(57)【要約】【課題】デシカントローター内における結露の発生を防止でき、長時間運転しても除湿能力が低下しないデシカント空調装置及び該デシカント空調装置と水素吸蔵合金を用いた冷却装置とを組み合わせた冷凍システムを提供する。【解決手段】処理領域を通過する処理空気とパージ領域を通過するパージ空気とに含まれる水分を吸湿した後に再生領域を通過する再生空気に該水分を放湿するデシカントローターと、処理領域を経由するように設けられた処理ラインと、パージ領域を経由するように設けられたパージラインと、再生領域を経由するように設けられた再生ラインとを有していると共にパージラインのデシカントローターに対する下流側が再生ラインのデシカントローターに対する上流側に合流しているデシカント空調装置において、前記パージラインのデシカントローターに対して上流側に当たるパージラインにパージ空気を除湿する除湿手段を設けた。【選択図】　図１
2004076970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理空気が通過する処理領域とパージ空気が通過するパージ領域と再生空気が通過する再生領域とに区分けされたデシカント部において処理領域を通過する処理空気とパージ領域を通過するパージ空気とに含まれる水分を吸湿した後に再生領域を通過する再生空気に該水分を放湿するデシカントローターと、デシカントローターの処理領域を経由するように設けられた処理空気が流れる処理ラインと、デシカントローターのパージ領域を経由するように設けられたパージ空気が流れるパージラインと、デシカントローターの再生領域を経由するように設けられた再生空気が流れる再生ラインとを有していると共に、パージラインのデシカントローターに対する下流側が再生ラインのデシカントローターに対する上流側に合流しているデシカント空調装置において、前記パージラインのデシカントローターに対して上流側に当たるパージラインにパージ空気を除湿する除湿手段を設けたことを特徴とするデシカント空調装置。
【請求項２】
デシカントローターと除湿手段との間のパージラインから処理ラインのデシカントローターに対して上流側に当たる処理ラインへパージ空気を流す第一バイパスラインを設けており、第一バイパスラインへ流すパージ空気の流量を調節する調節手段を設けた請求項１記載のデシカント空調装置。
【請求項３】
デシカントローターと第一バイパスラインとの間の処理ラインからデシカントローターと第一バイパスラインとの間のパージラインへ処理空気の一部を流す第二バイパスラインを設けており、第二バイパスラインへ流す処理空気の流量を調節する調節手段を設けた請求項２記載のデシカント空調装置。
【請求項４】
処理ラインのデシカントローターに対する下流側に当たる処理ラインに処理空気を冷却する冷却手段を設けた請求項１乃至３記載のデシカント空調装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４記載のデシカント空調装置において、除湿手段がパージ空気と冷熱との間で熱交換を行う熱交換器であり、該熱交換器に水素吸蔵合金を用いた冷却装置から発生する冷熱が供給されていることを特徴とする冷凍システム。
【請求項６】
前記請求項４記載のデシカント空調装置において、冷却手段が処理空気と冷熱との間で熱交換を行う熱交換器であり、該熱交換器に水素吸蔵合金を用いた冷却装置から発生する冷熱が供給されていることを特徴とする冷凍システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デシカント空調装置及び該デシカント空調装置と水素吸蔵合金を用いた冷却装置とを組み合わせた冷凍システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、周知のデシカント空調装置と特開２００１−３４９６３８号公報に開示されている水素吸蔵合金を用いたコジェネレーションシステムとを組み合わせた冷凍システムが開発されており、当該冷凍システムにおいては、コジェネレーションシステムにおいて発生した冷熱を空調対象空間（冷蔵・冷凍庫等）の冷却に利用すると共に、コジェネレーションシステムにおいて発生した排熱をデシカント空調装置内に設けられている各種加熱器の熱源として利用することにより総合的なエネルギーの効率化が図られている。
【０００３】
前記デシカント空調装置の代表的な構成にあっては、図６に示すように、空調対象空間１００内の処理空気が通過する処理領域とパージ空気が通過するパージ領域と再生空気が通過する再生領域とに区分けされたデシカントローター１０１と、デシカントローター１０１の処理領域を経由するように設けられた処理空気が流れる処理ライン１０２と、デシカントローター１０１のパージ領域を経由するように設けられたパージ空気が流れるパージライン１０３と、デシカントローター１０１の再生領域を経由するように設けられた再生空気が流れる再生ライン１０４とを有していると共に、パージライン１０３のデシカントローター１０１に対する下流側が再生ライン１０４のデシカントローター１０１に対する上流側に合流しており、処理ライン１０２には、該処理ライン１０２のデシカントローター１０１に対する上流側を流れる処理空気とデシカントローター１０１に対する下流側を流れる処理空気との間で熱交換をする顕熱交換器１０５が設けられており、再生ライン１０４のデシカントローター１０１に対する上流側には、再生用熱交換器１０６が設けられている。そして、再生用熱交換器１０６には、コジェネレーションシステムにおいて発生した排熱が供給されており、空調対象空間１００には、コジェネレーションシステムにおいて発生した冷熱が供給されている。
