(57)【要約】【課題】低温の排熱を有効に利用しながらも、除湿運転において常に一定以上の除湿量を維持できる空調システムを提供する。【解決手段】除湿運転時における単位時間あたりの除湿量が、低温再生運転時における単位時間あたりの再生量を超える高温再生優先状態であるか、低温再生運転時における単位時間あたりの再生量以下である低温再生優先状態であるかを判定する状態判定部Ｃ６を備え、運転切替部Ｃ７は、状態判定部Ｃ６が低温再生優先状態にあると判定した場合、再生運転として低温再生運転を実行し、状態判定部Ｃ６が高温再生優先状態にあると判定した場合、再生運転として高温再生運転を実行する。【選択図】図２
2019158212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過する吸着用空気の水分を吸着又は通過する再生用空気に水分を脱着する吸湿材を有する調湿部、及び、通過する冷却用空気にて前記調湿部の吸着に伴う吸着熱を吸収する冷却部を有する調湿素子を備える空調システムであって、
室外空間から取り込んだ室外空気を加熱可能な加熱部と、
室内空間から取り込んだ室内空気及び前記室外空気の流通経路を設定変更可能な流通経路変更機構と、
前記加熱部及び前記流通経路変更機構の動作を制御する運転切替部とを備え、
前記運転切替部は、前記加熱部及び前記流通経路変更機構の動作を制御して、
前記室内空間から取り込んだ室内空気が、前記吸着用空気として前記調湿部を通過した後に前記室内空間に供給され、且つ、前記室外空気が、前記冷却用空気として前記冷却部を通過した後に前記室外空間に排出される除湿運転と、
前記室外空気が、前記加熱部で加熱された後に前記再生用空気として前記調湿部を通過し、その後、前記室外空間に排出される再生運転とを切り替えて実行すると共に、
前記運転切替部は、前記再生運転として、前記室外空気を前記加熱部にて高温で加熱する高温再生運転と、前記室外空気を前記加熱部にて低温で加熱する低温再生運転とで切り替え可能であり、
前記除湿運転時における単位時間あたりの除湿量が、前記低温再生運転時における単位時間あたりの再生量を超える高温再生優先状態であるか、前記低温再生運転時における単位時間あたりの再生量以下である低温再生優先状態であるかを判定する状態判定部を備え、
前記運転切替部は、前記状態判定部が前記低温再生優先状態にあると判定した場合、前記再生運転として前記低温再生運転を実行し、前記状態判定部が前記高温再生優先状態にあると判定した場合、前記再生運転として前記高温再生運転を実行する空調システム。
【請求項２】
取り込み直後の前記室外空気の温度を計測する第１温度計測部と、
取り込み直後の前記室外空気の湿度を計測する第１湿度計測部と、
前記冷却部の出口での前記室外空気の温度を導出する第２温度導出部と、
前記加熱部の出口での前記室外空気の温度を導出する第３温度導出部と、
取り込み直後の前記室内空気の温度を計測する第４温度計測部と、
取り込み直後の前記室内空気の湿度を計測する第２湿度計測部と、
前記調湿部を通流する空気の流量を導出する第１流量導出部と、
前記冷却部を通流する空気の流量を導出する第２流量導出部と、
前記除湿運転時における前記第１温度計測部にて計測される前記室外空気の温度と、前記除湿運転時における前記第１湿度計測部にて計測される前記室外空気の湿度と、前記除湿運転時における前記第２温度導出部にて導出される前記室外空気の温度とから空気線図に基づいて算出される冷却比エンタルピ変化量に、前記除湿運転時における前記第２流量導出部にて導出される前記室外空気の流量を積算して得られる単位時間あたりの冷却エンタルピ変化量を導出する冷却エンタルピ変化量導出部と、
前記低温再生運転時における前記第１湿度計測部にて計測される前記室外空気の湿度と前記低温再生運転時における前記第３温度導出部にて導出される前記室外空気の温度とから決定される除湿限界曲線に前記吸湿材の特性を加味して決定される第１補正値を積算した補正除湿限界曲線を導出する補正除湿限界曲線導出部とを備えると共に、
前記除湿運転時における前記第４温度計測部にて計測される前記室内空気の温度と、前記除湿運転時における前記第２湿度計測部にて計測される前記室内空気の湿度とを前記調湿部を通過する前の通過前状態値とする除湿比エンタルピ変化量に前記第１流量導出部にて導出される前記室内空気の流量を積算して得られる単位時間あたりの除湿エンタルピ変化量を、前記冷却エンタルピ変化量導出部にて導出された前記冷却エンタルピ変化量と等しくする第１条件と、
前記除湿運転時における前記室内空気の前記調湿部を通過した後の通過後状態値が前記補正除湿限界曲線上にくる第２条件とを満たすように、前記室内空気の前記調湿部を通過した後の通過後状態値としての温度と湿度とを推定する温湿度推定部と、
前記除湿運転時における前記室内空気の前記通過前状態値から前記通過後状態値へ変化するときの除湿量を空気線図に基づいて算出し、当該除湿量と前記除湿運転時に前記第１流量導出部にて導出される流量とを積算して単位時間あたりの除湿量を推定する除湿量推定部を備える請求項１に記載の空調システム。
【請求項３】
取り込み直後の前記室外空気の湿度を計測する第１湿度計測部と、
前記調湿部を通流する空気の流量を導出する第１流量導出部と、
前記加熱部の出口での前記室外空気の温度を導出する第３温度導出部とを備え、
