(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減湿装置によって外気を減湿した後に、目的空間からの還気と顕熱交換器で熱交換することによって冷却し、その後当該冷却した空気を加湿して前記目的空間に供給するデシカント方式の空調方法において、
前記目的空間からの還気を加湿した後に、前記顕熱交換器に導入して、前記減湿装置によって減湿された後の外気と熱交換を行い、この顕熱交換器を通過した後の還気の一部をそのまま前記減湿装置のプレ再生に用い、残りの一部を加熱装置によって加熱した後に、前記減湿装置の再生に用い、
前記プレ再生に用いる空気と、前記再生に用いる空気の風量比は１：１である、
ことを特徴とする、デシカント空調方法。
【請求項２】
減湿装置によって外気を減湿した後に、目的空間からの還気と顕熱交換器で熱交換することによって冷却し、その後当該冷却した空気を加湿して前記目的空間に供給するデシカント方式の空調方法において、
前記目的空間からの還気を加湿することなく前記顕熱交換器に導入して、前記減湿装置によって減湿された後の外気と熱交換を行い、この顕熱交換器を通過した後の還気の一部をそのまま前記減湿装置のプレ再生に用い、残りの一部を加熱装置によって加熱した後に、前記減湿装置の再生に用い、
前記プレ再生に用いる空気と、前記再生に用いる空気の風量比は１：１である、
ことを特徴とする、デシカント空調方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消費エネルギを従来より低減させたデシカント空調方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
京都での国際地球環境会議ＣＯＰ３において、特定フロンのみでなく代替フロンについても削減目標として掲げられた。したがってフロンを使用しない空調システムの開発が急務となっている。フロンレスの空調システムとしては従来から種々の方法が提案されているが、その中で、乾燥剤によって空気を減湿し、熱交換器で冷却した後、加湿して低温の空気を得るデシカント空調方式がある。この方式は、１９６８年に考案され、その特許が満了した頃から効率を上げるための方法がいくつか提案されている。例えば特開平５−１１５７３７「脱臭除湿機能を有する吸着体を使用した脱臭除湿冷房方法」、特開平９−１７８２８９「デシカント空調装置」、特開平９−１７８２９０「デシカント空調装置」、特開平９−１７８２９１「デシカント空調装置」において開示されている。
【０００３】
これら従来のデシカント空調方式の代表的なシステム構成を図５に基づいて説明する。この図５に示したシステムは、全外気方式でシステムが構築されており、給気ファン１０１によって取り入れられた外気ＯＡは、減湿ロータ１０２によって減湿され、その後顕熱交換器１０３によって還気ＲＡと熱交換された後、加湿器１０４に導入されるようになっている。そして加湿器１０４において蒸発冷却した後、給気ＳＡとして室Ｒへと供給される。
【０００４】
室Ｒからの還気ＲＡは、加湿器１０５において蒸発冷却されて温度が下げられた後、顕熱交換器１０３で熱交換され、その後再生ヒータによって昇温された後、再生空気として減湿ロータ１０２へと導入され、排気ファン１０７によって排気ＥＡとして外部へと排気されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のシステムの空気の状態図を、図６、図７に示した。このシステムでは、外気条件によって能力も効率も変化するため、２つの外気条件について調べた。図６は、外気条件が温度３２℃、湿度６５％の場合であり、図７は外気条件が  温度３２℃、湿度４１％の場合である。図６、図７におけるイ〜リの符号は、各々図５に示したシステムにおける同じ符号の箇所における空気の状態を示している。
【０００６】
この結果からみると、外気湿度が低下した場合には、冷房に必要な能力は得られるが（図７のニ）、吸収冷凍機等と比較して明らかに効率が低い。しかも減湿ロータ１０２の再生出口相対湿度は、本来なら、すなわち最適な値であれば、処理入口相対湿度と同じになるはずであるが、前記従来のシステムではその値より遥かに低い湿度となっている（図６、図７のリ）。これは減湿ロータ１０２へ導入する再生風量が多すぎるためである。したがってこの点を改善すれば、より省エネルギ効果が得られるはずである。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、過剰な再生風量を低減してシステム上の無駄をなくし、能力、効率の改善を図った新規なデシカント空調方法を提供することをその目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１によれば、減湿装置によって外気を減湿した後に、目的空間からの還気と顕熱交換器で熱交換することによって冷却し、その後当該冷却した空気を加湿して前記目的空間に供給するデシカント方式の空調方法において、前記目的空間からの還気を加湿した後に、前記顕熱交換器に導入して、前記減湿装置によって減湿された後の外気と熱交換を行い、この顕熱交換器を通過した後の還気の一部をそのまま前記減湿装置のプレ再生に用い、残りの一部を加熱装置によって加熱した後に、前記減湿装置の再生に用い、前記プレ再生に用いる空気と、前記再生に用いる空気の風量比は１：１である、ことを特徴とする、デシカント空調方法が提供される。