【０００４】
図６に示すデシカント空調装置の運転時における各空気の状態を図７に示す空気線図に基づいて説明すれば次のとおりである。なお、図７中に記されたアルファベット記号は、図６中に記された同一のアルファベット記号に対応した箇所の空気の状態を示している。
【０００５】
空調対象空間１００内から処理ライン１０２へ導かれた状態ａの処理空気は、顕熱交換器１０５に送り込まれて状態ｃの処理空気との間の熱交換により加熱されて状態ｂになった後、デシカントローター１０１の処理領域に送り込まれてデシカントで除湿されると共に、デシカントの吸着熱で加熱されて状態ｃとなり、再び顕熱交換器１０５に送り込まれて状態ａの処理空気との間の熱交換により冷却されて状態ｄとなって空調対象空間１００内に送り返される。また、デシカント空調装置外部からパージライン１０３へ導かれた状態ｅのパージ空気は、デシカントローター１０１のパージ領域に送り込まれてデシカントで除湿されると共に、デシカントの吸着熱で加熱されて状態ｆとなって再生ライン１０４に合流する。そして、再生ライン１０４に合流したパージ空気は再生空気として再生加熱器１０６に送り込まれて加熱されて状態ｇになった後、デシカントローター１０１の再生領域に送り込まれてデシカントに吸着している水分を回収すると共に、冷却されて状態ｈとなってデシカント空調装置外部に排出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記構成を採っている従来のデシカント空調装置においては、デシカントローターの処理領域を通過する状態ｂの処理空気が低温であると共に、デシカントローターのパージ領域を通過する状態ｅのパージ空気が多湿であるため、両空気がデシカントローターを通過する際に、パージ領域の入口側と処理領域の入口側との境界付近において状態ｉの飽和蒸気空気が発生（図７において処理空気の状態を示す点ｂとパージ空気の状態を示す点ｅとを結ぶ点線が飽和曲線よりも上側に位置する。）して結露が生じ、また、デシカントローターの再生領域を通過した状態ｈの再生空気が多湿であるため、処理領域の入口側と再生領域の出口側との境界付近でも同様に結露が生じるため、デシカント空調装置の除湿能力が低下するという問題点があった。
【０００７】
また、当該デシカント空調装置の除湿能力が低下すると、処理空気が高湿状態のままで空調対象空間内に送り返されるため、空調対象空間（冷蔵・冷凍庫等）内に霜が発生し、収納物品などに悪影響を与えるという問題点や空調対象空間内の床面が凍結して作業効率や安全性が悪化するという問題点があり、さらに、空調対象空間に発生した霜を取り除くためにデフロスト運転を行うと、電力消費の増大や冷却効果の著しい低下を招くという問題点があった。
【０００８】
また、当該デシカント空調装置において処理された処理空気は比較的温度が高めとなるため、空調対象空間内の温度が上昇し、冷凍負荷が増大するという問題点もあった。
【０００９】
一方、当該デシカント空調装置と前記水素吸蔵合金を用いたコジェネレーションシステムとを組み合わせた冷凍システムは、空調対象空間内の温度がコジェネレーションシステムで発生する冷熱の温度（約−５〜−１０　℃）よりも高い場合には、該冷熱で空調対象空間を効果的に冷却することができるが、空調対象空間内の温度がコジェネレーションシステムで発生する冷熱の温度よりも低い場合には、該冷熱を空調対象空間内に供給しても高い冷却効果を得ることができないため、かかる場合の有効な冷熱の利用方法が模索されている。
【００１０】
そこで、本発明は、デシカントローター内における結露の発生を防止することができ、長時間運転しても除湿能力が低下せず、かつ、空調対象空間に低温・低湿の処理空気を供給することができるデシカント空調装置及び該デシカント空調装置と水素吸蔵合金を用いた冷却装置とを組み合わせた冷凍システムを提供することを技術的課題として、その具現化をはかるべく研究・実験を重ねた結果、当該課題を達成したものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。
【００１２】
即ち、本発明に係るデシカント空調装置は、処理空気が通過する処理領域とパージ空気が通過するパージ領域と再生空気が通過する再生領域とに区分けされたデシカント部において処理領域を通過する処理空気とパージ領域を通過するパージ空気とに含まれる水分を吸湿した後に再生領域を通過する再生空気に該水分を放湿するデシカントローターと、デシカントローターの処理領域を経由するように設けられた処理空気が流れる処理ラインと、デシカントローターのパージ領域を経由するように設けられたパージ空気が流れるパージラインと、デシカントローターの再生領域を経由するように設けられた再生空気が流れる再生ラインとを有していると共に、パージラインのデシカントローターに対する下流側が再生ラインのデシカントローターに対する上流側に合流しているデシカント空調装置において、前記パージラインのデシカントローターに対して上流側に当たるパージラインにパージ空気を除湿する除湿手段を設けたものである。
