７３は、三方弁７４，７５により互いに連結される。これら三方弁７４，７５を切り替えることにより第２冷却配管７２を冷却水が流通する状態（図４参照）と、第３冷却配管７３を冷却水が流通する状態（図３参照）とが切り替えられる。
冷却装置８は、第１冷却配管７１に設けられる。この冷却装置８は、例えば、空冷チラーにより構成され、冷却水循環路７の内部を流通する冷却水を冷却する。
【００４１】
制御装置９は、センサ２００ａにより測定される絶対湿度に応じて、ヒートポンプ２ａ、冷却水循環路７における冷却水の流路、及び冷却装置８を制御する。
より具体的には、制御装置９は、センサ２００ａにより測定される絶対湿度が所定値以上の場合（例えば、高温多湿である日本の夏期）には、図３に示すように、ヒートポンプ２ａの三方弁２５２，２５３を切り替えて第１冷媒循環路２４０に冷媒を循環させると共に、第１膨張弁２４４及び圧縮機２４３を起動させる（第１状態）。この場合、制御装置９は、冷却水循環路７の三方弁７４，７５を切り替えて、第１冷却配管７１及び第３冷却配管７３により冷却水を循環させると共に冷却装置８を起動させる。
【００４２】
一方、制御装置９は、センサ２００ａにより測定される絶対湿度が所定値未満の場合（例えば、外気温が低く湿度も低い日本の秋期、冬期、春期）には、図４に示すように、三方弁２５２，２５３を切り替えて第２冷媒循環路２５０に冷媒を循環させると共に、第２膨張弁２５４及び圧縮機２４３を起動させる（第２状態）。この場合、制御装置９は、冷却水循環路７の三方弁７４，７５を切り替えて、第１冷却配管７１及び第２冷却配管７２により冷却水を循環させると共に冷却装置８の起動を停止させる。
このように、冷却装置８の停止とヒートポンプ２ａとにより、省エネルギ効果及び二酸化炭素排出量削減の効果が得られる。
【００４３】
次に、第１実施形態の塗装設備１の動作について説明する。
先ず、日本の夏期における塗装設備１の動作につき、図１及び図３を参照しながら説明する。
この場合、ヒートポンプ２ａに設けられた湿度センサ２００により測定される絶対湿度は所定値以上（例えば、１５ｇ／ｋｇＤ．Ａ以上）となる。すると、制御装置９は、第１冷媒循環路２４０に冷媒を循環させてヒートポンプ２ａを第１状態で稼動させ、第１熱交換部２１０及び第２熱交換部２２０において熱交換を行わせる。即ち、ヒートポンプ２ａの第１熱交換部２１０を吸熱部として機能させ、第２熱交換部２２０を放熱部として機能させる。
【００４４】
これにより、ファン２３により吸気部２１から吸入された外部の空気（高温多湿）は、先ず、吸熱部である第１熱交換部２１０において吸熱されて、温度が低下する。また、温度の低下により空気中に含まれる水分の一部が凝縮し、空気の除湿が行われる。次いで、第１熱交換部２１０において冷却及び除湿された空気は、放熱部である第２熱交換部２２０において加温（加熱）される。このようにして低湿度且つ高温の空気が製造される。
尚、ヒートポンプ２ａにより低湿度且つ高温となった空気の温度は、５０〜７０℃、好ましくは６０〜６５℃である。この値は、センサ２００ｂにより測定される。また、ヒートポンプ２ａの動作は、このセンサ２００ｂにより測定された値に基づいて制御部９により制御される。
【００４５】
低湿度且つ高温となった空気は、送風部２２から配管１７及び配管１３を介して加熱用空調装置３に供給される。
この配管１３の内部には、乾燥室５から導出された空気も流通しており、加熱用空調装置３には、ヒートポンプ２ａから供給された空気と共に、乾燥室５から排出された空気も供給される。
【００４６】
加熱用空調装置３では、配管１３を介して供給された空気は、ファン３１１により吸引されて加熱室３１２内に導入される。