前記低温再生運転時において、前記第１湿度計測部にて計測された前記加熱部の出口での前記室外空気の湿度と、前記第３温度導出部にて導出された前記加熱部の出口での前記室外空気の温度と、前記第１流量導出部にて導出される空気流量と、前記吸湿材の特性及び形状とに基づいて、単位時間当たりの再生量を推定する再生量推定部を備える請求項１又は２に記載の空調システム。
【請求項４】
前記第１補正値は１．１以上１．３以下に設定されている請求項２に記載の空調システム。
【請求項５】
前記運転切替部は、取り込み直後の前記室内空気の湿度としての相対湿度又は絶対湿度の少なくとも何れか一方が、予め設定される判定上限閾値以上となる場合、前記状態判定部による判定結果に優先して、前記再生運転を前記高温再生運転に切り替える請求項１〜４の何れか一項に記載の空調システム。
【請求項６】
前記第２温度導出部は、前記第２流量導出部にて導出される流量と前記吸湿材の特性及び前記調湿素子の形状とから前記冷却部の出口での前記室外空気の温度を導出する請求項２に記載の空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通過する吸着用空気の水分を吸着又は通過する再生用空気に水分を脱着する吸湿材を有する調湿部、及び、通過する冷却用空気にて前記調湿部の吸着に伴う吸着熱を吸収する冷却部を有する調湿素子を備える空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
当該空調システムは、一対の調湿素子のうちの何れか一方を、空気に含まれる水分を吸着する吸着側素子とし、他方の調湿素子を、吸着した水分を脱着する再生側素子として、一対の調湿素子を、吸着側素子と再生側素子とに交互に切り換えて、連続的に室外の空気を除湿して室内に供給するものである。
尚、吸着側素子においては、水分を吸着させる時に吸着熱が発生するが、吸着側素子の冷却部に冷却用空気を供給して冷却することにより、吸着側素子の吸湿部の温度上昇による水分吸着性能の低下が抑制されている（特許文献１を参照）。また、再生側素子は、熱源からの排熱等により加熱された比較的高温の空気が通過することにより再生される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１４８７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
昨今、例えば、分散型電源としての固体高分子形燃料電池の普及が進んでおり、当該固体高分子形燃料電池は、その作動温度（例えば、８０℃程度）が比較的低く、その排熱としての中温（例えば、５０℃程度）の湯水の利用先の研究が進められている。
ここで、当該中温の湯水を、上記空調システムの加熱部へ供給して再生側素子を再生する構成が考えられるが、加熱部により中温の湯水にて加熱された空気にて、再生側素子を再生する場合、単位時間あたりの再生側素子の再生量が、単位時間当たりの吸湿側素子による除湿量を下回ることがあり、このような状況にあっては、空調システムの運転が進むにつれて、吸湿材の再生が不十分となり、除湿運転において一定以上の除湿量を維持できなくなるという課題があり、検討の余地があった。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温の排熱を有効に利用しながらも、除湿運転において常に一定以上の除湿量を維持できる空調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】
【０００６】
上記目的を達成するための空調システムは、
通過する吸着用空気の水分を吸着又は通過する再生用空気に水分を脱着する吸湿材を有する調湿部、及び、通過する冷却用空気にて前記調湿部の吸着に伴う吸着熱を吸収する冷却部を有する調湿素子を備える空調システムであって、その特徴構成は、
室外空間から取り込んだ室外空気を加熱可能な加熱部と、
室内空間から取り込んだ室内空気及び前記室外空気の流通経路を設定変更可能な流通経路変更機構と、
前記加熱部及び前記流通経路変更機構の動作を制御する運転切替部とを備え、
前記運転切替部は、前記加熱部及び前記流通経路変更機構の動作を制御して、
前記室内空間から取り込んだ室内空気が、前記吸着用空気として前記調湿部を通過した後に前記室内空間に供給され、且つ、前記室外空気が、前記冷却用空気として前記冷却部を通過した後に前記室外空間に排出される除湿運転と、
前記室外空気が、前記加熱部で加熱された後に前記再生用空気として前記調湿部を通過し、その後、前記室外空間に排出される再生運転とを切り替えて実行すると共に、
前記運転切替部は、前記再生運転として、前記室外空気を前記加熱部にて高温で加熱する高温再生運転と、前記室外空気を前記加熱部にて低温で加熱する低温再生運転とで切り替え可能であり、
前記除湿運転時における単位時間あたりの除湿量が、前記低温再生運転時における単位時間あたりの再生量を超える高温再生優先状態であるか、前記低温再生運転時における単位時間あたりの再生量以下である低温再生優先状態であるかを判定する状態判定部を備え、
前記運転切替部は、前記状態判定部が前記低温再生優先状態にあると判定した場合、前記再生運転として前記低温再生運転を実行し、前記状態判定部が前記高温再生優先状態にあると判定した場合、前記再生運転として前記高温再生運転を実行する点にある。
【０００７】