【００１３】
また、本発明は、前記デシカント空調装置において、デシカントローターと除湿手段との間のパージラインから処理ラインのデシカントローターに対して上流側に当たる処理ラインへパージ空気を流す第一バイパスラインを設けており、第一バイパスラインへ流すパージ空気の流量を調節する調節手段を設けたものである。
【００１４】
また、本発明は、前記いずれかのデシカント空調装置において、デシカントローターと第一バイパスラインとの間の処理ラインからデシカントローターと第一バイパスラインとの間のパージラインへ処理空気の一部を流す第二バイパスラインを設けており、第二バイパスラインへ流す処理空気の流量を調節する調節手段を設けたものである。
【００１５】
また、本発明は、前記いずれかのデシカント空調装置において、処理ラインのデシカントローターに対する下流側に当たる処理ラインに処理空気を冷却する冷却手段を設けたものである。
【００１６】
また、本発明に係る冷凍システムは、前記いずれかのデシカント空調装置において、除湿手段がパージ空気と冷熱との間で熱交換を行う熱交換器であり、該熱交換器に水素吸蔵合金を用いた冷却装置から発生する冷熱が供給されているものである。
【００１７】
さらに、本発明に係る冷凍システムは、前記デシカント空調装置において、冷却手段が処理空気と冷熱との間で熱交換を行う熱交換器であり、該熱交換器に水素吸蔵合金を用いた冷却装置から発生する冷熱が供給されているものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
実施の形態１．
【００２０】
図１は本実施の形態に係るデシカント空調装置に冷却装置と空調対象空間とを接続した状態を示したフロー図であり、図２は図１に示すデシカント空調装置のデシカントローターを示した斜視図であり、図３は図１に示すデシカント空調装置の冷却用熱交換器及び冷却除湿用熱交換器の構造を示した説明図であり、図４は図１に示すデシカント空調装置が各モードに設定された状態を示したフロー図であり、図４の（ａ）は第一モードに設定された状態を示しており、図４の（ｂ）は第二モードに設定された状態を示しており、図４の（ｃ）は第三モードに設定された状態を示している。図５は図４に示す各モードに設定されたデシカント空調装置の運転時における各空気の状態を示した空気線図であり、図中に記されたアルファベット記号は、図４中に記された同一のアルファベット記号に対応した箇所を流れる空気の状態を示しており、図５の（ａ）は図４の（ａ）に示す第一モードに設定されたデシカント空調装置の運転時における各空気の状態を示しており、図５の（ｂ）は図４の（ｂ）に示す第二モードに設定されたデシカント空調装置の運転時における各空気の状態を示しており、図５の（ｃ）は図４の（ｃ）に示す第三モードに設定されたデシカント空調装置の運転時における各空気の状態を示している。これらの図において、１は、空調対象空間２内の処理空気を除湿するデシカント空調装置であり、３は、前出特開２００１−３４９６３８号公報に開示されているコジェネレーションシステムなどに用いられているマイクロガスタービン等（図示せず。）により発生する排熱を取り込んで水素吸蔵合金の特性を利用して冷熱を発生させる冷却装置である。
【００２１】
先ず、デシカント空調装置１について説明する。
【００２２】
デシカント空調装置１内には、図１に示すように、デシカントローター４と、処理空気が流れる処理ライン５と、パージ空気が流れるパージライン６と、再生空気が流れる再生ライン７とが設けられている。
【００２３】
デシカントローター４は、図２に示すように、円筒状の枠体８と該枠体８内にハニカム状のデシカント（吸着剤）を充填してなるデシカント部９とから構成されており、駆動装置（図示せず。）によって回転軸１０を中心として一方向（図２中、矢印Ｚ方向）に回転する。そして、デシカントローター４のデシカント部９は、処理空気が通過する処理領域９ａとパージ空気が通過するパージ領域９ｂと再生空気が通過する再生領域９ｃとに区分けされており、処理領域９ａに対して回転方向側に再生領域９ｃが隣接し、回転方向と反対方向側にパージ領域９ｂが隣接している。
【００２４】
従って、デシカントローター４は、回転時においてパージ領域９ｂでパージ空気に含まれる水分をデシカントに吸着し、さらに、処理領域９ａで処理空気に含まれる水分をデシカントに吸着した後、再生領域ｃで該デシカントに吸着された水分を再生空気に放出することを繰り返す。
【００２５】
なお、デシカントローター４のデシカントは、ハニカム状のものに限らず、中空六角柱状のデシカントが多数充填されたものでもよく、円筒状のデシカントが多数充填されたものであってもよい。
【００２６】
処理ライン５は、デシカントローター４の処理領域９ａ（図２参照）を経由しており、処理ライン５のデシカントローター４に対して上流側に当たる処理ライン５ａ（以下、「上流側処理ライン」という。）は、空調対象空間２内の処理空気を処理領域９ａに導くように配管されており、処理ライン５のデシカントローター４に対して下流側に当たる処理ライン５ｂ（以下、「下流側処理ライン」という。）は、処理領域９ａを通過した処理空気を空調対象空間２内に導くように配管されている。
【００２７】