加熱室３１２には、ヒータ３１３が配置されており、このヒータ３１３は、ボイラ３２から蒸気を供給されて加熱されている。加熱室３１２に流入した空気は、ヒータ３１３によって更に加熱される。
ここで、加熱室３１２に導入される空気の温度は、５０〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃である。この空気は、加熱室３１２内でヒータ３１３によって加熱され、６５〜８５℃、好ましくは７０〜８０℃まで昇温される。
【００４７】
加熱室３１２内において加熱された空気は、フィルタ３１５を通過した後、送風口３１４から配管１２を介して乾燥室５に供給される。
【００４８】
一方、冷却用空調装置４には、外部の空気及び冷却室６から排出された空気が供給される。
冷却用空調装置４では、外部の空気及び冷却室６から排出された空気は、ファン４１により吸引されて冷却室４２内に導入される。
冷却室４２内には、冷却器４３としての第１冷却配管７１が挿通されている。この第１冷却配管７１内を流通する水は、冷却装置８において冷却されており、冷却室４２内の空気は、第１冷却配管７１内を流通する冷却水によって冷却されて低温となる。
尚、冷却室４２で冷却された低温の空気の温度は、１５〜３０℃、好ましくは２０〜２５℃である。
冷却室４２内において冷却された低温の空気は、フィルタ４４を通過した後、送風口４５から配管１５を介して冷却室６に供給される。
【００４９】
乾燥室５には、塗装室（図示せず）において塗料が塗布された被塗装物が移送される。この塗料が塗布された被塗装物は、乾燥室５において、低湿度且つ高温の空気によって乾燥される。
被塗装物の乾燥に用いられた空気は、空気導出口５２から導出され、配管１３を通って再び加熱用空調装置３に供給される。
乾燥室５において乾燥された被塗装物は、この乾燥室５の下流側に配置された冷却室６に移送される。
【００５０】
冷却室６では、乾燥室５で高温の空気により乾燥されて温度の上昇した被塗装物が、冷却用空調装置４によって得られた低温の空気によって冷却される。
被塗装物の冷却に用いられた空気は、空気導出口６２から導出され、配管１６を通って再び冷却用空調装置４に供給される。
【００５１】
次に、日本の冬期における塗装設備１の動作につき、図１及び図４を参照しながら説明する。尚、冬期における塗装設備１の動作については、上述した夏期における動作と異なる点を主として説明する。
【００５２】
冬期における塗装設備１の動作は、主として、ヒートポンプ２ａ及び冷却水循環路７における冷却水の流路において夏期における動作と異なる。
冬期においては、ヒートポンプ２ａに設けられたセンサ２００ａにより測定される絶対湿度は所定値未満（例えば、１０ｇ／ｋｇＤ．Ａ未満）となる。すると、制御装置９は、第２冷媒循環路２５０に冷媒を循環させてヒートポンプ２ａを第２状態で稼動させ、第１熱交換部２１０及び第３熱交換部２３０において熱交換を行わせる。即ち、ヒートポンプ２ａの第１熱交換部２１０を放熱部として機能させ、第３熱交換部２３０を吸熱部として機能させる。また、制御装置９は、第１冷却配管７１及び第２冷却配管７２により冷却水を循環させると共に冷却装置８の起動を停止させる。
【００５３】
これにより、ファン２３により吸気部２１から吸入された外部の空気（低温低湿度）は、放熱部である第１熱交換部２１０において加温（加熱）されて低湿度且つ高温の空気が製造される。この場合、第１熱交換部２１０の下流側に配置された第２熱交換部２２０は稼動していない。
尚、第２状態のヒートポンプ２ａの第１熱交換部２１０により製造された低湿度且つ高温の空気の温度は、５０〜７０℃、好ましくは６０〜６５℃である。
【００５４】
