(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湿気吸着剤を有するハニカム体よりなる除湿ローターと、顕熱交換ハニカム体よりなる顕熱交換ローターとを有し、前記除湿ローターによって除湿された空気を前記顕熱交換ローターで冷却して室内に供給するようにし、室内からの還気を前記顕熱交換ローターに通して前記顕熱交換ローターを冷却し、前記顕熱交換ローターを冷却した空気を加熱した後に前記除湿ローターに通して前記除湿ローターに吸着された湿気を脱着するようにするとともに、前記除湿ローターと前記顕熱交換ローターとの回転方向を互いに逆にするとともに、顕熱交換ローターを通過した室内からの還気の一部を加熱せずに捨て、その捨てる空気は顕熱交換ローターを通過した空気のなかで最も温度の低い空気であるようにした除湿空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は除湿ローターを用いて乾燥空気を作り、それを冷却して室内に供給するようにした除湿空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
除湿空調装置はフロンを使用しない点や、駆動エネルギー源として熱を使うためガスの燃焼熱や廃熱あるいは太陽熱など多種のエネルギーを用いることができ、よって二酸化炭素の排出を減少することができ、夏場の電力ピークを抑制することができるなど、多くの特徴を有している。
【０００３】
また温度を下げずに除湿することができ、梅雨時にも快適な空気を供給でき、盛夏時に除湿空調装置のみで十分に温度を下げることができないような場合であっても、冷凍機と組み合わせることで冷凍機の潜熱負荷を下げることによって省エネルギー効果があるという特徴を有している。
【０００４】
従来の除湿空調装置について図４及び図５に沿って説明する。１はブロアであり、大気ＯＡを除湿ローター２の吸着ゾーン３へ送る。これによって空気は吸着熱で温度が上昇するとともに乾燥空気となる。ここで除湿ローター２は、ハニカム（蜂の巣）状に形成された紙にシリカゲルやゼオライトなどの吸湿剤を担持したものであり、モーター（図示せず）によってベルト等（図示せず）を介して回転駆動されるものである。また除湿ローター２は図６に示されるような形状である。
【０００５】
除湿ローター２の吸着ゾーン３を出た空気は、回転形顕熱交換素子４を通過する。ここで回転形顕熱交換素子４とはアルミニウムなどの薄板をハニカム状に形成したものであり、モーター（図示せず）によってベルト等（図示せず）を介して回転駆動されるものである。そして回転形顕熱交換素子４も図６に示されるような形状である。
【０００６】
吸着ゾーン３を出て温度の上昇した乾燥空気は、冷却ゾーン５で回転形顕熱交換素子４と熱交換を行い、乾燥空気の温度は低下するとともに回転形顕熱交換素子４の温度が低下する。この乾燥して温度の下がった空気は製品空気ＳＡとして室内に供給される。
【０００７】
室内からの還気ＲＡはスプレー６によって加湿冷却される。湿度が上がり、温度の下がった空気は回転形顕熱交換素子４を通過して加熱ゾーン７で回転形顕熱交換素子４と熱交換を行う。つまり回転形顕熱交換素子４を冷却するとともに空気の温度は上昇する。
【０００８】
温度の上昇した多湿空気はヒーター８によってさらに温度が上昇し、除湿ローター２の脱着ゾーン９に入る。ここで除湿ローター２に吸着された水分を脱着し、ファン１０によって排気ＥＡとして大気へ放出される。ここでヒーター８は蒸気や温水の送られる熱交換器あるいは電気ヒーターなどである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような除湿空調装置は廃熱などの低レベルの熱を駆動源として利用できるのであるが、より効率を向上するようにすると利用可能な廃熱源が増え、より利用価値が高まるという要求がある。
【００１０】