上記特徴構成によれば、状態判定部が、除湿運転時における単位時間あたりの除湿量が、低温再生運転時における単位時間あたりの再生量を超える高温再生優先状態であるか、低温再生運転時における単位時間あたりの再生量以下である低温再生優先状態であるかを判定すると共に、運転切替部が、状態判定部が低温再生優先状態にあると判定した場合、再生運転として低温再生運転（例えば、５０℃程度での再生）を実行し、状態判定部が高温再生優先状態にあると判定した場合、再生運転として高温再生運転（例えば、７０℃程度での再生）を実行するから、常に、除湿量が再生量を超えない状態を維持した状態で、空調システムを運転できる。
これにより、例えば、固体高分子形燃料電池からの低温の排熱を有効に利用しながらも、除湿運転において常に適切な除湿量を確保できる空調システムを実現できる。
【０００８】
空調システムの更なる特徴構成は、
取り込み直後の前記室外空気の温度を計測する第１温度計測部と、
取り込み直後の前記室外空気の湿度を計測する第１湿度計測部と、
前記冷却部の出口での前記室外空気の温度を導出する第２温度導出部と、
前記加熱部の出口での前記室外空気の温度を導出する第３温度導出部と、
取り込み直後の前記室内空気の温度を計測する第４温度計測部と、
取り込み直後の前記室内空気の湿度を計測する第２湿度計測部と、
前記調湿部を通流する空気の流量を導出する第１流量導出部と、
前記冷却部を通流する空気の流量を導出する第２流量導出部と、
前記除湿運転時における前記第１温度計測部にて計測される前記室外空気の温度と、前記除湿運転時における前記第１湿度計測部にて計測される前記室外空気の湿度と、前記除湿運転時における前記第２温度導出部にて導出される前記室外空気の温度とから空気線図に基づいて算出される冷却比エンタルピ変化量に、前記除湿運転時における前記第２流量導出部にて導出される前記室外空気の流量を積算して得られる単位時間あたりの冷却エンタルピ変化量を導出する冷却エンタルピ変化量導出部と、
前記低温再生運転時における前記第１湿度計測部にて計測される前記室外空気の湿度と前記低温再生運転時における前記第３温度導出部にて導出される前記室外空気の温度とから決定される除湿限界曲線に前記吸湿材の特性を加味して決定される第１補正値を積算した補正除湿限界曲線を導出する補正除湿限界曲線導出部とを備えると共に、
前記除湿運転時における前記第４温度計測部にて計測される前記室内空気の温度と、前記除湿運転時における前記第２湿度計測部にて計測される前記室内空気の湿度とを前記調湿部を通過する前の通過前状態値とする除湿比エンタルピ変化量に前記第１流量導出部にて導出される前記室内空気の流量を積算して得られる単位時間あたりの除湿エンタルピ変化量を、前記冷却エンタルピ変化量導出部にて導出された前記冷却エンタルピ変化量と等しくする第１条件と、
前記除湿運転時における前記室内空気の前記調湿部を通過した後の通過後状態値が前記補正除湿限界曲線上にくる第２条件とを満たすように、前記室内空気の前記調湿部を通過した後の通過後状態値としての温度と湿度とを推定する温湿度推定部と、
前記除湿運転時における前記室内空気の前記通過前状態値から前記通過後状態値へ変化するときの除湿量を空気線図に基づいて算出し、当該除湿量と前記除湿運転時に前記第１導出計測部にて導出される流量とを積算して単位時間あたりの除湿量を推定する除湿量推定部を備える点にある。
【０００９】
上述の如く、低温再生優先状態であるか高温再生優先状態であるかを判定するためには、状態判定部は除湿量を知る必要がある。しかも、経済性の観点からは、湿度センサや温度センサの数をなるべく少なくした構成でシステムが実現されることが好ましい。
上記特徴構成によれば、除湿運転時に冷却部を通流する室外空気の単位時間あたりの冷却エンタルピ変化量と、除湿運転時に調湿部を通過する室内空気の単位時間あたりの除湿エンタルピ変化量とが等しくなるという第１条件と、除湿運転時に調湿部を通過した後の室内空気の状態値が、上述の補正除湿限界曲線上にくるという第２条件とを満たすように、除湿運転において調湿部を通過した室内空気の温度と湿度を推定する。
これにより、除湿運転時において調湿部を通過前の室内空気の通過前状態値から、調湿部を通過後の室内空気の通過後状態値へ変化する際の単位流量あたりの除湿量を推定して、当該除湿量に除湿運転時の室内空気の流量を積算することで単位時間あたりの除湿量を推定できる。
特に、上記手法によれば、除湿量は、調湿部を通過した後の室内空気の温度及び湿度を直性計測することなく推定できる。また、第１、２流量導出部が調湿部に空気を圧送するファンの回転数等から調湿部を通流する空気の流量を導出し、第３温度導出部が、例えば第１流量導出部にて導出される流量と加熱部での加熱量から加熱部の出口での室外空気の温度を導出し、第２温度導出部が、例えば第２流量導出部にて導出される流量と吸湿材の特性及び調湿素子の形状とから冷却部の出口での室外空気の温度を導出するから、調湿部を通流する空気の流量、及び加熱部及び冷却部の出口での室外空気の温度を直接計測することなく推定できる。これにより、構成の簡素化を図ることができ、経済性の高い空調システムを実現できる。
尚、上記構成において、「取り込み直後」とは当該明細書においては、空調システムに取り込まれた空気が、加熱部、調湿部、冷却部を通過する前を意味するものとする。
【００１０】
空調システムの更なる特徴構成は、
取り込み直後の前記室外空気の湿度を計測する第１湿度計測部と、
前記調湿部を通流する空気の流量を導出する第１流量導出部と、
前記加熱部の出口での前記室外空気の温度を導出する第３温度導出部とを備え、