また、第２状態においては、図４に示すように、冷却水循環路７を循環する冷却水は、吸熱部として機能する第３熱交換部２３０を挿通する第２冷却配管７２の内部を流通する際に冷却される。これにより、冷却装置８を起動させることなく冷却水を冷却できる。
【００５５】
以上説明した第１実施形態の塗装設備１によれば、以下のような効果を奏する。
（１）乾燥室５に外気を導入する経路にヒートポンプ２ａを設けた。よって、乾燥室５に低湿度の外気を供給できるので、省エネルギ効果を向上できると共に二酸化炭素排出量を削減できる。
【００５６】
（２）ヒートポンプ２ａに除湿機能を付与した。これにより、乾燥室５に低湿度の空気を供給できる。よって、従来の乾燥室（フラッシュオフ装置）に比して低温（５０〜７０℃、好ましくは６０〜６５℃）且つ低湿度の空気により被塗装物を乾燥させられる乾燥室（フラッシュオフ装置）を実現できる。
【００５７】
（３）乾燥室５の外気導入口側に、ヒートポンプ２ａを配置した。これにより、高温且つ高湿度の外気を、ヒートポンプ２ａの吸熱部及び放熱部を通過させることで従来に比して低温（５０〜７０℃、好ましくは６０〜６５℃）且つ低湿度の空気をフラッシュオフ装置に供給できる。よって、フラッシュオフ装置のエネルギ消費量及び二酸化炭素排出量を削減できる。
【００５８】
（４）ヒートポンプ２ａにより、冷却室６に導入する空気を冷却した。よって、ヒートポンプ２ａにより、乾燥室５に導入する低湿度の空気及び冷却室６に導入する低温の空気を生成できるので、塗装設備１のエネルギ消費量及び二酸化炭素排出量を削減できる。
【００５９】
（５）ヒートポンプ２ａを、外部の空気との間で熱交換を行う第１熱交換部２１０及び第２熱交換部２２０と、冷却水との間で熱交換を行う第３熱交換部２３０と、を含んで構成すると共に、センサ２００ａにより測定される外気温及び絶対湿度に応じて、第１熱交換部２１０及び第２熱交換部２２０の間で冷媒を循環させる第１状態と、第１熱交換部２１０と第３熱交換部２３０との間で冷媒を循環させる第２状態とを切り替えさせる制御装置９を設けた。これにより、外部の空気の絶対湿度に応じて、ヒートポンプ２ａの吸熱部又は放熱部として機能させる熱交換部を切り替えられる。よって、ヒートポンプ２ａで発生する冷熱及び温熱を、外気の温度及び絶対湿度に応じて効率的に利用できるので、塗装設備１におけるエネルギ効率を向上できると共に、二酸化炭素の排出量を削減できる。
【００６０】
（６）第１状態において、第１熱交換部２１０を吸熱部として機能させると共に第２熱交換部２２０を放熱部として機能させ、第２状態において、第１熱交換部２１０を放熱部として機能させると共に前記第３熱交換部２３０を吸熱部として機能させた。これにより、第１状態においては、第１熱交換部２１０及び第２熱交換部２２０を利用して低湿度且つ高温の空気を製造できる。また、第２状態においては、第１熱交換部２１０を利用して高温の空気を製造できると共に、第３熱交換部を利用して冷却水を冷却できる。よって、ヒートポンプ２ａで発生する冷熱及び温熱を複数の用途に利用できるので、塗装設備１におけるエネルギ効率をより向上できる。
【００６１】
（７）センサ２００ａにより測定される外気の温度及び絶対湿度が所定値以上の場合にヒートポンプ２ａを第１状態に切り替えさせ、センサ２００ａにより測定される絶対湿度が所定値未満の場合にヒートポンプ２ａを第２状態に切り替えさせた。これにより、外気が高温多湿の場合には、外気を、吸熱部である第１熱交換部２１０及び放熱部である第２熱交換部２２０を通過させて低湿度且つ高温の空気を製造できる。また、外気が低温低湿度の場合には、外気を、放熱部である第１熱交換部２１０を通過させて低湿度且つ高温の空気を製造すると共に、冷却水を、吸熱部である第３熱交換部２３０を通過させて冷却できる。よって、外気が低温低湿度の場合には、吸熱部を冷却水の冷却に利用できるので、ヒートポンプ２ａで発生する冷熱及び温熱の利用効率をより向上できる。
