(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外気を第１の除湿ロータで除湿し、除湿による吸着熱よって温度の上がった乾燥空気を外気と第１の顕熱交換ロータ顕熱交換することによって温度を下げ、温度の下がった乾燥空気をさらに第２の除湿ロータで除湿し、除湿による吸着熱よって温度の上がった乾燥空気を室内空気と第２の顕熱交換ロータで顕熱交換することによって温度を下げ、室内へ供給するようにし、前記第１の顕熱交換ロータを通過して温度の上昇した外気を第１の加熱器で加熱して前記第１の除湿ロータの脱着空気とし、前記第２の顕熱交換ロータを通過して温度の上昇した室内空気の一部を大気に放出するとともに残りの空気を第２の加熱器で加熱して前記第２の除湿ロータの脱着空気としたことを特徴とするデシカント空調装置。
【請求項２】
乾燥空気を室内に供給する前に蒸発冷却手段で冷却するようにした請求項１記載のデシカント空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、除湿した空気を水の気化冷却により温度を下げて供給するデシカント空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デシカント空調装置はフロンを使用しない冷房装置であり、また除湿運転を行っても供給空気の温度が下がらないため梅雨時期でも快適な空気を供給可能にすることができるということで最近注目を集めている。
【０００３】
図４に一般的なオープンサイクルデシカント空調装置の概要を示す。図４において１は除湿ローターであり、セラミック繊維紙やガラス繊維紙を段加工（コルゲート加工）して平らな紙とともに巻回し、蜂の巣状（ハニカム状）に形成し、その上にシリカゲルを合成担持させたり、ゼオライトを担持させたものである。
【０００４】
また除湿ローター１は吸着ゾーン２と脱着ゾーン３とに分割され、連続的に吸着・脱着が行われるように回転可能に設けられている。
【０００５】
４は顕熱交換ローターで、アルミニウムやステンレスあるいは銅などの金属シートあるいはポリプロピレンやポリエステルなどの合成樹脂シートをコルゲート加工して平らなシートとともに巻回し、ハニカム状に形成したものである。
【０００６】
また顕熱交換ローター４は相互に熱交換を行う第１流路５および第２流路６に分割され、第１流路５および第２流路６間で連続的に熱交換が行われるように回転可能に設けられている。
【０００７】
７および８は蒸発冷却器であり、９は加熱器である。加熱器９には太陽熱温水器やボイラーからの蒸気が供給され、ここを通過する空気を加熱する。
【０００８】
そして除湿ローター１の吸着ゾーン２を出た高温低湿空気が顕熱交換器４の第１流路５に入って冷却され、第１流路５を出た空気を蒸発冷却器７でさらに冷却して室内へ供給するよう構成されている。
【０００９】
また室内の空気は蒸発冷却器８で冷却されて顕熱交換器４の第２流路６に入り、顕熱交換ローター４を冷却し、第２流路を出て温度が高くなった空気を加熱器９でさらに温め、除湿ローター１の脱着ゾーン３に通して除湿ローター１に吸着した湿気を脱着する。
【００１０】
このようにして従来のデシカント空調装置はフロンなどの環境に悪影響を及ぼすガスを使用することなく、加熱器９に投入される熱エネルギーで冷房を行うことができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のデシカント空調装置は以上のように環境に対して悪影響を及ぼすことが小さく好ましいのではあるが、供給空気の湿度は外気の空気条件によって殆ど決まってしまい、あまり湿度を下げることができないという問題がある。
【００１２】
つまり、吸着式の除湿手段を用いる場合には吸着熱を発生し、ある値以上空気の乾燥度を上げることができず、このため乾燥空気内で水を気化して温度を下げるのにも限度があった。
【００１３】
本発明は以上の点に着目し、吸着式の除湿手段を用いて極めて湿度の低い空気をつくり、これに気化冷却手段を組合せた場合には低温の供給空気を得ることの可能なデシカント空調装置を提供しようとするものである。
【００１４】