前記低温再生運転時において、前記第１湿度計測部にて計測された前記加熱部の出口での前記室外空気の湿度と、前記第３温度導出部にて導出された前記加熱部の出口での前記室外空気の温度と、前記第１流量導出部にて導出される空気流量と、前記吸湿材の特性及び形状とに基づいて、単位時間当たりの再生量を推定する再生量推定部を備える点にある。
【００１１】
上述の如く、低温再生優先状態であるか高温再生優先状態であるかを判定するためには、状態判定部は低温再生運転時の再生量を知る必要がある。しかも、経済性の観点からは、湿度センサや温度センサの数をなるべく少なくした構成でシステムが実現されることが好ましい。
上記特徴構成によれば、再生量推定部は、低温再生運転時において、第１湿度計測部にて計測された加熱部の出口での室外空気の湿度と、第３温度導出部にて導出された加熱部の出口での室外空気の温度と、第１流量導出部にて導出される空気流量と、吸湿材の特性及び形状とに基づいて、単位時間当たりの再生量を推定することができる。
特に、上記手法によれば、例えば、第１流量導出部が調湿部に空気を圧送するファンの回転数等から調湿部を通流する空気の流量を導出し、第３温度導出部が、例えば第１流量導出部にて導出される流量と加熱部での加熱量から加熱部の出口での室外空気の温度を導出する構成を採用できるから、加熱部を通過した後の空気の流量や温度を直接計測することなく推定でき、構成の簡素化を図ることができ、経済性の高い空調システムを実現できる。
【００１２】
空調システムの更なる特徴構成は、
前記第１補正値は１．１以上１．３以下に設定されている点にある。
【００１３】
上記特徴構成の如く、第１補正値は、吸湿材等の性質をも鑑みながら、上述の範囲の値に設定することで、除湿量及び再生量を、より実体に即した値として推定することができる。
【００１４】
空調システムの更なる特徴構成は、
前記運転切替部は、取り込み直後の前記室内空気の湿度としての相対湿度又は絶対湿度の少なくとも何れか一方が、予め設定される判定上限閾値以上となる場合、前記状態判定部による判定結果に優先して、前記再生運転を前記高温再生運転に切り替える点にある。
【００１５】
第２湿度計測部にて計測される室内空気の湿度としての相対湿度又は絶対湿度が、予め設定される判定上限閾値以上となる場合、即ち、室内空気の相対湿度又は絶対湿度が高く、高温再生優先状態となる可能性が高い場合には、運転切替部が、予め、再生運転を高温再生運転へ切り換えることで、除湿運転においてより適切に除湿量を維持できる。
【００１６】
空調システムの更なる特徴構成は、
前記第２温度導出部は、前記第２流量導出部にて導出される流量と前記吸湿材の特性及び前記調湿素子の形状とから前記冷却部の出口での前記室外空気の温度を導出する点にある。
【００１７】
上記特徴構成によれば、除湿運転を行わなくとも、室外空気の温度湿度、室内空気の温度湿度で状態判定部による判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の空調システムの全体構成を示す回路図である。
【図２】本発明の制御装置と各部との連係状態を示すブロック図である。
【図３】制御装置の各機能部位の連係状態を示すブロック図である。
【図４】調湿素子の斜視図である。
【図５】調湿素子における調湿部及び冷却部の断面図である。
【図６】調湿素子の分解斜視図である。
【図７】除湿運転での空調システムの状態を示す回路図である。
【図８】再生運転での空調システムの状態を示す回路図である。
【図９】状態判定部による状態判定の過程を説明するための空気線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態に係る空調システムは、低温の排熱を有効に利用しながらも、除湿運転において常に一定以上の除湿量を維持できる空調システムに関する。
以下、図面に基づいて当該空調システムについて説明する。
図１及び図２に、本発明の空調システムが示されている。当該空調システムは、室内空間７と室外空間８との間で構成されており、主要な機器として、１個の調湿素子Ｅ、第１通路１１〜第６通路１６、第１ダンパ２１〜第６ダンパ２６、加熱器２７（加熱部の一例）、第１送風機２９、第２送風機３０、指令受付部９及び制御装置Ｓ等を備えている。調湿素子Ｅは、調湿部Ｗと冷却部Ｃとを備えている。
【００２０】
〔空調システムの運転の概要〕
図２に示すように、室内空間７の居住者が指令受付部９の操作スイッチ（図示せず）等を操作することによって、操作指令が指令受付部９から制御装置Ｓに出力されるのであり、操作指令に基づいて制御装置Ｓにより室内空間７の除湿が行われる。
【００２１】
図１及び図２に示すように、室内空間７の除湿が行われる場合、制御装置Ｓによって、調湿素子Ｅにより室内空間７の除湿が行われる除湿運転（後述する〔除湿運転〕を参照）と、水分を吸着した調湿素子Ｅの再生が行われる再生運転（後述する〔再生運転〕を参照）とが、自動的に交互に切り替えられて実行される。
【００２２】
図１及び図２に示すように、制御装置Ｓは、除湿運転及び再生運転において、第１ダンパ２１〜第６ダンパ２６、加熱器２７、第１送風機２９及び第２送風機３０を、後述する〔除湿運転〕及び〔再生運転〕に記載のように操作する。
【００２３】
〔空調システムの回路構成〕
図１に示すように、室内空間７と室外空間８との間に空調システムが配置されている。
第１通路１１の上流側が、室内空間７と連通する室内取り込み口１７に接続され、第１通路１１の下流側が、調湿素子Ｅの調湿部Ｗの流入口Ｗａに接続されている。
