(57)【要約】本発明は除湿装置および除湿器の乾燥材の再生方法に関する。該装置はボイラーおよび乾燥除湿器を備え、ボイラーが除湿器に接続されるため、ボイラーによって生成される加熱気流が除湿器に配送されて除湿器の乾燥材用の再生空気を提供する。本発明は、ボイラーからの低位熱が吸収除湿器用の安価な熱源として利用されるという利点を備える。除湿器はボイラーに後付けする別個の部分であってもよく、あるいは単独ユニットとしてボイラーと一体化させてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥除湿器と、
前記除湿器を、加熱気流を生成するように動作可能なボイラーに接続する連結手段と、
前記加熱気流を前記除湿器に配送して前記除湿器の乾燥剤を再生させる配送手段と、
を備える除湿装置。
【請求項２】
前記除湿器によって排出される気流を前記ボイラーに配送する配送手段をさらに備える、請求項１の除湿装置。
【請求項３】
大気と前記除湿器によって排出される気流とを結合するように動作可能な混合手段をさらに備える、請求項２の除湿装置。
【請求項４】
前記除湿器によって排出される気流が前記ボイラーのバーナーで受け取られる、請求項３の除湿装置。
【請求項５】
前記ボイラーによって加熱される水を使用して、前記除湿器に配送される気流を加熱する、請求項１から４のいずれか１項に記載の除湿装置。
【請求項６】
前記ボイラーが、前記ボイラー内の燃焼中に発生する廃液および／または前記除湿器から排出される水分を除去する排水管を備える、請求項１から６のいずれか１項に記載の除湿装置。
【請求項７】
前記ボイラーおよび前記除湿器が単独ユニットとして統合される、請求項１から７のいずれか１項に記載の除湿装置。
【請求項８】
前記除湿器が前記ボイラーとは別個のユニットであり、前記装置が前記ボイラーへの後付けを可能にする後付け用継手を備える、請求項１から６のいずれかの除湿装置。
【請求項９】
前記ボイラーが復水器付きボイラーである、請求項１から８のいずれか１項に記載の除湿装置。
【請求項１０】
加熱気流を生成するように動作可能なボイラーに乾燥除湿器を接続するステップと、
前記除湿器に前記加熱気流を配送して前記除湿器の乾燥材を再生するステップと
を備える、除湿器の乾燥材の再生方法。
【請求項１１】
前記除湿器によって排出される気流を前記ボイラーに配送するステップをさらに備える、請求項１０に記載の除湿器の乾燥材の再生方法。
【請求項１２】
前記除湿器によって排出される気流を前記ボイラーのバーナーに配送するステップをさらに備える、請求項１１に記載の除湿器の乾燥材の再生方法。
【請求項１３】
大気と前記除湿器によって排出される気流とを結合するステップをさらに備える、請求項１１または請求項１２の除湿器の乾燥材の再生方法。
【請求項１４】
前記ボイラーと前記除湿器を単独ユニットとして統合するステップをさらに備える、請求項１０から１３のいずれかに記載の除湿器の乾燥材の再生方法。
【請求項１５】
前記除湿器を前記ボイラーに後付けする、あるいは前記ボイラーを前記除湿器に後付けするステップをさらに備える、請求項１０から１４のいずれかに記載の除湿器の乾燥材の再生方法。
【請求項１６】
実質的に、添付図面を参照して本明細書に記載され添付図面に示されるような除湿装置。
【請求項１７】
実質的に、添付図面を参照して本明細書に記載され添付図面に示されるような除湿器の乾燥材の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿装置および除湿器の乾燥材の再生方法に関する。
【０００２】
暖房および除湿業界は、人口増と生活水準向上により生じる、エネルギー需要の増大、石炭価格などの燃料コストの上昇、特定のエネルギー源の使用が及ぼす環境影響を懸念する集団や政府からの圧力の増加といった大きな課題に直面している。これらの課題に対応する一助として、当業界はよりエネルギー効率の高い暖房および除湿ソリューションを開発しなければならない。
【０００３】