【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、外気を第１の除湿手段で除湿し、除湿によって温度の上がった乾燥空気を外気と顕熱交換することによって温度を下げ、温度の下がった乾燥空気をさらに第２の除湿手段で除湿し、除湿によって温度の上がった乾燥空気を室内空気と顕熱交換することによって温度を下げ、室内へ供給するようにした。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、外気を第１の除湿手段で除湿し、除湿によって温度の上がった乾燥空気を外気と顕熱交換することによって温度を下げ、温度の下がった乾燥空気をさらに第２の除湿手段で除湿し、除湿によって温度の上がった乾燥空気を室内空気と顕熱交換することによって温度を下げ、室内へ供給するようにしたものであり、第1の除湿手段で温度が上昇した空気を一旦冷却して第２の除湿手段に入れているため極めて高い乾燥度の空気を供給可能であるという作用を有する。
【００１６】
【実施例】
以下本発明のデシカント空調装置の実施例を図に沿って詳細に説明する。また上記に説明の従来のデシカント空調装置と同一の構成部分については同一の番号を付与し、重複説明を避ける。
【００１７】
図１において１は除湿ローターであり、吸着ゾーン２と脱着ゾーン３とに分割され、連続的に吸着・脱着が行われるように回転可能に設けられている。
【００１８】
４は顕熱交換ローターで、相互に熱交換を行う第１流路５および第２流路６に分割され、第１流路５および第２流路６間で連続的に熱交換が行われるように回転可能に設けられている。
【００１９】
７および８は蒸発冷却器であり、９は加熱器である。加熱器９には太陽熱温水器やボイラーからの蒸気が供給され、ここを通過する空気を加熱する。
【００２０】
１０は除湿ローターであり、除湿ローター１と同じものである。また除湿ローター１０は吸着ゾーン１１と脱着ゾーン１２とに分割され、連続的に吸着・脱着が行われるように回転可能に設けられている。
【００２１】
１３は顕熱交換ローターであり、顕熱交換ローター４と同じものである。また顕熱交換ローター１３は相互に熱交換を行う第１流路１４および第２流路１５に分割され、第１流路１４および第２流路１５間で連続的に熱交換が行われるように回転可能に設けられている。
【００２２】
１６は加熱器であり、加熱器９と同じものである。加熱器１６には加熱器９と同様太陽熱温水器やボイラーからの蒸気が供給され、ここを通過する空気を加熱する。
【００２３】
そして除湿ローター１の吸着ゾーン２を出た高温低湿空気が顕熱交換器４の第１流路５に入って冷却され、第１流路５を出た空気を除湿ローター１０の吸着ゾーン１１に入れて除湿し、吸着ゾーン１１を出た空気を顕熱交換ローター１３の第１流路１４を通して冷却した後、蒸発冷却器７でさらに冷却して室内へ供給するよう構成されている。
【００２４】
また室内の空気は蒸発冷却器８で冷却されて顕熱交換器１３の第２流路１５に入り、加熱器１６を通って除湿ローター１０の脱着ゾーン１２に入った後、大気へ放出される。
【００２５】
顕熱交換器４の第２流路６には大気が通され、第２流路６を出た後に加熱器９を通って、除湿ローター１の脱着ゾーン３を出て大気へ放出される。
【００２６】
本発明のデシカント空調は以上のように構成され、次にその動作について図２の空気線図を用いて説明する。
【００２７】
先ず外気Ａを除湿ローター１の吸着ゾーン２へ通し、吸着熱で温度の上がった乾燥空気Ｂを顕熱交換ローター４の第１流路５に通して温度を下げ空気Ｃとする。図２の空気線図上では、温度３５℃、相対湿度６０％程度の空気Ａ（外気）が温度６８℃、相対湿度８％程度まで乾燥した空気Ｂとなる。顕熱交換ローター４では顕熱のみ下がるので、空気線図上では空気Ｂから空気Ｃへ水平に移動する。
【００２８】
温度の下がった乾燥空気を除湿ローター１０の吸着ゾーン１１に通し、さらに乾燥度を上げる。吸着ゾーン１１で吸着熱によって温度６４℃程度まで温度が上がり、相対湿度５％程度まで乾燥した乾燥空気Ｄを顕熱交換ローター１３の第１流路１４に通し、温度３７℃程度まで温度を下げ空気Ｅとする。
【００２９】
温度の下がって、極めて乾燥度の高い空気Ｅを蒸発冷却器７に通して水の気化熱による冷却を行い、温度１７℃、相対湿度９０％の空気Ｆとして室内へ供給する。