第２通路１２の上流側が、調湿素子Ｅの調湿部Ｗの流出口Ｗｂに接続され、第２通路１２の下流側が、室内空間７と連通する室内供給口１８に接続されており、第２通路１２に第１送風機２９が備えられている。
【００２４】
図１に示すように、第３通路１３の上流側が、室外空間８と連通する室外取り込み口１９に接続され、第３通路１３の下流側が、調湿素子Ｅの冷却部Ｃの流入口Ｃａに接続されている。
第４通路１４の上流側が、調湿素子Ｅの冷却部Ｃの流出口Ｃｂに接続され、第４通路１４の下流側が、室外空間８と連通する室外排出口２０に接続されており、第４通路１４に第２送風機３０が備えられている。
【００２５】
図１に示すように、第３通路１３の途中の第１分岐部３１から、第５通路１５が分岐して、第５通路１５が第１通路１１の途中の第１合流部３３に接続されており、第５通路１５に加熱器２７が備えられている。
第２通路１２の途中の第２分岐部３２から、第６通路１６が分岐しており、第６通路１６が、第４通路１４の途中の第２合流部３４に接続されている。
【００２６】
図１に示すように、空気を通す開位置及び空気を止める閉位置に操作自在な第１ダンパ２１〜第６ダンパ２６（流通経路変更機構に相当）が備えられている。
第１通路１１において室内取り込み口１７と第１合流部３３との間に、第１ダンパ２１が備えられている。第２通路１２において第２分岐部３２と第１送風機２９との間に、第２ダンパ２２が備えられている。
【００２７】
図１に示すように、第３通路１３において第１分岐部３１と調湿素子Ｅの冷却部Ｃの流入口Ｃａとの間に、第３ダンパ２３が備えられている。第４通路１４において調湿素子Ｅの冷却部Ｃの流出口Ｃｂと第２合流部３４との間に、第４ダンパ２４が備えられている。
【００２８】
図１に示すように、第５通路１５において加熱器２７と第１合流部３３との間に、第５ダンパ２５が備えられている。第６通路１６において第２分岐部３２と第２合流部３４とに間に、第６ダンパ２６が備えられている。
【００２９】
〔調湿素子の構成〕
図４、５、６に示すように、平面視で六角形状に形成された複数の平板部材１が備えられて、平板部材１の間に調湿部Ｗと冷却部Ｃとが交互に形成されている。図４及び図６では、６枚の平板部材１の間に、２層の調湿部Ｗ及び３層の冷却部Ｃが交互に形成された状態が示されている。通常の実用レベルでは、５０枚以上の平板部材１が積層されて、２５層以上の調湿部Ｗ及び冷却部Ｃが交互に形成されることが想定される。
【００３０】
図４、５、６に示すように、調湿部Ｗにおいて、波板状に成形された誘導部材３が平板部材１に取り付けられており、平板部材１の外周部の４箇所に側壁部材２が取り付けられて、流入口Ｗａ及び流出口Ｗｂが形成されている。平板部材１の上面及び下面、誘導部材３の上面及び下面に、吸湿材５が保持されている。
【００３１】
図４、５、６に示すように、冷却部Ｃにおいて、波板状に成形された誘導部材４が平板部材１に取り付けられており、平板部材１の外周部の４箇所に側壁部材２が取り付けられて、流入口Ｃａ及び流出口Ｃｂが形成されている。平板部材１の上面及び下面に、金属膜６が形成されている。
【００３２】
図４、５、６に示すように、調湿部Ｗ及び冷却部Ｃにおいて、誘導部材３、４が同じ方向に沿うように配置されているのに対して、調湿部Ｗの流入口Ｗａ及び流出口Ｗｂと、冷却部Ｃの流入口Ｃａ及び流出口Ｃｂとは、互いに逆の配置となっている。
【００３３】
〔調湿素子の各部の材質等〕
平板部材１、側壁部材２及び誘導部材３、４は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂を材料として、５０ミクロン程度の板厚の薄板によって構成されている。
吸湿材５としては、例えば、架橋構造を有するポリアクリル酸ナトリウム等のポリアクリル酸系の樹脂を主成分とする材料が用いられる。
【００３４】
平板部材１及び誘導部材３、４と吸湿材５とのバインダとして、吸湿材５を構成する材料と極性が近く、吸湿材５の体積変化やヒートサイクルに耐えることができるような柔軟性を有した材料が用いられる。
吸湿材５としてポリアクリル酸系の樹脂が用いられる場合、バインダとしては、水性ウレタン樹脂、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の材料が用いられるのであり、前述の材料を混合した材料をバインダとして用いることもできる。
【００３５】
水性ウレタン樹脂等の材料で構成されたバインダとポリアクリル酸ナトリウムとを含む混合液を、平板部材１及び誘導部材３、４の表面に塗布することにより、ポリアクリル酸ナトリウムを平板部材１及び誘導部材３、４の表面に保持することができる。
金属膜６は、アルミニウム等の材質により、数ミクロン程度の厚さで構成されて、蒸着によって形成されており、金属膜６により平板部材１の伝熱面積が拡大されている。
【００３６】
〔除湿運転〕
前述の〔空調システムの運転の概要〕に記載のように、指令受付部９からの操作指令に基づいて制御装置Ｓにより室内空間７の除湿が行われる場合、制御装置Ｓによって、除湿運転と再生運転とが、自動的に交互に切り替えられて実行される。
先ず除湿運転について説明する。
【００３７】
除湿運転において、図７に示すように、第１ダンパ２１、第２ダンパ２２、第３ダンパ２３、第４ダンパ２４が開位置に操作され、第５ダンパ２５、第６ダンパ２６が閉位置に操作される。第１送風機２９、第２送風機３０が作動状態に操作され、加熱器２７が停止状態に操作される。
【００３８】