【００６２】
（８）冷却水循環路７に冷却装置を設けた。よって、ヒートポンプ２ａの第１状態においても冷却水を冷却できる。
【００６３】
（９）ヒートポンプ２ａを第２状態に切り替えた場合に、冷却装置８の起動を停止させた。よって、第３熱交換部２３０により冷却水を冷却できる第２状態における塗装設備１のエネルギ効率をより向上できると共に、二酸化炭素の排出量を削減できる。
【００６４】
（１０）乾燥室５から排出された空気を加熱用空調装置３に供給する配管１３、及び冷却室６から排出された空気を冷却用空調装置４に供給する配管１６を設けた。これにより、乾燥室５から排出された高温の空気を加熱用空調装置３に供給して再利用できると共に、冷却室６から排出された低温の空気を冷却用空調装置４に供給して再利用できる。よって、加熱用空調装置３において、ボイラを用いて空気を更に加熱するためのエネルギを削減でき、また、冷却用空調装置４において効率よく空気を冷却できるので、塗装設備１におけるエネルギ効率を更に向上できる。
【００６５】
次に、本発明の第２実施形態に係る塗装設備１Ａについて、図５及び図６を参照しながら説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係る塗装設備１Ａの概略構成を示すブロック図である。図６は、除湿装置２Ａの概略構成を示す図である。尚、以下の各実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
図５に示すように、塗装設備１Ａは、乾燥室５と、この乾燥室５の下流側に配置される冷却室６と、外部の空気を除湿する除湿装置２Ａと、この除湿装置２Ａにおいて除湿された空気を加熱して乾燥室５に供給する加熱用空調装置３と、外部の空気を冷却して冷却室６に供給する冷却用空調装置４と、を備える。この第２実施形態では、除湿装置２Ａ、加熱用空調装置３及び冷却用空調装置４により空調装置が構成される。
乾燥室５、冷却室６及び加熱用空調装置３の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６６】
除湿装置２Ａは、外部の空気を冷却及び加熱して、加熱用空調装置３に供給する。この除湿装置２Ａは、図５に示すように、吸気部２１と、送風部２２と、ファン２３と、ヒートポンプ２４と、フィルタ２５と、を備える。
【００６７】
吸気部２１は、除湿装置２Ａの一端側に設けられ、除湿装置２Ａの内部に外気（外部の空気）を吸入する。
送風部２２は、除湿装置２Ａの他端側に設けられ、除湿装置２Ａにより除湿された空気を送風する。送風部２２には、配管１７の一端側が接続されており、加熱用空調装置３に接続されている。
ファン２３は、吸気部２１と送風部２２との間における吸気部２１の近傍に設けられ、吸気部２１から送風部２２に向かう吸引力を発生させる。
【００６８】
ヒートポンプ２４は、ファン２３の下流側に設けられる。
ヒートポンプ２４は、図５に示すように、吸熱部としての蒸発器２４５と、放熱部としての凝縮器２４６と、圧縮機２４７と、膨張弁２４８と、これらを連結し内部に冷媒が流通する冷媒配管２４９と、を備える。
【００６９】
吸熱部２４５は、冷媒配管２４９内を流通する冷媒（液体から気体に気化した冷媒）と、吸熱部２４５を通過する流体との間で熱交換を行う。具体的には、この吸熱部２４５には、吸気部２１から吸入された空気が通過すると共に、内部を水が流通する冷却配管１４が挿通されている。これにより、吸熱部２４５においては、吸気部２１から吸入された空気が冷却されると共に、冷却配管１４内を流通する水が冷却される。