上流側処理ライン５ａには、空調対象空間２から処理空気が流れる方向に沿って、デシカントローター４を通過する前の処理空気とデシカントローター４を通過した後の処理空気との間で熱交換を行う顕熱交換器１１と、処理ライン５を流れる処理空気の流量を調節するダンパー１２と、処理空気をデシカントローラー４へ送風するファン１３とが配置されており、下流側処理ライン５ｂには、デシカントローター４から処理空気が流れる方向に沿って、前記顕熱交換器１１と、処理空気を冷却装置３から供給される冷媒との熱交換によって冷却する冷却用熱交換器１４（冷却手段）とが配置されている。
【００２８】
パージライン６は、デシカントローター４のパージ領域９ｂ（図２参照）を経由しており、パージライン６のデシカントローター４に対して上流側に当たるパージライン６ａ（以下、「上流側パージライン」という。）は、デシカント空調装置１外部から取り込んだパージ空気をパージ領域９ｂへ導くように配管されており、パージライン６のデシカントローター４に対して下流側に当たるパージライン６ｂ（以下、「下流側パージライン」という。）は、パージ領域９ｂを通過したパージ空気を再生ライン７に合流されるように配管されている。
【００２９】
上流側パージライン６ａには、パージ空気を取り込むための供給口１８からパージ空気の流れる方向に沿って、パージ空気の流量を調節するダンパー１９と、パージ空気を冷却・除湿する冷却除湿用熱交換器（除湿手段）２０と、冷却除湿用熱交換器２０で冷却・除湿されたパージ空気を冷却装置３から供給される排熱との熱交換によって加熱する加熱用熱交換器２１と、デシカントローター４に流れ込むパージ空気の流量を調節する二方バルブ２２とが配置されており、二方バルブ２２と加熱用熱交換器２１との間の上流側パージライン６ａには、上流側処理ライン５ａへパージ空気を流す第一バイパスライン２３が導出されており、第一バイパスライン２３の途中には、第一バイパスライン２３へ流れるパージ空気の流量を調節する二方バルブ２４が設けられている。
【００３０】
また、デシカントローター４と第一バイパスライン２３との間の上流側処理ライン５ａには、二方バルブ２３とデシカントローター４との間の上流側パージライン６ａへ処理空気の一部を流す第二バイパスライン２５が導出されており、第二バイパスライン２５の途中には、第二バイパスライン２５へ流れる処理空気の流量を調節する二方バルブ２６が設けられている。
【００３１】
なお、加熱用熱交換器２１と第一バイパスライン２３との間の上流側パージラインに、加熱用熱交換器２１においてパージ空気が十分加熱されなかった場合に該パージ空気を補助的に加熱する補助加熱器（図示せず。）を設けてもよい。
【００３２】
冷却用熱交換器２０は、図３に示すように、処理空気が通過する容器１５内に熱交換ライン１６が複数回往復するように配管されており、熱交換ライン１６には、冷却装置３から後述する配管を介して冷媒が供給・排出される。そして、容器１５を通過する処理空気が熱交換ライン１６の隙間を通過すると、熱交換ライン１６を流れる冷媒と処理空気との間で熱交換が行われ、処理空気が冷却されると共に、処理空気に含まれる水分が熱交換ライン１６表面に結露により付着して処理空気が除湿され、熱交換ライン１６表面に付着した水分は、容器１５底面に設けられた排水管１７から排水される。
【００３３】
再生ライン７は、デシカントローター４の再生領域９ｃ（図２参照）を経由しており、再生ライン７のデシカントローター４に対して上流側に当たる再生ライン７ａ（以下、「上流側再生ライン」という。）は、デシカント空調装置１外部から取り込んだ再生空気を再生領域９ｃへ導くように配管されており、再生ライン７のデシカントローターに対して下流側に当たる再生ライン７ｂ（以下、「下流側再生ライン」という。）は、再生領域９ｃを通過した再生空気をデシカント空調装置１外部へ排出するように配管されている。
【００３４】
上流側再生ライン７ａには、再生空気を取り込むための供給口２７から再生空気が流れる方向に沿って、供給口２７から取り込まれる再生空気の供給量を調節する二方バルブ２８と、再生空気を冷却装置３から供給される排熱との熱交換によって加熱する再生用熱交換器２９とが配置されており、下流側再生ライン７ｂには、再生空気をデシカント空調装置１外部へ送風するファン３０が設けられている。
【００３５】
なお、再生用熱交換器２９とデシカントローター４との間の上流側再生ラインに、再生用熱交換器２９において再生空気が十分加熱されなかった場合に該再生空気を補助的に加熱する補助加熱器（図示せず。）を設けてもよい。
【００３６】
また、デシカント空調装置１内に配管スペースを確保することができない場合には、前記加熱用熱交換器２１や再生用熱交換器２９を電気ヒーターなどの加熱手段に変更してもよい。
【００３７】
次に、冷却装置３で発生した冷熱又は排熱をデシカント空調装置１へ導く配管について説明する。
【００３８】
冷却装置３には、本体３１で発生した冷熱と冷媒との間で熱交換を行う熱交換器３２が設けられており、熱交換器３２と冷却除湿用熱交換器２０との間には、熱交換器３２で冷却された冷媒を冷却除湿用熱交換器２０へ供給する冷媒供給ライン３３ａと、冷却除湿用熱交換器２０でパージ空気と熱交換させた冷媒を再び熱交換器３２へ送り返す冷媒返送ライン３４ａとが配管されている。また、冷媒供給ライン３３ａは、途中で冷媒供給ライン３３ａを流れる冷媒の一部を冷却用熱交換器１４へ供給する冷媒供給ライン３３ｂに分岐しており、冷媒返送ライン３４ａの途中には、冷却用熱交換器１４で処理空気と熱交換させた冷媒を導く冷媒返送ライン３４ｂが合流している。