図７に示すように、室内空間７の室内空気が、室内取り込み口１７から吸着用空気として取り込まれ、吸着用空気が第１通路１１、第１ダンパ２１及び第１合流部３３を通り、調湿部Ｗの流入口Ｗａから調湿部Ｗに入る。
次に吸着用空気は、調湿部Ｗの流出口Ｗｂから調湿部Ｗを出て、第２通路１２、第２分岐部３２及び第２ダンパ２２を通り、第１送風機２９及び室内供給口１８から室内空間７に供給される。
【００３９】
図４及び図５に示すように、調湿部Ｗにおいて、吸着用空気が誘導部材３の間を通りながら、吸着用空気の水分が調湿部Ｗの吸湿材５に吸着されるのであり（吸着用空気が除湿されるのであり）、除湿された吸着用空気が室内空間７に供給される。
これにより、室内空間７からの吸着用空気の取り込み、吸着用空気の水分の吸着、除湿された吸着用空気の室内空間７への供給が、連続的に繰り返して行われて、室内空間７の除湿が行われる。
【００４０】
前述のように、調湿部Ｗの吸湿材５による吸着用空気の水分の吸着が行われると、調湿部Ｗに吸着熱が発生して、調湿部Ｗの吸着性能が低下することがある。
この場合、図７に示すように、室外空間８の室外空気が、室外取り込み口１９から冷却用空気として取り込まれ、冷却用空気が第３通路１３、第１分岐部３１及び第３ダンパ２３を通り、冷却部Ｃの流入口Ｃａから冷却部Ｃに入る。
次に冷却用空気は、冷却部Ｃの流出口Ｃｂから冷却部Ｃを出て、第４通路１４、第４ダンパ２４及び第２合流部３４を通り、第２送風機３０及び室外排出口２０から室外空間８に排出される。
【００４１】
図４及び図５に示すように、冷却部Ｃにおいて、冷却用空気が誘導部材４の間を通りながら調湿部Ｗの吸着熱を吸収して、吸着熱を吸収した冷却用空気が室外空間８に排出される。これにより、調湿部Ｗが冷却されて、調湿部Ｗの吸着性能が高い状態に維持される。
【００４２】
〔再生運転〕
再生運転において、図８に示すように、第５ダンパ２５、第６ダンパ２６が開位置に操作され、第１ダンパ２１、第２ダンパ２２、第３ダンパ２３、第４ダンパ２４が閉位置に操作される。第２送風機３０、加熱器２７が作動状態に操作され、第１送風機２９が停止状態に操作される。
【００４３】
図８に示すように、室外空間８の室外空気が、室外取り込み口１９から再生用空気として取り込まれ、再生用空気が第３通路１３、第１分岐部３１、第５通路１５、加熱器２７、第５ダンパ２５、第１合流部３３及び第１通路１１を通り、調湿部Ｗの流入口Ｗａから調湿部Ｗに入る。
次に再生用空気は、調湿部Ｗの流出口Ｗｂから調湿部Ｗを出て、第２通路１２、第２分岐部３２、第６通路１６、第６ダンパ２６、第２合流部３４、第４通路１４を通り、第２送風機３０及び室外排出口２０から室外空間８に排出される。
【００４４】
図４、５、８に示すように、加熱器２７において熱媒通路２８を循環する熱媒により、再生用空気が加熱されて、加熱された再生用空気が調湿部Ｗに入る。これにより、加熱された再生用空気により調湿部Ｗの吸湿材５から水分が脱着されるのであり、調湿部Ｗの吸湿材５の水分を脱着した再生用空気が室外空間８に排出される。
さて、昨今、例えば、分散型電源としての固体高分子形燃料電池の普及が進んでおり、当該固体高分子形燃料電池は、その作動温度（例えば、８０℃程度）が比較的低く、その排熱として、中温（例えば、５０℃程度）の湯水が排出される。
当該実施形態に係る空調システムでは、上記中温の湯水を有効に利用しながらも、除湿運転において常に一定以上の除湿量を維持すべく、以下の構成が採用されると共に、制御装置Ｓの機能部位として、図３に示すように、冷却エンタルピ変化量導出部Ｃ１、補正除湿限界曲線導出部Ｃ２、温湿度推定部Ｃ３、除湿量推定部Ｃ４、再生量推定部Ｃ５、状態判定部Ｃ６、運転切替部Ｃ７、第１流量導出部Ｃ８、第３温度導出部Ｃ９、第２流量導出部Ｃ１０、及び第２温度導出部Ｃ１１が設けられている。尚、これらの制御装置Ｓの各機能部位は、中央演算装置や記憶部から成るハードウェアとソフトウェアの協働により実現されるものである。
【００４５】
詳述すると、当該実施形態に係る加熱器２７に熱媒を循環する熱媒通路２８は、例えば工場排熱を回収した比較的高温（例えば、８０℃程度）の熱媒を加熱器２７へ循環する高温熱媒循環状態と、例えば作動温度の低い固体高分子形燃料電池の排熱を回収した比較的低温（例えば、５０℃程度）の熱媒を加熱器２７へ循環する低温熱媒循環状態とに、流路切換弁（図示せず）等により切り換え可能に構成されている。
運転切替部Ｃ７は、熱媒通路２８を通流する熱媒を、高温熱媒循環状態へ切り換えて加熱器２７へ高温熱媒を通流させる高温再生状態と、熱媒通路２８を通流する熱媒を、低温熱媒循環状態へ切り換えて加熱器２７へ低温熱媒を通流させる低温再生状態とに切り替え制御可能となっている。
更に、状態判定部Ｃ６は、除湿運転時における単位時間当たりの除湿量が、低温再生運転時における単位時間あたりの再生量を超える高温再生優先状態であるか、低温再生運転時における単位時間あたりの再生量以下である低温再生優先状態であるかを判定可能に構成されており、運転切替部Ｃ７は、当該状態判定部Ｃ６が低温再生優先状態にあると判定した場合、再生運転として低温再生運転を実行し、状態判定部Ｃ６が高温再生優先状態にあると判定した場合、再生運転として高温再生運転を実行する。
【００４６】