この冷却配管１４は、環状に構成されており、吸熱部２４５を挿通すると共に、後述の冷却用空調装置４を挿通している。環状の冷却配管１４の内部を流通する水は、循環装置（図示せず）により循環されている。
【００７０】
放熱部２４６は、冷媒配管２４９内を流通する冷媒と、放熱部２４６を通過する空気との間で熱交換を行う。具体的には、この放熱部２４６には、吸熱部２４５を通過した空気が通過する。これにより、吸熱部２４５を通過した空気が加温（加熱）される。
【００７１】
圧縮機２４７は、吸熱部２４５の下流側であり、且つ放熱部２４６の上流側に配置される。この圧縮機２４７は、冷媒配管２４９内を流通する冷媒を圧縮して放熱部２４６に供給する。
膨張弁２４８は、放熱部２４６の下流側であり、且つ吸熱部２４５の上流側に配置されている。この膨張弁２４８は、冷媒配管２４９を流通する冷媒を膨張させて吸熱部２４５に供給する。
【００７２】
フィルタ２５は、ヒートポンプ２４と送風部２２との間に設けられ、ヒートポンプ２４から排出される空気中に含まれる異物を除去する。
【００７３】
図５に戻って、冷却用空調装置４について説明する。
冷却用空調装置４は、ヒートポンプ２４の吸熱部２４５を利用して外部の空気及び配管１６を介して冷却室６から排出された空気を冷却し、冷却室６に供給する。具体的には、冷却用空調装置４には、冷却配管１４が挿通されており、この冷却配管１４内を流通する冷却水により外部の空気を冷却している。
【００７４】
冷却用空調装置４は、ファン４１と、冷却室４２と、冷却器４３と、フィルタ４４と、送風口４５と、を備える。
ファン４１は、冷却用空調装置４の一端側に配置される。この冷却用空調装置４の一端側には、配管１６が接続されている。ファン４１は、配管１６を介して冷却室６から排出された空気を吸引する。
【００７５】
冷却室４２は、空気を冷却するための区切られた空間であり、この冷却室４２には、冷却配管１４が挿通されている。
冷却器４３は、冷却室４２を挿通する冷却配管１４により構成されており、この冷却配管１４内を流通する冷却水により、冷却室４２の内部の空気を冷却する。
【００７６】
フィルタ４４は、冷却室４２の下流側に設けられ、冷却室４２から排出される空気に含まれる異物を除去する。
送風口４５は、冷却用空調装置４におけるファン４１と反対側の端部側に配置される。この送風口４５には、配管１５の一端側が接続されており、この配管１５の他端側は、冷却室６に接続されている。
【００７７】
次に、第２実施形態の塗装設備１Ａの動作について、図５及び図６を参照して説明する。
先ず、除湿装置２Ａの吸気部２１から吸引されて導入された外気は、ファン２３によってヒートポンプ２４の吸熱部２４５に供給される。吸熱部２４５に供給された空気は、膨張弁２４８により膨張されて低温・低圧となった冷媒によって吸熱されて、温度が低下する。これにより、吸熱部２４５に供給された空気中に含まれる水分の一部が凝縮し、空気の除湿が行われる。
また、吸熱部２４５には、冷却配管１４が挿通されており、この冷却配管内を流通する水も冷媒によって吸熱されて冷却される。
【００７８】
次に、吸熱部２４５を通過して除湿された空気は、放熱部２４６に供給される。この放熱部２４６に供給された空気は、圧縮機２４３により圧縮されて高温・高圧となった冷媒からの放熱により加熱される。これにより、放熱部２４６を通過した空気は、低湿度且つ高温となる。
尚、除湿装置２Ａにより低湿度且つ高温となった空気の温度は、５０〜７０℃、好ましくは６０〜６５℃である。
【００７９】