【００３９】
なお、熱交換器３２から供給される冷媒が冷却用熱交換器１４と冷却除湿用熱交換器２０とで必要とされる冷媒の量よりも余分に発生する場合には、冷媒供給ライン３３ａの途中から該余分の冷媒を空調対象空間２の冷凍器へ導くと共に、冷凍器で熱交換された冷媒を冷媒返送ライン３４ａへ導くように配管してもよい（図１中、点線にて示す。）。
【００４０】
また、冷却装置３には、発生した排熱を加熱用熱交換器２１へ供給する排熱供給ライン３５ａが導出されており、排熱供給ライン３５ａは、途中で排熱供給ライン３５ａを流れる排熱の一部を再生用熱交換器２９へ供給する排熱供給ライン３５ｂに分岐している。また、加熱用熱交換器２１と再生用熱交換器２９とには、熱交換させた排熱をデシカント空調装置１外部へ排出するための排熱排出ライン３６ａ，３６ｂが導出されており、再生用熱交換器２９から導出された排熱排出ライン３６ｂは、途中で排熱排出ライン３６ｂを流れる排出排熱の一部を再び排熱供給ライン３５ａへ合流させる分岐排熱ライン３７に分岐している。
【００４１】
なお、排熱供給ライン３５ａの排熱供給ライン３５ｂに分岐する箇所と分岐排熱ライン３７と合流する箇所との間、排熱供給ライン３５ｂの途中、排熱排出ライン３６ｂの分岐排熱ライン３７に分岐する箇所より下流側及び分岐排熱ライン３７の途中には、それぞれ二方バルブ３８，３９，４０，４１が設けられており、二方バルブ３８，３９，４０を開放し、二方バルブ４１を閉鎖することで加熱用熱交換器２１と再生用熱交換器２９とへ並列的に排熱を供給することができ、二方バルブ３９，４１を開放し、二方バルブ３８，４０を閉鎖することで加熱用熱交換器２１と再生用熱交換器２９とへ直列的に排熱を供給することができる。また、二方バルブ３８を開放し、二方バルブ３９，４０，４１を閉鎖することで加熱用熱交換器２１にのみ排熱を供給することができ、二方バルブ３９，４０を開放し、二方バルブ３８，４１を閉鎖することで再生用熱交換器２９にのみ排熱を供給することができる。
【００４２】
次に、各モードに設定されたデシカント空調装置の運転時における各空気の状態を図５に基づいて説明する。なお、各モードの運転時において冷却装置３で発生した排熱は、加熱用熱交換器２１と再生用熱交換器２９とへ並列的に供給されている。
【００４３】
図５の（ａ）に基づいて第一モードに設定されたデシカント空調装置の運転時における各空気の状態を説明する。第一モードにおいては、図４の（ａ）に示すように、二方バルブ２２が開放されると共に、二方バルブ２４，２６，２８が閉鎖される。従って、パージライン５を流れるパージ空気は、全て再生ライン７に合流し、再生空気にはパージ空気のみ使用される。
【００４４】
先ず、処理空気の流れを説明する。空調対象空間２から処理ライン５に導かれた状態Ａの処理空気は、顕熱交換器１１に送り込まれて状態Ｃの処理空気との間の熱交換により加熱されて状態Ｂになった後、ファン１３によってデシカントローター４の処理領域９ａに送風される。そして、デシカントローター４の処理領域９ａに送り込まれた状態Ｂの処理空気は、デシカントで除湿されると共に、デシカントの吸着熱で加熱されて状態Ｃになった後、再び顕熱交換器１１に送り込まれて状態Ａの処理空気との間の熱交換により冷却されて状態Ｄとなり、さらに、冷却用熱交換器１４に送り込まれて冷却装置３から送られてくる冷媒との間の熱交換により冷却されて状態Ｅとなって空調対象空間２に送り返される。
【００４５】
次に、パージ空気の流れを説明する。デシカント空調装置１外部から供給口１８を介してパージライン６へ導かれた状態Ｆのパージ空気は、冷却除湿用熱交換器２０に送り込まれて冷却装置３から送られてくる冷媒との間の熱交換により冷却・除湿されて状態Ｇとなり、さらに、加熱用熱交換器２１に送り込まれて冷却装置３から送られてくる排熱との間の熱交換により加熱されて状態Ｈになった後、デシカントローター４のパージ領域９ｂに送り込まれてデシカントで除湿されると共に、デシカントの吸着熱で加熱されて状態Ｉとなって再生ライン７に合流する。
【００４６】
次に、再生空気の流れを説明する。パージライン６から再生ライン７へ合流した状態Ｈの再生空気（パージ空気）は、再生用熱交換器２９に送り込まれて冷却装置３から送られてくる排熱との間の熱交換により加熱されて状態Ｊになった後、デシカントローター４の再生領域９ｃに送り込まれてデシカントに吸着された水分を取り込むと共に、冷却されて状態Ｋとなってデシカント空調装置１外部へ排出される。
【００４７】
前記第一モードに設定されたデシカント空調装置によれば、デシカントローターのパージ領域を通過するパージ空気として予め冷却除湿用熱交換器で十分除湿された状態Ｈのパージ空気を使用するため、図５の（ａ）に示すように、デシカントローターを通過する際に、状態Ｂの処理空気と状態Ｈのパージ空気とが混合しても飽和蒸気空気とならず（図５の（ａ）において処理空気の状態を示す点Ｂとパージ空気の状態を示す点Ｈとを結ぶ点線が飽和曲線よりも下側に位置する。）、デシカントローター内において結露が発生しないため、デシカント空調装置の除湿能力を一定に保持することができる。
【００４８】
また、当該デシカント空調装置内において処理された処理空気が空調対象空間に送り返される直前に、顕熱交換器及び冷却用熱交換器によって該処理空気を冷却するため、空調対象空間内の温度が上昇することなく、冷凍負荷が増大することがない。
