(57)【要約】      （修正有）【課題】  比較的単純な構成で、室内の空気を最適の湿度に調整できるデシカント空調機及びその方法を提供する。【解決手段】  室内空気を除湿ロータへ導き、初めにその空気を加湿後、その空気をそのままか顕熱交換機を通して得た外気と混合し、その空気を、冷却コイルを通して冷却する。冷却した空気を除湿ロータへ導き、今度は除湿し、除湿済みの空気を室内へ吹き出す。このような処理をすることで室内の空気湿度を最適に調整できることを見いだした。このような工程はデシカント空調機を作製することで実現できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
除湿ロータと一個のファンと冷却コイルから構成され、部屋からの空気を除湿ロータで加湿した後、そこで得た空気を冷却コイルで冷却後、除湿ロータにて除湿し、その空気を室内へ吹き出すことを特徴とするデシカント空調機。
【請求項２】
除湿ロータと一個のファンと冷却コイル及び顕熱交換機から構成され、部屋からの空気を除湿ロータで加湿した後、そこで得た空気を、外気を顕熱交換機を通して得た空気の一部と混合し、余分な空気は外部に排出し、外気を混合した空気を冷却コイルで冷却後、除湿ロータにて除湿し、その空気を室内へ吹き出すことを特徴とするデシカント空調機。
【請求項３】
室内から導入した空気を除湿ロータにて加湿し、その空気を露点近くまで冷却し、冷却した空気を除湿ロータを通して除湿し、そこで得られた空気を室内に吹き出すことを特徴とする室内空気湿度の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はデシカント空調機に関し、特に室内空気の湿度を最適化できるデシカント空調機及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  一般的な空調では温度と湿度を一体処理する方式がとられている。空気を冷却すると、飽和状態になった空気から余分な水分は、水滴となり除去される原理を利用したものである。この場合は処理後の空気は低温・高相対湿度となる。そのままの空気を空調に利用しても良いが、場合によっては処理空気を温め、相対湿度も低下させる必要がある。
一方、最近普及したデシカント空調では、温度と湿度を別々に処理することに大きな特長があり、除湿剤で水分を除去することが大きな特長となっている。除湿剤を通過した空気は水分が除湿剤に吸着され湿度が低下した乾燥した空気となる。その時、除湿剤は発熱し、除湿剤を通過後の空気の温度は上昇する。即ち、高温・低相対湿度の空気が得られる。湿度が低くなるので２８度Ｃ程度の室内吹き出しでも人はさわやかさを感じることができる。このままでは、一般的に温度が高すぎて室内に放出できないでの、（１）室内からの排気と熱交換する、（２）室内空気と混合する、（３）冷水コイルによる顕熱冷却などいずれかの方法を用いて温度を下げる処理が行われている。水分を吸着した除湿剤はそのままでは使えなくなるので、一般的には７０〜１５０度Ｃ程度の温熱風を当てて水分を蒸発させ、再度湿度の低い状態へ戻すという再生処理が行われている。この再生処理を４０〜６０度Ｃといった低い温度で行えるようにする取組が色々行われている（例えば、特許文献１）。更には、色々な廃熱を再生処理に利用する方法も検討されている（例えば、特許文献２）。従って、一般的に、デシカント空調機では除湿ロータと熱交換ロータの２種類のロータを使用している。
室内には除湿した空気を送り込み、室内から外気へと返す空気で除湿ロータを再生させることにより、連続して空気の除湿が可能となる。図１はそれを分かり易く示したもので、ロータの一部で吸着をし、ロータを回転させ残りの部分で引き続き除湿を受け持たせ、一方水分を吸着した部分は再生側に移行して水分の脱着が行われる。再び、ロータを回転させて再生した除湿剤が除湿を、再生側に移動した箇所では脱着が行われる。これを繰り返すことで常に、乾燥した空気を室内へ送風できることになる。処理工程と再生工程は別離的に分離された工程で行われている。
従来、除湿ロータを再生するために熱源を使う必要があった。そのために、電気やガスなどのエネルギーを消費すると同時に装置も大型になりがちであった。
【特許文献１】特開２００３−３２２３５７号公報
