(57)【要約】【課題】顕熱エネルギーの蓄積だけでなく、潜熱エネルギーも蓄積可能にすることによって省エネルギーでかつ快適な空気を供給する除湿空調装置を提供しようとするものである。【解決手段】蓄熱モードに際あっては製氷機４で氷蓄積槽１内の水を凍らせながら、吸着剤を蓄積した吸着剤槽８に製氷機４からの廃熱を放出するラジエター５通して加熱された空気で吸着剤を脱着すようにする。冷房モードにあっては吸着剤槽８を通した乾燥空気を氷蓄積槽１内の氷で冷却した熱交換器３に通して低温乾燥空気とし、これを室内に供給するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製氷機とこれによってつくられた氷を蓄積する氷蓄積槽を有し、さらに吸着剤を蓄積する吸着剤槽を有し、前記製氷機から排出される廃熱によって加熱された空気を前記吸着剤槽に通して吸着剤から水蒸気を脱着するようにし、前記吸着剤槽を通って乾燥した空気を室内に供給するようにした除湿空調装置。
【請求項２】
製氷機から排出される廃熱に加えて、さらに別な廃熱源からの熱によって吸着剤を脱着するようにした請求項１記載の除湿空調装置。
【請求項３】
吸着剤槽を通過して乾燥した空気を氷蓄積槽の冷熱によって冷却するようにした請求項１あるいは請求項２記載の除湿空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は除湿空調装置に関するもので、特に深夜電力などの余剰エネルギーを用いて潜熱を蓄積するものである。
【０００２】
【従来の技術】
我国は夏場の昼に極端に電力需要のピークが出現し、春夏の夜間などの電力消費の落ち込む時期と比較して極端に電力需要が大きくなるという電力需要の事情がある。
【０００３】
このために電力会社は夏場の電力需要のピークに合わせて設備を保有しておく必要があり、このため設備の稼動率が低くなり、このようなことが電力料金の高くなる大きな原因となっている。
【０００４】
このような事情から夏場であっても電力需要の低くなる夜間の電力を用いて製氷機を稼動させ、できた氷によって昼間の冷房を行うという氷蓄熱式空調装置が開発され、普及している。
【０００５】
これは氷の融解熱を利用したものであり、融解熱は氷１当たり７９Ｋｃａｌにもなり、水の比熱の７９倍もの大きさであり、小さな蓄熱槽によって大きな熱エネルギーを蓄えることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の氷蓄熱式空調装置は、上記の説明のとおり小さな蓄熱槽によって大きな熱エネルギーを蓄えることができるのであるが、熱エネルギーとしては顕熱エネルギーしか蓄えることができないという問題がある。
【０００７】
つまり我国の気象の特徴である夏場の高温・多湿ということを考えた場合に、空調装置として除湿を如何に行うかということが重要であり、上記従来の氷蓄熱式空調装置は氷が融解してできる数℃の冷水との熱交換によって飽和凝縮する結露分だけしか除湿をすることができない。
【０００８】
本発明は氷による顕熱エネルギーの蓄積だけでなく、潜熱エネルギーも蓄積可能な除湿空調装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本件発明は以上のような課題を解決するため、吸着剤を蓄積した潜熱蓄積槽に製氷機からの廃熱媒体を通して吸着剤を脱着するようにし、冷房に際しては潜熱蓄積槽を通した空気を室内に供給するようにした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、製氷機とこれによってつくられた氷を蓄積する氷蓄積槽を有し、さらに吸着剤を蓄積する吸着剤槽を有し、製氷機から排出される廃熱によって加熱された空気を吸着剤槽に通して吸着剤を脱着するようにし、吸着剤槽を通って乾燥した空気を室内に供給するようにしたものであり、夜間電力で氷蓄熱を行いながら吸着剤の脱着を行うことができ、昼間には室内の潜熱を除去できるという作用を有する。