低湿度且つ高温となった空気は、フィルタ２５を通過した後、送風部２２から配管１７及び配管１３を介して加熱用空調装置３に供給される。
この配管１３の内部には、乾燥室５から排出された空気も流通しており、加熱用空調装置３には、除湿装置２Ａから供給された空気と共に、乾燥室５から排出された空気も供給される。
加熱用空調装置３以降における塗装設備１Ａの動作は、第１実施形態とどうようである。
【００８０】
第２実施形態の塗装設備１Ａによれば、上記（１）〜（４）及び（１０）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
（１１）除湿装置２Ａを、ヒートポンプ２４を含んで構成した。これにより、吸熱部２４５及び放熱部２４６を通過させて得られた低湿度且つ高温の空気を乾燥室５に供給できる共に、吸熱部２４５を通過させて得られた冷却水により低温の空気を得て、冷却室６に供給できる。よって、ヒートポンプ２４で発生する冷熱及び温熱を共に利用できるので、塗装設備１におけるエネルギ効率を向上できる。
【００８１】
（１２）除湿装置２Ａから加熱用空調装置３に供給される空気を低湿度且つ高温の空気とした。これにより、加熱用空調装置３において、ボイラを用いて空気を更に加熱するためのエネルギを削減できる。よって、塗装設備１におけるエネルギ効率をより向上できる。
【００８２】
（１３）ヒートポンプ２４の吸熱部２４５を利用して、冷却室６に供給する低温の空気を得た。
ここで、ヒートポンプの吸熱部を利用した空気の冷却方法は、従来の冷凍機を利用した空気の冷却方法に比してＣＯＰ（圧縮部に加えられた仕事量に対する冷凍能力の比を示す成績係数）（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が高い。よって、ヒートポンプ２４を用いて空気を冷却することで、冷凍機を用いて空気を冷却する場合よりも消費電力を削減できる。
【００８３】
（１４）ヒートポンプ２４を利用して低温の空気を得る構成とした。
ここで、従来の冷凍機は、例えば、塗装設備の屋外に配置されており、配置場所の自由度が低かった。これに対して、ヒートポンプは、従来の冷凍機に比して配置の自由度が高い。これにより、ヒートポンプ２４を具備する除湿装置２Ａを冷却用空調装置４に近接して配置できる。よって、従来、屋外に設置されていた冷凍機を用いた場合に比して、除湿装置２Ａ（ヒートポンプ２４）から冷却用空調装置４までの距離を短縮できるので、除湿装置２Ａ（ヒートポンプ２４）から冷却室６まで冷却水を流通させる際に生じるエネルギロスを低減できる。
【００８４】
次に、本発明の第３実施形態に係る塗装設備１Ｂについて、図７を参照しながら説明する。
図７は、本発明の第３実施形態に係る塗装設備１Ｂの概略構成を示すブロック図である。
【００８５】
第３実施形態では、主として、除湿装置２Ｂがヒートポンプを有さず、除湿装置２Ｂとは別装置であるヒートポンプとしての第２ヒートポンプ２４Ｂが設けられている点で、第２実施形態と異なる。この第３実施形態では、除湿装置２Ｂ、第２ヒートポンプ２４Ｂ、加熱用空調装置３及び冷却用空調装置４により空調装置が構成される。
具体的には、除湿装置２Ｂは、ファン２３により吸入した外部の空気を冷却して、空気中の水分の一部を凝縮させて除湿する冷却部２６と、この冷却部２６で冷却及び除湿された空気を加温する加温部２７と、を備える。
冷却部２６には、冷却配管１４Ｂにより冷却水が供給され、加温部２７には、ボイラ３２から延びる配管１１Ｂにより蒸気が供給される。
【００８６】
より詳細には、第２ヒートポンプ２４Ｂの吸熱部２４５Ｂに挿通されている冷却配管１４Ａは、吸熱部２４５Ｂの下流側で分岐している。分岐した冷却配管１４Ｂのうちの一方の冷却配管１４１Ｂは、除湿装置２Ａの冷却部２６を挿通している。