湿潤気候、人間と動物の呼吸、料理やシャワーや洗濯などの一般的家事によって、水蒸気は絶えず既存の環境に追加され続けている。さらに、建物自体も構造上の湿気の問題を抱えていることがある。特に夜間に周囲温度が低下すると水が表面上に凝結するが、残念ながら水蒸気が外壁や窓に凝結するにつれ、気化の潜熱が建物から失われることがよく知られている。これはしばしば窓の結露として現れる。休暇中の家庭や教会などの占有率の低い建物では、建物や家具などに対する湿気のダメージを防止するためだけに温められることが多い。また、湿気の多い状況は健康問題を引き起こすことも多い。湿潤気候は、衣類を乾かす回転式乾燥機の使用を必要とする。このような乾燥機はエネルギー需要が極めて高いだけではなく、乾燥機の高温が衣類を傷め、しばしば綿繊維に裂けを生じさせたり、布の強度を低減させたりする。さらに、大半の「デザイナーズブランド」の衣類は回転乾燥に適していない。標準的な除湿器であれば、１ｋｇの洗濯物を乾燥させるのに標準的な回転式乾燥器の約半分の電気エネルギーですむ。除湿器の使用は建物内の湿度を低減させ、エネルギー消費量全体を減少させるのに重要な役割を果たす。
【０００４】
乾燥剤除湿技術は、上記の問題に対処するエネルギー効率の高いソリューションを提供することができる。このような除湿器では、除湿器内の乾燥材が空気とそれに関連する気化の潜熱中から湿気を吸収することによって、乾燥剤を温める。その後、（温められた乾燥剤との熱交換により）乾燥し、わずかに温められた空気を必要に応じて使用することができる。しかしながら、除湿器内の乾燥剤を再利用するには、捕捉された水分がエネルギー源からの熱のみによって除去される工程を用いて乾燥剤を再活性化しなければならない。これは追加のエネルギー源の需要を明確に示すものであり、エネルギー効率の高いソリューションを必要とする課題をもたらす。
【０００５】
電気は二次的エネルギー源であり、通常、発電と配電を組み合わせた効率が低く（ふつう約３０％）、大半の除湿器で熱源を提供するために使用されている。しかしながら、主要熱源である復水器付きボイラーから提供される熱は９５％を超える効率の良さである。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、業界内のエネルギー効率問題に少なくとも一部でも対処する、および／または公共および／または業界に有効な代替策を提供する装置および方法を提供することである。
【０００７】
「備える」という用語は管轄区域下によって、排他的な意味または包括的な意味のいずれかで解釈される場合があると理解される。本明細書では、特に別途明記されない限り、備えるという用語は包括的な意味を有するものとする。すなわち、直接言及される挙げられた構成要素だけでなく、その他の明示されていない構成要素も含むと解釈することができる。したがって、「備える」という用語は、任意の所与の管轄区内でできる限り広く解釈されるべきであり、この論理は「備えられ」や「備えて」などが使用される場合も適用されるべきである。
【０００８】
本発明の別の態様は、例示のためだけに提供される以下の説明から明らかとなるであろう。
【０００９】
本発明によると、
乾燥除湿器と、
除湿器を、加熱気流を生成するように動作可能なボイラーに接続する連結手段と、
加熱気流を除湿器に配送して除湿器の乾燥剤を再生させる配送手段と
を備える除湿装置が提供される。
【００１０】
本発明の利点は、ボイラーからの加熱空気を利用して除湿器内の乾燥剤を再生できることである。このように、ボイラー（一次熱源）からの低位熱は、電気よりも安価で炭素量が少ない吸収除湿器用熱源として使用されている。除湿器はボイラーに後付けする別個の部分とすることができる、あるいはボイラーの一体化部分とすることができ、コンバインドボイラー／除湿システムは建物全体の炭素排出量を低減することができる。
【００１１】
本発明の別の実施形態では、除湿装置は、除湿器によって排出される気流をボイラーに配送する配送手段を備える。ＮＯｘ排出量は燃焼用空気の含水率に反比例して変動するため、これはボイラーのＮＯｘ排出量を低減させる効果を備える。
【００１２】
別の実施形態では、除湿装置は、大気と除湿器によって排出される気流とを結合するように動作可能な混合手段をさらに備えることができる。このように、除湿器から排出される気流は、ボイラーバーナーに供給される前に空気を追加することができる。
【００１３】
本発明の別の実施形態では、ボイラーおよび除湿器が単独ユニットとして統合される。