【００１１】
【実施例】
以下本発明の除湿空調装置の実施例について図に沿って詳細に説明する。図１及び図２は本発明の除湿空調装置の系統図であり、図１は昼間の冷房モードを示し、図２は夜間の蓄熱モードを示す。
【００１２】
１は氷蓄熱槽であり、この中に蓄えられた氷の融解熱を利用して冷房を行う。つまり氷蓄熱槽に蓄えられた氷を融解した水をポンプ２によって熱交換器３へ送り、熱交換器３を通過する空気を冷却する。
【００１３】
４は冷凍機を有する製氷機であり、氷蓄熱槽１の中の水を凍らせるものである。５は製氷機の放熱を行う放熱器である。６はクーリングタワーで、内部の不凍液などの冷媒を外気との熱交換で冷却したり、あるいは冷媒を水の気化熱で冷却するものである。７は熱交換器であり、吸着剤槽８を通過した乾燥空気とクーリングタワー６を通過した冷媒との熱交換を行うものである。吸着剤槽８はシリカゲルやゼオライトなどの吸着剤が詰め込まれた密閉容器であり、空気の入口・出口を有している。
【００１４】
先ず夏季の昼間の冷房モードでは部屋（図示せず）からの還気ＲＡを吸着剤槽８に導入する。すると室内空気に含まれる湿気は吸着剤槽８内の吸着剤によって吸着され、乾燥空気となるとともに吸着熱によって温度が上昇する。
【００１５】
この乾燥し温度の上昇した空気は熱交換器７を通過して冷却される。熱交換器７を通る冷媒は乾燥空気との熱交換によって温度が上昇するが、クーリングタワー６によって冷却される。
【００１６】
温度の下がった乾燥空気は、次に熱交換器３を通過する。熱交換器３には氷蓄熱槽１に蓄えられた氷が融解した水がポンプ２によって循環し、熱交換器７によって温度が下がった乾燥空気の温度をさらに下げ、快適な温度・湿度条件の空気となる。
【００１７】
次にこの快適な温度・湿度条件となった空気は放熱器５を通過するが、この時は製氷機４が動作をしておらず、放熱器５も動作していないため、ここを通過する空気の温度条件は変化しない。つまり熱交換器７によって快適な温度・湿度条件となった空気は、そのままの条件で室内へ供給空気ＳＡとして供給される。
【００１８】
次に図２に示す夜間の蓄熱モードについて説明する。蓄熱モードにおいては上記の冷房モードと空気の流れが逆転した状態である。そしてこの蓄熱モードの運転は電力の余剰のある夜間に行う。先ず冷凍機４を起動するとともに外気ＯＡを放熱器５に通す。
【００１９】
冷凍機４はヒートポンプであり、氷蓄熱槽１内の水を凍結するまで冷却するとともに、放熱器５で放熱する。すると放熱器５を通過する外気ＯＡは放熱器５を冷却し、逆に外気ＯＡは温度が上昇する。
【００２０】
温度の上昇した外気ＯＡは熱交換器３を通過し、熱交換器７を通過する。ここでポンプ２及びクーリングタワー６は運転を停止しており、熱交換器３及び熱交換器７を通過した外気ＯＡは何ら変化することなく高い温度のまま、吸着剤槽８に入る。
【００２１】
吸着剤槽８内の吸着剤は冷房モードでの運転期間中、湿気を吸着しており、高温の空気が通されることによって吸着された湿気は吸着剤から脱着される。そして吸着剤槽８を通過して温度が下がり多湿になった空気は外部へ放出される。
【００２２】
ここで吸着剤の必要量の計算を行う。室内からの還気ＲＡが温度２９℃、相対湿度６０％（絶対湿度１５．１ｇ／ｋｇ）とし、供給空気ＳＡが温度２１℃、相対湿度３１％（絶対湿度５．１ｇ／ｋｇ）とする。この場合、除湿量ΔＸは１０ｇ／ｋｇ＝０．０１ｋｇ／ｋｇである。
【００２３】
室内への供給空気の量を毎時３０００ｍ３とし、吸着剤の吸着率を０．３として、室内へ供給空気を８時間供給する場合、必要な吸着剤の重量は次の式で表すことができる。
【００２４】