【０００９】
このように目的空間からの還気を加湿した後に、前記顕熱交換器に導入して減湿後の外気と熱交換を行うのではなく、請求項２に記載したように、目的空間からの還気を加湿することなく前記顕熱交換器に導入して減湿後の外気と熱交換を行うようにしてもよい。この方法は、顕熱交換器の熱交換率が良好な場合（例えば０．８以上）に、有効である。
【００１０】
既述したように、従来のシステムでは元々再生風量が過剰であり、そのため結果的にエネルギのロスを招いていたが、単に過剰分を排出して適正風量にするのでは、依然としてエネルギのロスは改善できない。この点本発明によれば、顕熱交換器を通過した後の還気の一部を、そのまま減湿装置のプレ再生に用い、残りの一部を加熱装置によって加熱した後に、減湿装置の再生（プレ再生後のいわば本再生ともいうべき再生）に用いるようにしたので、再生熱量を必要最小限にまで低減することができ、エネルギロスを防止して、効率のよい運転が行える。しかも前記プレ再生に用いる空気と、前記再生に用いる空気の風量比は１：１であるので、最適な再生が行え、システム構成上も比較的簡易なシステムとすることができる。
【００１１】
なお本発明のデシカント空調方法を外気処理のみに使用し、循環系は別の空調機を用いて実施するようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好ましい実施の形態にかかるデシカント空調方法を説明する。図１は本実施の形態にかかるデシカント空調方法実施するためのデシカント空調システムの系統を示している。
【００１３】
本実施の形態における空調システムは、全外気方式でシステムが構築されており、給気ファン１によって取り入れられた外気ＯＡは、減湿装置としての減湿ロータ２の処理区域２ａで減湿され、その後顕熱交換器３によって還気ＲＡと熱交換された後、第１の加湿器４に導入されるようになっている。そして第１の加湿器４において蒸発冷却された後、給気ＳＡとして室Ｒへと供給されるようになっている。
【００１４】
室Ｒからの還気ＲＡは、第２の加湿器５において蒸発冷却されて温度が下げられた後、減湿ロータ２によって減湿された後の外気ＯＡと、顕熱交換器３で熱交換されるようになっている。
【００１５】
減湿された後の外気ＯＡと、顕熱交換器３において熱交換された還気ＲＡは、その一部が再生ヒータ６によって加熱された後、減湿ロータ２の再生区域２ｂへと供給され、残りの一部はそのまま減湿ロータ２のプレ再生区域２ｃへと供給され、減湿ロータ２のプレ再生に供される。そして減湿ロータ２の再生区域２ｂ、プレ再生区域２ｃを通過した後は、排気ファン７によって排気ＥＡとして外部に排出されるようになっている。
【００１６】
前記したように、顕熱交換器３を出た還気ＲＡの一部を再生ヒータ６で加熱してから減湿ロータ２の再生区域２ｂへ、残りの一部をそのまま減湿ロータ２のプレ再生区域２ｃへと供給するには、例えば図２に示したように構成すればよい。すなわち、例えば減湿ロータ２と顕熱交換器３とを一体にしてケーシング１１内に納める。そしてケーシング１１内の流路を隔壁１２で仕切り、一側を減湿ロータ２からの給気側、他側を顕熱交換器３からの還気側に分ける。そして還気側の流路を隔壁板１３によってさらに上下に仕切る。そして再生ヒータ６を隔壁板１３の上側の流路に設置すればよい。これによって、例えば還気ＲＡの１／２を再生ヒータ６で加熱して減湿ロータ２の再生区域２ｂへ、残りの１／２をそのまま減湿ロータ２のプレ再生区域２ｃへと供給することができる。
【００１７】
本実施の形態にかかるデシカント空調方法を実施するためのデシカント空調システムは、以上のようにその主要部が構成されており、次にこのデシカント空調方法を実施した際の空気の温度変化の状態を空気線図上に表したものを図３、図４に示す。
【００１８】
図３は外気ＯＡの温度が３２℃、湿度が６５％（絶対湿度：２０ｇ／ｋｇ’）のときの場合を、図４は外気ＯＡの温度が３２℃、湿度が４１％（絶対湿度：１２ｇ／ｋｇ’）のときの場合を各々示している。まず導入直後外気ＯＡ（ａ）は、減湿ロータ２で減湿されて湿度は低下し（ｂ）、次いで顕熱交換器３で熱交換されると温度が低下し（ｃ）、第１の加湿器４で蒸発冷却されると、湿度は上昇するものの、給気ＳＡの温度はさらに低下する（ｄ）。
【００１９】