【００１４】
本発明の別の実施形態では、除湿器はボイラーと分離され、ボイラーへの装着を可能にする継手を備える。
【００１５】
本発明の別の実施形態では、空気は、大気から、バーナーの中空ケース、あるいはバーナーまたは固体燃料ボイラーの場合は炉の簡易な熱交換器へと送られる。この特徴の利点は、除湿器からの空気がバーナーまたは炉の周囲または内部の冷却剤として使用されて、火炎温度を低減させ、ひいてはＮＯｘ生成量を減少させることである。
【００１６】
本発明の別の実施形態では、中央加熱水が再生空気を加熱するのに使用される。
【００１７】
別の実施形態では、バーナーに供給される空気を加熱して、ボイラーの燃焼効率を高める。
【００１８】
本発明の別の実施形態では、ボイラーは復水器付きボイラーである。
【００１９】
好ましくは、復水器付きボイラーは、燃焼中に生成される復水と、除湿器からボイラー外に排出される比較的高湿度の気流から回収される水分とを配送する排水管を備える。
【００２０】
別の実施形態では、除湿器は、建物から除去される水分がボイラーを通って水用の排水管に供給される冷蔵除湿器であってもよい。
【００２１】
本発明の別の態様によると、
加熱気流を生成するように動作可能なボイラーに乾燥除湿器を接続するステップと、
加熱気流を除湿器に配送して除湿器の乾燥材を再生するステップと、
を特徴とする除湿器の乾燥材の再生方法が提供される。
【００２２】
好ましくは、該方法は、除湿器によって排出される気流をボイラーに配送するステップをさらに備える。
【００２３】
好ましくは、該方法は、除湿器によって排出される気流をボイラーのバーナーに配送するステップをさらに備える。
【００２４】
好ましくは、該方法は、大気と除湿器によって排出される気流とを結合するステップをさらに備える。
【００２５】
好ましくは、該方法は、ボイラーと除湿器を単独ユニットとして統合するステップをさらに備える。
【００２６】
好ましくは、該方法は、除湿器をボイラーに後付けする、あるいはボイラーを除湿器に後付けするステップをさらに備える。
【００２７】
本発明は、添付図面を参照し、例示のためだけに記載される以下いくつかの実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明に係るコンバインド復水器付きボイラー／除湿システムの概略図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態に係るコンバインド復水器付きボイラー／除湿システムの概略図である。
【００２９】
本発明の目的上、比較的高湿度の気流という用語は、気流が装置内で湿気を含むことを意味すると理解される。逆に、比較的低湿度の気流は、気流が装置で湿気を除去されることを意味すると理解される。
【００３０】
ボイラーと除湿器間の流体流の配送および供給は、流体、必要に応じて気体と流体の両方を送るように構成された適切な導管、パイプ、ダクトなどの使用によって達成される。
【００３１】
図１および２は、ボイラー２と乾燥除湿器３とを備える、参照符号１で示すコンバインドボイラー／除湿システムを示す。ボイラー２および除湿器３は単独ユニットとして統合することができる、あるいは別個であるが相互接続可能なユニットとして設けることができる。乾燥除湿器は、大気６が換気扇４を介して構築環境から除去され乾燥剤ロータ５を通過することによって、吸収サイクルが行われて吸気から水分を除去するように動作可能である。その後、乾燥空気７は構築環境に戻され、洗濯物を乾燥させるのに使用することができる。
【００３２】
除湿器３のロータ５内の乾燥剤を再利用するには、捕捉された水分をエネルギー源からの熱によって除去する工程を経て乾燥剤を再活性化させなければならない。適切なエネルギー源を提供するため、除湿器３がボイラー２に接続される。
【００３３】
ボイラー２では、燃料がバーナー８（または固体燃料の場合、炉）によって燃焼させられ、生成される高温ガスが、ボイラー２（水ジャケット、バーナージャケット、または図１の復水管９など）内あるいは除湿器３内またはその近傍の熱交換器（図２では熱交換器１５として示す）を通過する。
【００３４】