３０００ｍ３／ｈ×１．１４／ｍ３×０．０１ｋｇ／ｋｇ×８ｈ÷０．３＝９１２
【００２５】
吸着剤の密度はほぼ５００／ｍ３程度であり、吸着剤の体積は
【００２６】
９１２÷５００／ｍ３＝１．８２ｍ３
【００２７】
となる。つまり吸着剤槽８の容積は１．８２ｍ３程度となる。
【００２８】
ここで吸着剤による潜熱蓄積量を計算する。先ず吸着剤１当たりの潜熱蓄積量は、次の式で表すことができる。
【００２９】
１×０．３ｋｇ／ｋｇ（吸着率）×５９３Ｋｃａｌ／ｋｇ＝１６１．７Ｋｃａｌ／ｋｇ吸着剤
【００３０】
これに対して氷１当たりの顕熱蓄積量は、次の式で表すことができる。
【００３１】
１×７９Ｋｃａｌ／＝７９Ｋｃａｌ／ｋｇ氷
【００３２】
以上の計算から判るように吸着剤は重量当たり、氷の倍以上の熱エネルギーを蓄積することができる。
【００３３】
この場合、氷は顕熱エネルギーの蓄積であって、吸着剤は潜熱エネルギーの蓄積である。しかし本発明のものは、乾燥した空気を冷却するようにしているため、氷の融解した水で冷却される熱交換器３を空気が通過する時に空気中の水分の凝縮が発生しないか或いは発生しても僅かであるため凝縮熱が殆ど発生せず、氷は顕熱負荷だけを担うことになり氷の蓄積量が少なくて済む。
【００３４】
以上の実施例のものは、冷凍機４の放熱器５から放熱される熱によって吸着剤の脱着を行うようにしているが、この熱だけでは不十分な場合、図３に示すような手段をとることができる。
【００３５】
つまり図３の実施例のものは、図２に示すものに加えて例えば自家発電機などの排熱源９から排出される熱水をラジエター１０に通すようにし、放熱器５によって加熱された空気の温度をさらに上昇させるようにしたものである。
【００３６】
この例のものは、吸着剤の脱着に用いる空気の温度がより高くなるため、脱着が進み、昼間の冷房モードでの除湿能力を高めることができる。またこの例のものも、廃熱を利用しているため他のエネルギーを使わず、システム全体として省エネルギー効果が高くなる。
【００３７】
以上の説明では排熱源９から排出される熱水をラジエター１０に通す例を示したが、適当な廃熱源９がない場合には廃熱源９に代えてボイラーなどを設置しても同様の吸着剤の脱着効果を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の除湿空調装置は上記の如く構成したので、吸着剤によって潜熱として熱を蓄積することができるものである。その場合に吸着剤は氷と比較して重量当たりの熱の蓄積量が２倍以上と大きく、システム全体の軽量化に寄与する。このため例えば屋上に設置する場合に、屋上の補強などが容易になる。
【００３９】
さらに本発明の除湿空調装置は廃熱を用いて潜熱を除去することができるため、システム全体としてエネルギー消費が少なくなる。また供給空気の湿気が低くなるため、快適性が高くなり、室内温度をあまり下げなくても不快ではないため冷房病の発生を防止することができる。
【００４０】
また、本発明のものは廃熱源がない場合であっても、ボイラーなどを用いて吸着剤の脱着空気を加熱するようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の除湿空調装置の実施例１の冷房モードを示す系統図である。
【図２】本発明の除湿空調装置の実施例１の蓄熱モードを示す系統図である。
【図３】本発明の除湿空調装置の実施例２の蓄熱モードを示す系統図である。
【符号の説明】
１  氷蓄熱槽
２  ポンプ
３  熱交換器
４  製氷機
５  放熱器
６  クーリングタワー
７  熱交換器
８  吸着剤槽
９  排熱源
１０  ラジエター
【図１】
2004150663.tif 000003
【図２】
2004150663.tif 000004
【図３】
2004150663.tif 000005