【特許文献２】特開２０００−２７４７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  比較的単純な構成で、室内の空気を最適の湿度に調整できるデシカント空調機及びその方法を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  室内空気を除湿ロータへ導き、初めにその空気を加湿後、その空気をそのままか顕熱交換機を通して得た外気と混合し、その空気を、冷却コイルを通して冷却する。冷却した空気を除湿ロータへ導き、今度は除湿し、除湿済みの空気を室内へ吹き出す。このような処理をすることで室内の空気湿度を最適に調整できることを見いだした。このような工程は図３に示すようなデシカント空調機を作製することで実現できる。一部外気を導入する場合は、図６の構成のデシカント空調機を作製する。除湿剤を使用して除湿する場合には、図２に示したように処理側の空気と再生側の空気の相対湿度が同じ場合は全く除湿できない。除湿ロータを用いて除湿する場合に、その除湿量を大きくするためには、除湿ロータに入る処理側の空気と再生側の空気の相対湿度に大きな差異を生み出す必要がある。その具体的な方法としては、処理側に入る空気の相対湿度を上げる、即ち空気の温度を下げるか、再生側に入る空気の相対湿度を下げる、即ち空気の温度を上げるかの二通りの方法が考えられる。この考え方をうまく利用して本発明は生まれた。図４にて、より具体的な説明を加える。温度が２７度Ｃ、絶対湿度８．７ｇ／Ｋｇ、相対湿度４０％の空気を除湿ロータへ導入した場合、除湿ロータで加湿することで、冷却コイルへ入る手前では、温度が２４．５度Ｃ、全体湿度１０．５ｇ／Ｋｇ、相対湿度５５．１％の空気となる。冷却コイルで冷却後、除湿ロータに入る手前では、温度が１０度Ｃ、絶対湿度７．４ｇ／Ｋｇ、相対湿度９５％の空気となる。この空気を除湿ロータに通すことで、温度が１５．５度Ｃ、絶対湿度５．６ｇ／Ｋｇ，相対湿度５２％と空調に最適の空気とすることができる。
【発明の効果】
【０００５】  従来必須となっていた除湿剤の再生工程が必要がないので、環境負荷の少ない、地球環境に優しい省エネ型デシカント空調機を提供できる。空調を構成する要素として、除湿ロータ、ファン、冷却コイルだけで良いので装置の小型化が可能となる。図５に示した様な従来の冷却コイルの使用法では、冷却エネルギーは２５冷凍トン必要である。一方、今回のように除湿ロータと組み合わせた場合は１８．５冷凍トンのエネルギーで済み、約２５％エネルギーを節約することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  第３図に示したように、室内からのリターン空気を除湿ロータの高湿度側へ導き、加湿をし、出てきた空気をファンを使用して冷却コイルへ導き、冷却処理された空気を除湿ロータの反対側へ導き、ここでは除湿をし、出てきた空気を室内の空調用空気として利用する構成を取ることで、室内の空気湿度を調整したデシカント空調機とすることができる。
もう一つの、構成としては第６図に示したように、除湿ロータを通過し、加湿した空気の一部に顕熱交換ロータを通過した外気と混合し、その一部を冷却コイルへ導き、そこから出てくる空気を除湿ロータの反対側へ導き、ここでは除湿をし、出てきた空気を室内の空調用空気として利用する構成を取ることで、室内空気の湿度調整をしたデシカント空調機とすることもできる。
活性アルミナを除湿剤として使用した除湿ロータ、プラグファン、冷却コイルを使用して、図３で示される構成のデシカント空調機を作製した。室内空気２７度Ｃで、相対湿度４０％、絶対湿度８．７ｇ／Ｋｇの空気を導入し、室内へ送風する空気として温度が１２．５度Ｃで、相対湿度６２％、絶対湿度５．６ｇ／Ｋｇの空気を得た。水分は３．１ｇ／Ｋｇ除去でき、温度は１２．５度Ｃと空調に最適な温度にすることができた。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】デシカント空調の原理図
【図２】除湿のメカニズム
【図３】本発明の基本構成図
【図４】本発明を説明するシミュレーション図
【図５】従来の冷却方式
【図６】外気導入のために顕熱交換ロータを併用した場合の構成図
【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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