分岐した冷却配管１４Ｂのうちの他方の冷却配管１４２Ｂは、冷却用空調装置４の冷却室４２を挿通している。冷却配管１４１Ｂと冷却配管１４２Ｂとは、冷却部２６及び冷却室４２の下流側で合流し、吸熱部２４５に至っている。
【００８７】
第２ヒートポンプ２４Ｂの放熱部２４６Ｂでは、外部の空気が加熱され、この加熱された空気は、配管１８を介して加熱用空調装置３の加熱室３１２に供給される。
【００８８】
ボイラ３２から延びる配管１１Ｂは、ボイラ３２の下流側で分岐している。分岐した配管１１Ｂのうちの一方の配管１１１Ｂは、除湿装置２Ｂの加温部２７に接続されている。分岐した配管１１Ｂのうちの他方の配管１１２Ｂは、加熱用空調装置３のヒータ３１３に接続されている。
【００８９】
第２実施形態の塗装設備１Ｂによれば、上述の（１）〜（４）、（１０）、（１３）及び（１４）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
（１５）塗装設備１Ｂを、第２ヒートポンプ２４Ｂを含んで構成した。これにより、放熱部２４６Ｂを通過させて得られた高温の空気を乾燥室５に供給できる共に、吸熱部２４５Ａを通過させて得られた冷却水により低温の空気を得て、冷却室６に供給できる。よって、第２ヒートポンプ２４Ｂで発生する冷熱及び温熱を共に利用できるので、塗装設備１Ｂにおけるエネルギ効率を向上できる。また、ボイラでの燃料の消費量を削減できる。
【００９０】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００９１】
例えば、第１実施形態では、第１冷却配管７１に冷却装置８を設けたが、これに限らない。即ち、第１冷却配管から分岐した後に再び第１冷却配管に連結される分岐配管を設け、この分岐配管に冷却装置を設けてもよい。この場合、冷却装置を起動させる第１状態においては、分岐配管を経由して冷却水を流通させ、冷却装置を起動させない第２状態においては、分岐配管を閉鎖して分岐配管を経由させずに第１冷却配管に冷却水を流通させてもよい。
【００９２】
また、第１実施形態〜第３実施形態においては、熱源としてボイラ３２を用いたがこれに限らない。即ち、熱源としてコージェネレーションシステムにより発生する排熱を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１、１Ａ、１Ｂ    塗装設備
２  空調装置
２ａ  ヒートポンプ
２Ａ、２Ｂ    除湿装置
３    加熱用空調装置
４    冷却用空調装置
５  乾燥室
６  冷却室
７  冷却水循環路
８  冷却装置
９  制御装置（制御部）
２１  吸気部
２４  ヒートポンプ
２４Ｂ  第２ヒートポンプ（ヒートポンプ）
３１  加熱部
３２  ボイラ（熱源）
２００ａ  センサ（湿度測定部）
２１０  第１熱交換部
２２０  第２熱交換部
２３０  第３熱交換部
２４０  第１冷媒循環路
２５０  第２冷媒循環路
２４５、２４５Ｂ  吸熱部
２４６、２４６Ｂ  放熱部
２５２、２５３  三方弁（切替部）
【図１】
2010044392.tif 000003
【図２】
2010044392.tif 000004
【図３】
2010044392.tif 000005
【図４】
2010044392.tif 000006
【図５】
2010044392.tif 000007
【図６】
2010044392.tif 000008
【図７】
2010044392.tif 000009
【国際調査報告】
2010044392.tif 000010
2010044392.tif 000011