【００４９】
また、第一モードによれば、処理空気を加熱する必要がないため、処理空気を低温に保つことができ、空調対象空間内の冷却負荷を低減させることができる。
【００５０】
なお、前記運転時においては、冷却除湿用熱交換器２０で冷却・除湿された状態Ｇのパージ空気を加熱用熱交換器２１で加熱して状態Ｈとした後、デシカントローター４のパージ領域９ｂに送り込んでいるが、処理空気が余程低温出ない限り、状態Ｇのパージ空気を加熱することなく直接デシカントローター４のパージ領域９ｂに送り込んだ場合であっても、デシカントローター４内において状態Ｇのパージ空気と状態Ｂの処理空気とが混合した際に飽和蒸気空気が発生せず（図５の（ａ）において処理空気の状態を示す点Ｂとパージ空気の状態を示す点Ｇとを結ぶ点線が飽和曲線よりも下側に位置する。）、前記運転時と同様の作用・効果を得ることができる場合もある。
【００５１】
図５の（ｂ）に基づいて第二モードに設定されたデシカント空調装置の運転時における各空気の状態を説明する。第二モードにおいては、図４の（ｂ）に示すように、第一モードにおいて閉鎖されていた二方バルブ２４，２８が開放される。従って、パージライン６を流れるパージ空気の一部が第一バイパスライン２３に流れ込んで処理ライン５に合流し、再生空気には、残りのパージ空気とデシカント空調装置１外部から取り込まれた外気とが使用される。なお、第一バイパスライン２３に流れ込むパージ空気の流量は、二方バルブ２２，２４の閉め具合により調節され、再生空気としてデシカント空調装置１外部から取り込まれる外気の流量は、二方バルブ２８の閉め具合により調節される。
【００５２】
先ず、処理空気の流れを説明する。空調対象空間２から処理ライン５に導かれた状態Ａの処理空気は、顕熱交換器１１に送り込まれて状態Ｍの処理空気との間の熱交換により加熱されて状態Ｂになる。この後、状態Ｂの処理空気はパージライン６から第一バイパスライン２３を介して処理ライン５に合流する状態Ｈのパージ空気と混合して状態Ｌの処理空気となり、デシカントローター４の処理領域９ａに送り込まれてデシカントで除湿されると共に、デシカントの吸着熱で加熱されて状態Ｍになった後、再び顕熱交換器１１に送り込まれて状態Ｂの処理空気との間の熱交換により冷却されて状態Ｎになり、さらに、冷却用熱交換器１４に送り込まれて冷却装置３から送られてくる冷媒との間の熱交換により冷却されて状態Ｏとなって空調対象空間２に送り返される。
【００５３】
次に、パージ空気の流れを説明する。デシカント空調装置１外部からパージライン６へ導かれた状態Ｆのパージ空気は、前記第一モードと同様にして状態Ｇのパージ空気となり、その一部が第一バイパスライン２３を介して処理ライン５に合流する。残りのパージ空気は、前記第一モードと同様にデシカントローター４のパージ領域９ｂを通過して状態Ｉとなって再生ライン７に合流する。
【００５４】
次に、再生空気の流れを説明する。パージライン６から再生ライン７へ合流した状態Ｉのパージ空気は、デシカント空調装置１外部から二方バルブ２８を介して再生ライン７に取り込まれた状態Ｆの外気と混合して状態Ｐの再生空気となり、再生用熱交換器２９に送り込まれて冷却装置３から送られてくる排熱との間の熱交換により加熱されて状態Ｑになった後、デシカントローター４の再生領域９ｃに送り込まれてデシカントに吸着された水分を取り込むと共に、冷却されて状態Ｒとなってデシカント空調装置１外部へ排出される。
【００５５】
前記第二モードに設定されたデシカント空調装置によれば、予め除湿されたパージ空気の一部を処理ラインへ合流させるので、処理ラインを流れる処理空気の流量が増加して空調対象空間内の気圧を空調対象空間外の気圧に対して高く保持することができ、空調対象空間に設けられたドア等を開放した際に、デイカント空調装置内へ高温多湿な外気が進入することを防止できるため、空調対象空間内における冷却・除湿負荷の増大を防ぐことができる。
【００５６】
また、第二モードに設定されたデシカント空調装置においてもデシカントローター内において結露が発生しないため、デシカント空調装置の除湿能力を一定に保持することができる。
【００５７】
図５の（ｃ）に基づいて第三モードに設定されたデシカント空調装置の運転時における各空気の状態を説明する。第三モードにおいては、図４の（ｃ）に示すように、第一モードにおいて開放されていた二方バルブ２２が閉鎖されると共に、第一モードにおいて閉鎖されていた二方バルブ２４，２６，２８が開放される。従って、パージライン６を流れるパージ空気の全部が第一バイパスライン２３に流れて処理ライン５に合流し、当該パージ空気と混合された処理空気が処理ライン５と第二バイパスライン２５とに分流し、再生空気には、第二バイパスライン２５に流れ込んだ処理空気とデシカント空調装置１外部から取り込まれた外気とが使用される。なお、第二バイパスライン２５に流れ込む処理空気の流量は、二方バルブ２６の閉め具合により調節され、再生空気としてデシカント空調装置１外部から取り込まれる外気の流量は、二方バルブ２８の閉め具合により調節される。
【００５８】