当該実施形態に係る空調システムにおいては、以上の制御を実行するべく、図２に示すように、取り込み直後の室外空気の温度を第３通路１３にて計測する第１温度センサ３５（第１温度計測部の一例）と、取り込み直後の室外空気の湿度を第３通路１３にて計測する第１湿度センサ３９（第１湿度計測部の一例）と、取り込み直後の室内空気の温度を第１通路１１にて計測する第４温度センサ３８（第４温度計測部の一例）と、取り込み直後の室内空気の湿度を第１通路１１にて計測する第２湿度センサ４０（第２湿度計測部の一例）とが設けられ、夫々の計測信号が、逐次、制御装置Ｓにて受信可能に構成されている。
また、調湿部Ｗを通流する空気の流量を当該調湿部Ｗへ空気を圧送するファンの回転数等に基づいて導出する第１流量導出部Ｃ８と、冷却部Ｃを通流する空気の流量を当該冷却部Ｃへ空気を圧送するファンの回転数等に基づいて導出する第２流量導出部Ｃ１０と、加熱器２７の出口での室外空気の温度を第１流量導出部Ｃ８にて導出される流量と加熱器２７での加熱量から導出する第３温度導出部Ｃ９と、冷却部Ｃの出口での室外空気の温度を第２流量導出部Ｃ１０にて導出される流量と吸湿材５の特性及び調湿素子Ｅの形状とから導出する第２温度導出部Ｃ１１として、制御装置Ｓが機能する。
尚、上記構成において、「取り込み直後」とは当該明細書においては、空調システムに取り込まれた空気が、加熱器２７、調湿部Ｗ、冷却部Ｃを通過する前を意味するものとする。
上記状態判定部Ｃ６が、除湿運転時における単位時間あたりの除湿量が、低温再生運転時における単位時間あたりの再生量を超える低温再生優先状態であるか、低温再生運転時における単位時間あたりの再生量以下である高温再生優先状態であるかを判定するには、除湿運転時における単位時間あたりの除湿量と、低温再生運転時における単位時間あたりの再生量とを推定する必要がある。そこで、当該実施形態に係る空調システムにあっては、以下の制御装置Ｓの各機能部位が以下の制御を実行する。
尚、以下では、図９の空気線図での空気の状態変化を参照しながら、各制御について説明する。
因みに、図９において、除湿運転時の室内空気はＰ１、Ｐ２と順に状態変化し、除湿運転時の冷却部Ｃを通過する室外空気はＰ３、Ｐ４と順に状態変化し、低温再生時の室外空気はＰ３、Ｐ５、Ｐ６と順に状態変化する。尚、除湿運転時の室内空気はＰ１からＰ２へと直線的に変化する例を示しているが、当該変化は冷却部Ｃでの冷却状態にも依存するため、このように直線的な変化をしない場合もある。
前提条件として、取り込み直後の室内空気（図９でＰ１）は、温度が２７℃、相対湿度が５６％、取り込み直後の室外空気（図９でＰ３）は、温度が２５℃、相対湿度が９０％、低温再生運転時に加熱器２７を通過後の室外空気（図９でＰ５）は、温度が５０℃となるとする。
【００４７】
〔除湿量の推定〕
除湿量の推定では、除湿運転時において、取り込み直後の室内空気（図９でＰ１）から、室内空間７へ供給される室内空気（図９でＰ２）までの間での室内空気の除湿量を求める必要がある。
そこで、まず、冷却エンタルピ変化量導出部Ｃ１が、除湿運転時における第１温度センサ３５にて計測される室外空気の温度と、除湿運転時における第１湿度センサ３９にて計測される室外空気の湿度と、除湿運転時における第２温度導出部Ｃ１１にて導出される室外空気の温度とから空気線図に基づいて、冷却部Ｃを通過する室外空気のＰ３−Ｐ４での冷却比エンタルピ変化量を導出する。更に、冷却エンタルピ変化量導出部Ｃ１は、当該冷却比エンタルピ変化量に、除湿運転時における第２流量導出部Ｃ１０にて導出される室外空気の流量を積算して得られる単位時間当たりの冷却エンタルピ変化量を導出する。
室内空間７へ供給される室内空気（図９でＰ２）の状態値は、除湿運転時においてＰ１からＰ２までの状態変化での除湿エンタルピ変化量が上述の冷却エンタルピ変化量と等しくなるように決定され、これが第１条件となる。
換言すると、第１条件は、除湿運転時における第４温度センサ３８にて計測される室内空気の温度と、除湿運転時における第２湿度センサ４０にて計測される室内空気の湿度とを調湿部Ｗを通過する前の通過前状態値とする除湿比エンタルピ変化量に第１流量導出部Ｃ８にて導出される室内空気の流量を積算して得られる単位時間あたりの除湿エンタルピ変化量を、冷却エンタルピ変化量と等しくする、という条件である。
当該第１条件のみでは、室内空間７へ供給される室内空気（図９でＰ２）の状態値は、一意に決定されない。
そこで、当該空調システムにあっては、補正除湿限界曲線導出部Ｃ２が、低温再生運転時における第１湿度センサ３９にて計測される室外空気の湿度と低温再生運転時における第３温度導出部Ｃ９にて導出される室外空気の温度とから決定される除湿限界曲線（加熱器２７で加熱後の室外空気の相対湿度曲線に相当：図９でα）に、吸湿材５の特性を加味して決定される第１補正値（１．１以上１．３以下の値：図９では１．１）を積算した補正除湿限界曲線（図９でβ）を導出する。
そして、室内空間７へ供給される室内空気（図９でＰ２）の状態値、換言すれば、室内空気の調湿部Ｗを通過した後の通過後状態値（図９でＰ２）が、補正除湿限界曲線β上にくることを第２条件とする。
温湿度推定部Ｃ３は、第１条件と第２条件とを満たすように、室内空間７へ供給される室内空気（図９でＰ２）の状態値としての温度及び湿度を決定する。
そして、除湿量推定部Ｃ４は、除湿運転時における室内空気の調湿部Ｗを通過する前の通過前状態値（図９でＰ１）から通過した後の通過後状態値（図９でＰ２）へ変化するときの単位流量あたりの除湿量（図９でＨ１）を空気線図に基づいて算出し、当該除湿量と除湿運転時に第１流量導出部Ｃ８にて導出される流量とを積算して単位時間あたりの除湿量を推定する。
【００４８】
〔再生量の推定〕