ボイラー水ジャケット２ａと熱交換器９では、ボイラー２の高温ガスからの熱が水に送られて水温を上昇させる効果を有する。燃焼工程で生成される高温ガスの１つは、燃料内の水素の燃焼から生じる水蒸気（蒸気）である。図１に示す例では、ボイラー２は、潜熱を回復させるために水蒸気を水に凝結させることによって排ガスから追加の熱を抽出する一体型熱交換器９を備えた復水器付きボイラーである。この復水を生成するには、通常、復水器付きボイラーに付随する熱交換器復水排水管１０を設置する必要がある。
【００３５】
ボイラー２は除湿器３にも接続されるため、図１でバーナー外郭として示されるバーナーまたは炉熱交換器または図２の熱交換器１５に大気を循環させることによって生成される加熱気流１１が除湿器３に配送されて、除湿器３内に乾燥材５用の再生空気を提供する。このように、ボイラー２からの低位熱が安価な一次熱源として使用されることで、吸収除湿器３が電気を使用する場合よりも炭素排出量が少なくなる。バイオマスボイラーの場合、熱は付随して炭素を排出しない。このような特徴は、バーナー温度をさらに低減させＮＯｘ生成量を一層減少させるのに役立つ。除湿器３はボイラー２の一体化部分であり、ボイラー２と共に建物全体の炭素排出量を低減することができる。
【００３６】
乾燥剤を再生させるための除湿器への加熱空気の配送、ならびに除湿器へのボイラーからの気流の配送は制御することができる、すなわち、制御手段によって切り替えることができる。
【００３７】
また、除湿器３から排出される比較的高湿度の気流１２はボイラー２のバーナー８に配送される。この高湿空気がバーナー８内で使用されることによって、燃焼ガスの高含水率によりＮＯｘ生成量を低減させる。バーナー空気の高温もボイラー燃焼効率を高める。
【００３８】
任意で、大気１３が除湿器３のファン１４によって大気からバーナー８に配送される。図１では、空気がファンの排出物から抽出され、バーナー８内の冷却材として循環させられることによって、乾燥剤５の再生用の高温空気１１を提供しつつ、火炎温度を低減させ、ひいてはＮＯｘ生成量を減少させる。
【００３９】
図２に示す実施形態では、再生空気は、熱交換器１５のボイラーから、たとえばボイラー２によって加熱される水１６からの熱を伝達することによって加熱される。同じ加熱は太陽エネルギーなどの外部熱源によっても行うことができる。図２では、大気１３ａは任意で、除湿器３のファン１４ａにより熱交換器１５に配送される再生空気と混合させて、必要に応じバーナー８にとって所望の化学量的な空気／燃料混合物を得ることができる。
【００４０】
燃焼（復水器付きボイラーと関連）中に生成される復水を配送する復水排水管１０は、湿器３からボイラー２外に排出される比較的高湿度の気流１２から回収される水分も配送する。
【００４１】
よって、本発明は、建物から除去される水分が凝結し、バーナー８の燃焼反応で生成される復水と共にボイラー復水器９で建物から除去される新機軸を提供する。建物からの水の気化熱がボイラー２内で回復するため、この配置はエネルギー効率が高い。空気をバーナーまたは炉に配送することで、空気を循環させバーナーまたは炉を冷却させることによって燃焼温度が低下する。また、構築環境から回収される水分に燃焼工程で使用される空気を追加することで、燃焼温度の低下と燃焼ガスの含水率の上昇の両方によりＮＯｘ排出量が減少する。本発明は、燃料の窒素含有量が比較的高いためにＮＯｘ排出量が高いと考えられているバイオマスボイラーにとって非常に有用である。
【００４２】
乾燥剤５は、ボイラー２のバーナー８（または固体燃料の場合は炉）からの低位熱で効率的に再生される。重要な点として、再生に使用される熱がシステムから失われず、ボイラー２と復水熱交換器９において回復される。
【００４３】
本発明は、望ましくないＮＯｘ排出量を最大１４％まで低減しつつ、ボイラー燃焼効率を最大９８％まで上昇させる。
【００４４】
本発明の態様は例示のためだけに記載されており、添付の請求項に定義される範囲を逸脱せずに追加および／または変更を行うことができると理解すべきである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2014529501.tif 000006
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