室Ｒからの還気ＲＡについては（ｅ）、第２の加湿器５で蒸発冷却されると湿度は上昇するが温度は低下する（ｆ）。そして顕熱交換器３で給気ＳＡとなる空気と熱交換されるので温度は上昇する（ｇ）。この状態で一部は再生ヒータ６によって加熱されるから温度はさらに上昇し（ｈ）、減湿ロータ２の再生区域２ｂに送られ、減湿ロータ２の再生に供せられる。したがって、再生に供した分温度が低下すると共に湿度が上昇する（ｉ）。他方、顕熱交換器３を通過した後、そのまま減湿ロータ２のプレ再生区域２ｃに送られた残りの一部も、プレ再生に使用されたため温度が低下すると共に湿度が上昇する（ｊ）。そして排気ＥＡは、これら２つの空気が混合された状態となる（ｋ）。
【００２０】
減湿ロータ２の処理区域２ａの出口側の絶対湿度は、処理区域２ａの入口条件と再生区域２ｂの入口の相対湿度で決定され、再生に用いることのできる空気の絶対湿度は決まっているので、処理区域２ａの入口条件に応じて、必要となる再生温度は必然的に決定される。従って、再生温度で再生に必要な熱量を調節することは不可能である。この場合、再生風量を低減して再生熱量を減らすことは可能であるが、そうすると顕熱交換器３で得られた比較的高温な空気の一部を排気することになり、好ましくない。
【００２１】
この点前記実施の形態では、顕熱交換器３を出た比較的高温の空気（図３、４のｇ）を２つに分け、一部はそのまま減湿ロータ２の再生区域２ｂに導入して減湿ロータのプレ再生に用い（図３、４のｇからｊ）、残りの一部は再生ヒータ６で昇温してから減湿ロータ２の再生区域２ｂに導入して再生用に用いているので、再生熱量を最適値まで低減することが可能である。
【００２２】
すなわち、図３、図４からわかるように、プレ再生用の空気と再生ヒータ６によって昇温されたいわば本再生用の空気の比は、およそ１：１で最適な再生が行える。またシステム構成上も、風量比が１：１の場合には比較的簡易なシステムとなるため、この風量比が適切であると考えられる。したがって、従来よりも再生ヒータ６に要するエネルギを節約することが可能である。
【００２３】
また再生能力が足りないときには、再生ヒータ６を２分割にし、２分割したうちの前半の予熱部では、最適な熱量になるような温度まで予熱空気を加熱し、２分割したうちの後半部では所定の能力が得られるように再生ヒータ６の容量制御を行うことで最適な再生を行うことが可能である。この場合には、前記したようなプレ再生はなくなる。この方法によれば、再生ヒータ６の容量は従来の半分ですみ、したがって、効率は従来のほぼ２倍となる。なお太陽熱エキルギー利用を考え、再生温度は、８３℃以下を想定している。
【００２４】
前記実施の形態にかかるデシカント空調方法によれば、表１に示したような結果が得られた。
【００２５】
【表１】
0004423683.tif 000002
【００２６】
図５に示した従来のシステムの効率を図６、図７から求めると、外気温度が３２℃で、湿度が６５％のときは、１．０１、外気温度が３２℃で、湿度が４１％のときは０．８２であるから、従来システムの２倍の効率で運転が可能なことが分かった。
【００２７】
前記実施の形態では、室Ｒからの還気ＲＡに対して、一旦第２の加湿器５で加湿冷却してから顕熱交換器３で熱交換するようにしていたが、顕熱交換器３の熱交換率が０．８以上あれば、そのように第２の加湿器５で加湿冷却することなく、還気ＲＡをそのまま顕熱交換器３に導入して減湿後の外気と熱交換を行うようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１、２の発明によれば、再生ヒータに要するエネルギを必要最小限にまで低減させることが可能であり、その分省エネルギが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるデシカント空調方法を実施するために用いたデシカント空調システムの構成の概略を示す説明図である。
【図２】図１のデシカント空調システムに適用できる減湿ロータと顕熱交換器との間の流路の断面図である。
【図３】  外気条件が３２℃・６５％のときに実施の形態を実施した場合の空気の状態を示す空気線図である。
【図４】外気条件が３２℃・４１％のときに実施の形態を実施した場合の空気の状態を示す空気線図である。
【図５】従来技術にかかるデシカント空調システムの構成の概略を示す説明図である。
【図６】外気条件が３２℃・６５％のときに図５の従来技術を稼働させた場合の空気の状態を示す空気線図である。
【図７】外気条件が３２℃・４１％のときに図５の従来技術を稼働させた場合の空気の状態を示す空気線図である。
【符号の説明】
２    減湿ロータ
２ａ  処理区域
２ｂ  再生区域
２ｃ  プレ再生区域
３    顕熱交換器
４    第１の加湿器
５    第２の加湿器
６    再生ヒータ
Ｒ    室
ＯＡ    外気
ＳＡ    給気
ＲＡ    還気
ＥＡ    排気
【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】
0004423683.tif 000007
【図６】
0004423683.tif 000008
【図７】
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