再生量の推定では、再生運転時において、加熱器２７を通過後の室外空気（図９でＰ５）から、調湿部Ｗを通過後の室外空気（図９でＰ６）までの間での室外空気の吸湿量（吸湿材５の再生量）を求める必要がある。
そこで、当該空調システムにあっては、再生量推定部Ｃ５は、低温再生運転時において、第１湿度センサ３９にて計測された加熱器２７の出口での室外空気の湿度と、第３温度導出部Ｃ９にて導出された加熱器２７の出口での室外空気の温度と、第１流量導出部Ｃ８にて導出される空気流量と、吸湿材５の特性及び形状とに基づいて、単位時間当たりの再生量（図９でＨ２）を推定する。
ここで、第１流量導出部Ｃ８は、例えば、調湿部Ｗに空気を圧送するファン（図示せず）の回転数等から調湿部Ｗを通流する空気の流量を導出する。第３温度導出部Ｃ９は、例えば第１流量導出部Ｃ８にて導出される流量と、加熱器２７での加熱量から加熱器２７の出口での室外空気の温度を導出する。
【００４９】
状態判定部Ｃ６は、除湿量推定部Ｃ４にて推定される単位時間あたりの除湿量が、再生量推定部Ｃ５にて推定される単位時間あたりの再生量を超える高温再生優先状態であるか、再生量推定部Ｃ５にて推定される単位時間あたりの再生量以下である低温再生優先状態であるかを判定し、運転切替部Ｃ７は、状態判定部Ｃ６が低温再生優先状態にあると判定した場合、再生運転として低温再生運転を実行し、状態判定部Ｃ６が高温再生優先状態にあると判定した場合、再生運転として高温再生運転を実行する。因みに、図９の例では、状態判定部Ｃ６は、除湿量推定部Ｃ４にて推定される単位時間あたりの除湿量（図９でＨ１）が、再生量推定部Ｃ５にて推定される単位時間あたりの再生量（Ｈ２）を超えるので、高温再生優先状態と判定する。
【００５０】
尚、当該実施形態にあっては、除湿運転時において調湿部Ｗを通流する室内空気の流量と、除湿運転時において冷却部Ｃを通流する室外空気の流量と、再生運転時において調湿部Ｗを通流する室外空気の流量との比は、例えば、１：２：１となるように、各送風機２９、３０を制御している。
【００５１】
〔別実施形態〕       
（１）上記実施形態では、温湿度推定部Ｃ３が、除湿運転時における室内空気の調湿部Ｗを通過した後の温度及び湿度を推定する構成を示したが、当該室内空気の温度及び湿度は、直接測定しても構わない。
また、再生運転時における室外空気の調湿部Ｗを通過した後の温度及び湿度を直接計測し、再生運転時における当該室外空気の除湿量を導出する構成を採用しても構わない。
【００５２】
（２）上記実施形態において、除湿量推定部Ｃ４が、除湿運転を実行して除湿量を推定する前に、再生運転として高温再生運転を実行しても構わない。
これにより、除湿量の推定を、吸湿部を十分に再生した状態で実行することできる。
【００５３】
（３）上記実施形態において、高温再生運転は、工場排熱を回収した熱媒を加熱器２７へ循環する例を示したが、別の例としては、エンジン排熱を回収した熱媒を加熱器２７へ循環する構成を採用しても構わない。
また、低温再生運転は、固体高分子形燃料電池の排熱を回収した熱媒を加熱器２７へ循環する例を示したが、別の例としては、貯湯槽（図示せず）に貯留された中温の湯水を熱媒として加熱器２７へ循環する構成を採用しても構わない。
【００５４】
（４）運転切替部Ｃ７は、上述の制御とは別に、取り込み直後の室内空気の湿度としての相対湿度又は絶対湿度の何れか一方（第２湿度センサ４０にて測定される値）が、予め設定される判定上限閾値以上（例えば、相対湿度の場合７０％以上、絶対湿度の場合１５ｇ以上）となる場合、状態判定部Ｃ６の判定結果に優先して、再生運転を高温再生運転に切り替える制御を実行している。
これにより、室内空間７の湿度が高い場合には、低温の排熱の利用よりも、室内空間７の除湿を優先する運転が実行されることになる。
【００５５】
（５）上記実施形態において、第１流量導出部Ｃ８及び第２流量導出部Ｃ１０にて導出される流量、第２温度導出部Ｃ１１及び第３温度導出部Ｃ９にて導出される温度については、直接計測する形態で各状態値を導出する構成を採用しても構わない。
【００５６】
尚、上記実施形態〔別実施形態を含む、以下同じ〕で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の空調システムは、低温の排熱を有効に利用しながらも、除湿運転において常に一定以上の除湿量を維持できる空調システムとして、有効に利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
５    ：吸湿材
７    ：室内空間
８    ：室外空間
２１  ：第１ダンパ
２２  ：第２ダンパ
２３  ：第３ダンパ
２４  ：第４ダンパ
２５  ：第５ダンパ
２６  ：第６ダンパ
２７  ：加熱器
３５  ：第１温度センサ
３８  ：第４温度センサ
３９  ：第１湿度センサ
４０  ：第２湿度センサ
Ｃ    ：冷却部
Ｃ１  ：冷却エンタルピ変化量導出部
Ｃ２  ：補正除湿限界曲線導出部
Ｃ３  ：温湿度推定部
Ｃ４  ：除湿量推定部
Ｃ５  ：再生量推定部
Ｃ６  ：状態判定部
Ｃ７  ：運転切替部
Ｃ８  ：第１流量導出部
Ｃ９  ：第３温度導出部
Ｃ１０：第２流量導出部
Ｃ１１：第２温度導出部
Ｅ    ：調湿素子
Ｗ    ：調湿部
β    ：補正除湿限界曲線
【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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