本発明は、よりエネルギー効率を向上し、低レベルの熱源でも効果的に空調が可能な除湿空調装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【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、除湿ローターと顕熱交換ローターとの回転方向を互いに逆にしたものであり、除湿ローターの脱着の終わりに近づくほど高い温度の脱着空気が当たるようにした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は除湿ローターと顕熱交換ローターとを有し、除湿ローターによって除湿された空気を顕熱交換ローターで冷却して室内に供給するようにし、室内からの還気を顕熱交換ローターに通して顕熱交換ローターを冷却した空気を加熱して除湿ローターに通して前記除湿ローターに吸着された湿気を脱着するようにするとともに、除湿ローターと顕熱交換ローターとの回転方向を互いに逆にしたものであり、除湿ローターの脱着の終わりに近づくほど高い温度の脱着空気が当たるため脱着が少ないエネルギーで効果的に進むという作用を有する。
【００１３】
また本発明の請求項２に記載の発明は、顕熱交換ローターを出た空気のうちで低温の部分を捨てるようにしたため、さらにエネルギー効率が改善されるという作用を有する。
【００１４】
【実施例】
以下本発明の除湿空調装置の実施例について図１〜図３に沿って詳細に説明する。また上記の従来例と同じ構成部材に関しては同一の番号を付与する。２は除湿ローターであり、例えばセラミック紙をハニカム（蜂の巣）状に形成し、そのセラミック紙にシリカゲル等の湿気吸着剤を担持したり、セラミック紙に親水性ゼオライトを担持したものである。
【００１５】
そしてこの除湿ローター２は上下半分づつに領域が分割され、下半分が吸着ゾーン３で上半分が脱着ゾーン９である。
【００１６】
４は顕熱交換ローターであり、例えばアルミニウムシートをハニカム状に形成したものである。この顕熱交換ローター４も上下半分づつに領域が分割され、下半分が吸熱ゾーン５で上半分が放熱ゾーン７である。
【００１７】
除湿ローター２及び顕熱交換ローター４はギヤドモーター（図示せず）などによって回転駆動される。その回転速度は顕熱交換ローター４の方が除湿ローター２より速い。そして図１の矢印のように除湿ローター２と顕熱交換ローター４との回転方向は互いに逆である。また放熱ゾーン７と脱着ゾーン９とは互いに平行である。
【００１８】
８はヒーターであり、例えば温水コイルであって太陽熱温水器からの温水を通したり、発電機などの冷却後の温水を通す。そしてヒーター８はここを通過する空気の流れを乱さないような形状、例えば図２に示すように空気通路１１を温水管１０が横切るとともに図３に示すように温水管１０は放熱ゾーン７と脱着ゾーン９とに対して平行であるようなものを用いる。またこのヒーター８は廃熱を利用できるようなものが好ましいが、適当な廃熱がない場合は電気ヒーターやガスヒーターなどでもよい。
【００１９】
そして外気が除湿ローター２の吸着ゾーン３を通過し、次に顕熱交換ローター４の吸熱ゾーン５を通過して室内に供給されるように空気管路を形成する。また室内からの還気が顕熱交換ローター４の放熱ゾーン７を通過し、次にヒーター８を通過して除湿ローター２の脱着ゾーン９を通過して大気に放出されるように管路を構成する。そして上記の各管路に空気を流すようにそれぞれの管路にブロア（図示せず）が設けられている。
【００２０】
本発明の除湿空調装置は以上のように構成され、以下その動作について説明する。先ず外気の温度が２２．６℃であった場合、除湿ローター２の吸着熱によって空気の温度が上昇し、吸着ゾーン３出口の温度分布は図１に示すようになる。
【００２１】
つまり除湿ローター２の回転方向に対し吸着ゾーン３の開始地点付近では、除湿ローター２は脱着直後であり吸着容量が大きく吸着熱の発生も大きい。しかも脱着ゾーン９の余熱もある。このため吸着ゾーン３の開始地点付近では、ここを通過する空気の温度上昇が最も高くなる。
【００２２】
一方、吸着ゾーン３の終了地点では反対に吸着容量は小さく、また脱着ゾーン９の余熱もなくなるため、ここを通過する空気の温度上昇は低くなる。このように温度の上昇し乾燥した空気が顕熱交換ローター４の吸熱ゾーン５に入る。
【００２３】
顕熱交換ローター４の回転方向に対し吸熱ゾーン５の開始地点付近を上記の温度上昇の低い空気が通過する。反対に吸熱ゾーン５の終了地点付近を上記の温度上昇の高い空気が通過する。従って顕熱交換ローター４は温度が上昇した状態で放熱ゾーン７へと移行する。
【００２４】
室内からの還気ＲＡが顕熱交換ローター４の放熱ゾーン７を通過するときに顕熱交換ローター４と還気された空気とが顕熱交換し、空気の温度が上昇するとともに顕熱交換ローター４の温度が下がる。