先ず、処理空気の流れを説明する。空調対象空間２から処理ライン５に導かれた状態Ａの処理空気は、顕熱交換器１１に送り込まれて状態Ｔの処理空気との間の熱交換により加熱されて状態Ｂになる。この後、状態Ｂの処理空気は第一バイパスライン２３を介して処理ライン５に合流する状態Ｈのパージ空気と混合して状態Ｓの処理空気となり、処理空気としてデシカントローター４の処理領域９ａに送り込まれる空気とパージ空気として第二バイパスライン２５に流れ込む空気とに分流される。そして、デシカントローター４の処理領域９ａに送り込まれた状態Ｓの処理空気はデシカントで除湿されると共に、デシカントの吸着熱で加熱されて状態Ｔになった後、顕熱交換器１１に送り込まれて状態Ｂの処理空気との間の熱交換により冷却されて状態Ｕになり、さらに、冷却用熱交換器１４に送り込まれて冷却装置３から送られてくる冷媒との間の熱交換により冷却されて状態Ｏとなって空調対象空間２に送り返される。
【００５９】
次に、パージ空気の流れを説明する。デシカント空調装置１外部からパージライン６へ導かれた状態Ｆのパージ空気は、前記第一モードと同様に状態Ｇのパージ空気となり、第一バイパスライン２３を介して処理ライン５に合流する。そして、処理ライン５から第二バイパスライン２５を介して再度パージライン６に流れ込んだ状態Ｓの処理空気は、デシカントローター４のパージ領域９ｂを通過して状態Ｖとなって再生ライン７に合流する。
【００６０】
次に、再生空気の流れを説明する。パージライン６から再生ライン７へ合流した状態Ｖのパージ空気は、デシカント空調装置１外部から二方バルブ２８を介して再生ライン７に取り込まれた状態Ｆの外気と混合して状態Ｗの再生空気となり、再生用熱交換器２９に送り込まれて冷却装置３から送られてくる排熱との間の熱交換により加熱されて状態Ｘになった後、デシカントローター４の再生領域９ｃに送り込まれてデシカントに吸着された水分を取り込むと共に、冷却されて状態Ｙとなってデシカント空調装置１外部へ排出される。
【００６１】
前記第三モードに設定されたデシカント空調装置によれば、状態Ｂの処理空気と予め冷却除湿用熱交換器で除湿された状態Ｈのパージ空気とを混合させた状態Ｓの空気を処理空気とパージ空気とに分流して使用するため、デシカントローター内において結露が発生することなく、デシカント空調装置の除湿能力を一定に保持することができる。
【００６２】
また、第一バイパスラインを介して処理ラインに合流するパージ空気は、予め除湿された状態Ｈのパージ空気であるため、状態Ｈのパージ空気と状態Ｂの処理空気とが混合しても飽和蒸気空気とならず、処理ライン内に結露が発生することもない。
【００６３】
【実施例】
実施例．
【００６４】
空調対象空間として容量２５ｍ３・冷凍温度−２０　℃の冷凍庫（日本軽金属株式会社製）を用意し、冷却装置として冷凍出力１１ｋＷ・冷凍温度−５℃の水素吸蔵合金冷凍機（品名：ＭＨ冷凍システム：株式会社日本製鋼所製）を用意した。
【００６５】
そして、デシカントローラー（品番　ＴＤＣ−６００−ＷＥＵ　：新日本サーモラング株式会社製）及び顕熱交換器（品番　　ＰＷＦＮＶ３００：新日本サーモラング株式会社製）が内設されたデシカント空調装置１における冷却除湿用熱交換器及び冷却用熱交換器に前記水素吸蔵合金冷凍機で冷却される冷媒を供給できるように配管した。
【００６６】
なお、デシカント空調装置には、上流側パージラインにパージ空気を加熱する電気ヒーター（品名　シーズヒーター　１．２１ｋｗ　：東城電気株式会社製）を設けると共に、上流側再生ライン７ａに再生空気を加熱する電気ヒーター（品名　シーズヒーター　６ｋｗ：東城電気株式会社製）を設けた。
【００６７】
気温２５℃・湿度８０％の条件の下で駆動実験を実施した。先ず、冷凍庫を駆動させた後、続いて、、デシカント空調装置を第一モードに設定して駆動させ、処理ラインに流れる空気の流量を３００ｍ３／ｈ　とし、パージライン及び再生ラインに流れる空気の流量をそれぞれ１５０ｍ３／ｈ　とした。次に、マイクロガスタービン（型番　　Ｍｏｄｅｌ３３０：キャプストン社製）を駆動させると共に、水素吸蔵合金冷凍機を駆動させて該マイクロガスタービンより発生した温度−５℃の冷熱を該水素吸蔵合金冷凍機の熱交換器に供給し、冷熱で冷却された熱交換器内の冷媒を冷却除湿用熱交換器及び冷却用熱交換器に供給した。
【００６８】
上記各条件下において７２時間連続運転させた後、冷凍庫内を観察したところ、該冷凍庫内は温度−１９．７　℃・露点−２９．２　℃になっており、放熱器や収納物品にはほとんど霜が付着していなかった。
【００６９】
比較例．
【００７０】
前記実施例と同じ水素吸蔵合金冷凍機、冷凍庫及びデシカント空調装置を用意し、水素吸蔵合金冷凍機で冷却される冷媒を冷凍庫に供給できるように配管した外は、前記実施例と同様の条件下において７２時間連続運転させた後、冷凍庫内を観察したところ、該冷凍庫内は温度−１９．５　℃・露点−１８　℃になっており、放熱器や収納物品には約２ｍｍの厚さの霜が付着していた。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、デシカントローターを通過するパージ空気が十分に除湿されているので、デシカントローター内で処理空気とパージ空気が混合しても結露が発生せず、デシカント空調装置の除湿能力が低下しないため、常に空調対象空間内が低湿度に保たれて霜の発生を防止することができる。また、空調対象空間内において霜が発生しにくいため、デフロスト運転を行う必要がなく、電力消費を減らすことができると共に、冷却効果を高く保持できる。さらに、デシカント空調装置内に冷却又は／及び除湿用の熱交換器を備えているので、該熱交換器に水素吸蔵合金を用いた冷却装置の冷凍出力を供給することにより、効果的に該冷凍出力が使用でき、エネルギーの効率化を図ることができる。