【００３０】
室内で温度２８℃まで温度の上昇した空気Ｇは絶対湿度は殆ど上昇せず、よって相対湿度は５０％近くまで下がる。この空気Ｇを蒸発冷却器８に通し、相対湿度がほぼ１００％になるようにすると温度は２０℃まで下がり空気Ｈとなる。
【００３１】
この空気Ｈを顕熱交換ローター１３の第２流路１５に通し、空気Ｈによって顕熱交換ローター１３を冷却すると、空気Ｈは反対に温度が５７℃まで上昇して空気Ｉとなる。この空気Ｉは除湿ローター１０の脱着に必用な風量に応じて一部大気へ放出してもよい。つまり加熱器１６を通過する風量を下げた方が加熱器１６に供給される熱量の低減が期待でき、冷房成績係数（ＣＯＰ）が上がる。
【００３２】
空気Ｉは加熱器１６を通過して温度が８０℃まで上昇し、空気Ｊとなる。この空気Ｊを除湿ローター１０の脱着ゾーン１２に通して、除湿ローター１０に吸着した湿気を脱着する。脱着後の空気は温度が５０℃まで下がり、相対湿度が２７％まで上昇して空気Ｋとなる。この空気Ｋは大気へ放出される。
【００３３】
また大気Ａは顕熱交換ローター４の第２流路６を通り、顕熱交換ローター４を冷却する。逆に大気Ａは顕熱交換ローター４より熱せられて温度が６２℃まで上昇し、空気Ｌとなる。この空気Ｌは加熱器９の能力に応じて一部大気へ放出してもよい。つまり加熱器９の能力が低い場合には加熱器９を通過する風量を下げた方が加熱器９による温度上昇を期待でき、脱着特性が上がる。
【００３４】
空気Ｌは加熱器９を通過して温度が８０℃まで上昇し、空気Ｍとなる。この空気Ｍを除湿ローター１の脱着ゾーン３に通して、除湿ローター１に吸着した湿気を脱着する。脱着後の空気は温度が４０℃まで下がり、相対湿度が６０％まで上昇して空気Ｎとなる。この空気Ｎは大気へ放出される。
【００３５】
このように本発明のデシカント空調装置は除湿ローター１を通って乾燥した空気を冷却した後にさらに除湿するようにしているため、極めて乾燥度の高い空気を発生することができ、この乾燥空気を用いると蒸発冷却器７の効果が高くなって温度の低い空気を供給することができる。
【００３６】
本発明のデシカント空調装置と従来のデシカント空調装置との比較を図３を用いて行う。図３は本発明のデシカント空調装置と従来のデシカント空調装置の顕熱交換ローターの温度効率ηを０．８５と０．９にして冷房成績係数（ＣＯＰ）と供給空気の絶対湿度を取ったもので、これから外気条件が低湿度領域ではＣＯＰが減少するが、高湿度領域では冷房能力を著しく改善していることが判る。
【００３７】
図３において、Ｔ１は外気温度を示し、Ｔ５は室内空気Ｇの温度、Ｈ５は同湿度を示す。またＴ８は加熱器１６を出た空気Ｊの温度を示す。そしてＵ１は除湿ローター１の吸着ゾーンを流れる空気の流速を表し、Ｕ１／Ｕ８は再生空気流量比すなわち除湿ローター１の吸着ゾーンと脱着ゾーン２とを流れる空気の流速比を表す。Ｌは除湿ローター１の幅を表す。またＣＥは冷却効果即ち外気と室内空気のエンタルピー差を示す。
【００３８】
【発明の効果】
本発明のデシカント空調装置は上記の如く構成したので、外気が高湿度領域では冷房能力を著しく改善することができるものである。この特性は夏場において高温・多湿になる我が国には適した特性である。
【００３９】
さらに本発明のデシカント空調装置は加熱器に太陽熱ヒーターや排熱源から供給される熱水を用いることによって、冷房時の実質的な消費電力を極めて小さなものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデシカント空調装置の実施例を示す説明図である。
【図２】本発明のデシカント空調装置の特性を示す空気線図である。
【図３】本発明のデシカント空調装置の特性を示す効率線図である。
【図４】従来のデシカント空調装置の説明図である。
【符号の説明】
１、１０  除湿ローター
２、１１  吸着ゾーン
３、１２  脱着ゾーン
４、１３  顕熱交換ローター
５、１４  第１流路
６、１５  第２流路
７、８ 蒸発冷却器
９、１６  加熱器
【図１】
0004436900.tif 000002
【図２】
0004436900.tif 000003
【図３】
0004436900.tif 000004
【図４】
0004436900.tif 000005