【００２５】
顕熱交換ローター４は放熱ゾーン７の開始点で最も温度が高いため、ここを通過した空気の温度が最も高くなる。この空気がヒーター８を通過しさらに温度が上昇する。ヒーター８は通過する空気の流れを乱さないものであるため、放熱ゾーン７の開始点を通過しヒーター８を通過した空気の温度が最も高くなる。反対に放熱ゾーン７の終了点を通過しヒーター８を通過した空気の温度が最も低くなる。
【００２６】
以上の最も温度の高くなった空気が除湿ローター２の脱着ゾーン９の終了点を通過する。つまり脱着が進んで吸着された水分の残量が少ない部分に最も高温の空気が当たり、除湿ローター２を効果的に脱着する。反対に最も温度の低い空気が脱着ゾーン９の開始点を通過する。つまり水分の最も多い部分に最も温度の低い空気が当たる。吸着した水分が多いと低い温度の空気によっても多量の水分が脱着可能である。
【００２７】
このように最も水分の多い部分に低温の空気が当たり、最も水分の少ない部分に高温の空気が当たるようになる。
【００２８】
以下本発明の除湿空調装置の実施例２について図４に沿って詳細に説明する。また上記の実施例１と同じ構成部材に関しては同一の番号を付与し重複説明を避ける。
【００２９】
１２はセパレーターであり、顕熱交換ローター４の放熱ゾーン７を２つに分割するものである。つまりこのセパレーター１２は放熱ゾーン７の最終１／４の部分を分割している。そして放熱ゾーン７の最終１／４の部分を通過した空気を外部に捨てるようにしている。
【００３０】
放熱ゾーン７出口空気の温度は顕熱交換ローター４の回転方向に対して終了部分に向かうに従って低くなる。これは放熱ゾーン７で顕熱交換ローター４の冷却が進むためである。従ってセパレーター１２によって仕切られた放熱ゾーン７の最終１／４の部分を通過した空気は図４に示すように温度が低い。
【００３１】
この温度の低い空気を捨てて残りの温度の高い空気がヒーター８を通過して熱せられるため、ヒーター８によって熱せられる空気は量が少なくかつ温度が高いことになる。従ってヒーター８のエネルギーが少なくてもヒーター８を通過する空気の温度が十分上昇し、除湿ローター２は効果的に脱着される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の除湿空調装置は上記の如く、除湿ローターと顕熱交換ローターとの回転方向を互いに逆にしたものであり、これによって除湿ローターの脱着ゾーンの終わりに近づくほど高い温度の脱着空気が当たるようになり、除湿ローターの脱着が効果的に行われる。
【００３３】
さらに本発明の除湿空調装置は除湿ローターと顕熱交換ローターとの回転方向を工夫することによって性能を改善したものであり、従来のものと比較して格段のコストアップになる要素がない。
【００３４】
そして顕熱交換ローターの放熱ゾーンの終了付近を通過する空気を捨て、残りの空気を加熱して除湿ローターの脱着に用いるようにしているため、顕熱交換ローターを通過した空気のうちで温度の低い空気を捨て、温度の高い空気のみを除湿ローターの脱着に用いることになり、加熱エネルギーが少なくても効果的な脱着を行うことができる。
【００３５】
また既に設置されている除湿空調装置を改良することによって本発明を実現することもできる。
【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を示す説明図である。
【図２】本発明に用いられるヒーターの一例を示す正面図である。
【図３】本発明に用いられるヒーターと各ゾーンとの関係を示す透視図である。
【図４】本発明の除湿空調装置の実施例２を示す説明図である。
【図５】従来の除湿空調装置を示す説明図である。
【図６】従来及び本発明の除湿空調装置に用いられる除湿ローター及び顕熱交換ローターを示す斜視図である。
【符号の説明】
２  除湿ローター
３  吸着ゾーン
４  顕熱交換ローター
５  吸熱ゾーン
７  放熱ゾーン
８  ヒーター
９  脱着ゾーン
１０  温水管
１１  空気通路
１２  セパレーター
【図１】
0004414110.tif 000002
【図２】
0004414110.tif 000003
【図３】
0004414110.tif 000004
【図４】
0004414110.tif 000005
【図５】
0004414110.tif 000006
【図６】
0004414110.tif 000007