【００７２】
従って、本発明の産業上利用性は非常に高いといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態に係るデシカント空調装置に冷却装置と空調対象空間とを接続した状態を示したフロー図である。
【図２】図１に示すデシカント空調装置のデシカントローターを示した斜視図である。
【図３】図１に示すデシカント空調装置の冷却除湿用熱交換器の構造を示した説明図である。
【図４】図１に示すデシカント空調装置を各モードに設定した状態を示したフロー図である。
【図５】図４に示す各モードに設定されたデシカント空調装置を運転した場合の各空気の状態を示した空気線図である。
【図６】従来のデシカント空調装置を示したフロー図である。
【図７】図６に示す従来のデシカント空調装置を運転した場合の各空気の状態を示した空気線図である。
【符号の説明】
１　デシカント空調装置
２　空調対象空間
３　冷却装置
４　デシカントローター
５　処理ライン
６　パージライン
７　再生ライン
８　枠体
９　デシカント部
９ａ　処理領域
９ｂ　パージ領域
９ｃ　再生領域
１０　回転軸
１１　顕熱交換器
１２　ダンパー
１３　ファン
１４　冷却用熱交換器
１５　容器
１６　熱交換ライン
１７　排水管
１８　供給口
１９　ダンパー
２０　冷却除湿用熱交換器
２１　加熱用熱交換器
２２，２２，２６，２８，３８，３９，４０，４１　二方バルブ
２３　第一バイパスライン
２５　第二バイパスライン
２７　供給口
２９　再生用熱交換器
３０　ファン
３１　本体
３２　熱交換器
３３ａ，３３ｂ　冷媒供給ライン
３４ａ，３４ｂ　冷媒返送ライン
３５ａ，３５ｂ　排熱供給ライン
３６ａ，３６ｂ　排熱排出ライン
３７　分岐排熱ライン
【図１】
2004076970.tif 000003
【図２】
2004076970.tif 000004
【図３】
2004076970.tif 000005
【図４】
2004076970.tif 000006
【図５】
2004076970.tif 000007
【図６】
2004076970.tif 000008
【図７】
2004076970.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月14日(2003.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
上流側処理ライン５ａには、空調対象空間２から処理空気が流れる方向に沿って、デシカントローター４を通過する前の処理空気とデシカントローター４を通過した後の処理空気との間で熱交換を行う顕熱交換器１１と、処理ライン５を流れる処理空気の流量を調節するダンパー１２と、処理空気をデシカントローター４へ送風するファン１３とが配置されており、下流側処理ライン５ｂには、デシカントローター４から処理空気が流れる方向に沿って、前記顕熱交換器１１と、処理空気を冷却装置３から供給される冷媒との熱交換によって冷却する冷却用熱交換器１４（冷却手段）とが配置されている。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
また、デシカントローター４と第一バイパスライン２３との間の上流側処理ライン５ａには、二方バルブ２２とデシカントローター４との間の上流側パージライン６ａへ処理空気の一部を流す第二バイパスライン２５が導出されており、第二バイパスライン２５の途中には、第二バイパスライン２５へ流れる処理空気の流量を調節する二方バルブ２６が設けられている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
なお、加熱用熱交換器２１と第一バイパスライン２３との間の上流側パージライン６ａに、加熱用熱交換器２１においてパージ空気が十分加熱されなかった場合に該パージ空気を補助的に加熱する補助加熱器（図示せず。）を設けてもよい。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
再生ライン７は、デシカントローター４の再生領域９ｃ（図２参照）を経由しており、再生ライン７のデシカントローター４に対して上流側に当たる再生ライン７ａ（以下、「上流側再生ライン」という。）は、デシカント空調装置１外部から取り込んだ再生空気を再生領域９ｃへ導くように配管されており、再生ライン７のデシカントローター４に対して下流側に当たる再生ライン７ｂ（以下、「下流側再生ライン」という。）は、再生領域９ｃを通過した再生空気をデシカント空調装置１外部へ排出するように配管されている。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
そして、デシカントローター（品番　ＴＤＣ−６００−ＷＥＵ　：新日本サーモラング株式会社製）及び顕熱交換器（品番　ＰＷＦＮＶ３００：新日本サーモラング株式会社製）が内設されたデシカント空調装置１における冷却除湿用熱交換器及び冷却用熱交換器に前記水素吸蔵合金冷凍機で冷却される冷媒を供給できるように配管した。