(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷房される空調対象空間内に供給する空気中に含まれる水分を吸着する乾燥剤を装填して形成された除湿手段と、この除湿手段により乾燥させた空気を熱交換により冷却する熱交換手段とを備えた除湿空調装置において、
建物の外周面の外側にこの外周面に沿って設けられた太陽熱吸収用の集熱パネルと、
この集熱パネルとの間で熱交換して暖められた外気を冷房時の前記除湿手段に送って前記水分を吸着した状態の前記乾燥剤を乾燥させて再生させる再生用暖気供給手段と、
外部から取り入れた空気を処理して前記空調対象空間内に供給する給気部と、
前記空調対象空間から取り入れた空気を処理して外部へ排出する排気部と、
冷房時の前記除湿手段の乾燥剤を乾燥させて再生させる再生部と、
前記給気部の入口部分に設けられ、冷房時に開かれる開閉用のダンパと、
前記再生部の出口部分に設けられ、冷房時に開かれる開閉用のダンパと、
前記給気部と前記再生部との連通路に設けられ、冷房時に閉じられる開閉用のダンパと、
を備え、
前記給気部は、冷房時に前記除湿手段により前記水分を吸着する吸着処理部と、冷房時にこの吸着処理部で処理して乾燥させた空気を前記熱交換手段との熱交換により冷却する給気冷却処理部とを含み有し、
前記排気部は、冷房時に前記空調対象空間から取り入れた空気を冷却する排気冷却処理部と、冷房時にこの排気冷却処理部で冷却された空気により前記熱交換手段を冷却する熱交換手段冷却処理部と、この熱交換手段冷却処理部で前記熱交換手段を冷却させるのに使用した後の空気を外部へ排出する排出処理部とを含み有し、
前記再生部は、前記再生用暖気供給手段により送られてくる暖められた外気を導入する再生用暖気導入部と、この再生用暖気導入部に導入された暖気により冷房時の前記除湿手段の乾燥剤を乾燥させて再生させる乾燥剤再生処理部とを含み有し、
暖房時に、前記給気部の入口部分に設けられた開閉用の前記ダンパ及び前記再生部の出口部分に設けられた開閉用の前記ダンパが閉じられ、かつ前記給気部と前記再生部との連通路に設けられた開閉用の前記ダンパが開かれるとともに、前記除湿手段が非作動状態となることにより、前記集熱パネルとの間で熱交換して暖められた外気が、前記除湿手段の乾燥剤の再生に用いられるのではなく、前記空調対象空間内に供給されることを特徴とする除湿空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の除湿空調装置において、前記集熱パネルには、外気が通過する際に熱交換するための多数の貫通孔が形成されていることを特徴とする除湿空調装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の除湿空調装置において、前記集熱パネルは波形断面形状を有していることを特徴とする除湿空調装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の除湿空調装置において、前記再生部には、この再生部に配置されている前記除湿手段の上流位置において、前記集熱パネルとの間で熱交換して暖められた外気を加熱するための温水コイルが設けられていることを特徴とする除湿空調装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の除湿空調装置において、暖房時に、前記集熱パネルとの間で熱交換して暖められた外気の一部が前記空調対象空間内に直接供給されることを特徴とする除湿空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調対象空間内に供給する空気中に含まれる水分を乾燥剤に吸着させてこの空気を乾燥させた後、この乾燥した空気を冷却して空調対象空間内に送る除湿空調方法およびその装置並びにその装置の使用方法に係り、例えば、工場、倉庫、事務所ビル、スーパーマーケット、学校、病院、レストラン等の建物の空調に利用でき、特に、工場等の大容積の空調対象空間を有する建物の空調に好適に利用できる。
【０００２】
【背景技術】
従来より、各種建物の空調、特に、工場等の大容積の空調対象空間を有する建物の空調を行う際には、空調対象空間内に供給する空気中に含まれる水分を乾燥剤（除湿剤）に吸着させてこの空気を乾燥させた後、この乾燥した空気を冷却して空調対象空間内に送る、いわゆる除湿空調（デシカント空調）が行われている。
【０００３】
図７には、このような除湿空調を行う従来の装置の一例である除湿空調装置８０の全体構成が示されている。
【０００４】
図７において、除湿空調装置８０は、図中右側の空調対象空間９３内に空調処理された空気を供給する給気部８１と、空調対象空間９３からの還気を取り入れて乾燥剤の再生処理を行ってからこれを外部に排出する再生部８２とを備えている。そして、給気部８１では、図中左側から右側に流れる空気流（矢印Ｘ１〜Ｘ４）が給気ファン８３により形成され、一方、再生部８２では、これと対抗流をなすように図中右側から左側に流れる空気流（矢印Ｙ１〜Ｙ４）が再生ファン８４により形成されている。
【０００５】
また、除湿空調装置８０は、これらの給気部８１および再生部８２にそれぞれ跨って配置される除湿用の除湿ロータ（デシカントロータ）８５および熱交換用の熱交換ロータ（顕熱ロータ）８６を備えている。なお、除湿ロータ８５は、空気中に含まれる水分を吸着する乾燥剤を充填して形成されている。
【０００６】
さらに、除湿空調装置８０は、給気部８１側に設けられた温水コイル８７と、再生部８２側に設けられた温水コイル８８と、これらに温水を切換供給するための温水ボイラ８９およびボイラ用ポンプ９０と、給気部８１側に設けられた加湿器９１と、再生部８２側に設けられた蒸発式冷却器９２とを備えている。
【０００７】
このような除湿空調装置８０においては、以下のようにして空調対象空間９３の空調を行う。
【０００８】
先ず、夏季に冷房を行う場合には、給気ファン８３を回して外部から給気部８１に空気を取り入れ（矢印Ｘ１）、これを除湿ロータ８５を通過させることによりその空気中に含まれる水分を乾燥剤に吸着させて乾燥させ（矢印Ｘ２）、さらにこの乾燥した空気を熱交換ロータ８６を通過させることにより冷却し（矢印Ｘ３）、空調対象空間９３内にこのようにして空調処理された空気を供給する（矢印Ｘ４）。
【０００９】
一方、これと並行して、再生ファン８４を回して空調対象空間９３から再生部８２に空気を取り入れ（矢印Ｙ１）、これを蒸発式冷却器９２を通過させることにより冷却した後、熱交換ロータ８６を通過させて熱交換ロータ８６を冷却する（矢印Ｙ２）。この際、熱交換ロータ８６を介して給気部８１側と熱交換が行われる。そして、熱交換ロータ８６を通過して熱交換により温度上昇した空気を再生用の温水コイル８８により加熱し（矢印Ｙ３）、この加熱後の高温空気により除湿ロータ８５の乾燥剤に吸着された水分を蒸発除去させた後、除湿ロータ８５を通過した後の高温高湿空気を外部に排出する（矢印Ｙ４）。
【００１０】
また、冬季に暖房を行う場合には、除湿ロータ８５は作動させず、給気ファン８３を回して外部から給気部８１に空気を取り入れ（矢印Ｘ１）、熱交換ロータ８６を介して再生部８２側の空気と熱交換を行った後、温水コイル８７により加熱し、さらに必要に応じて加湿器９１により加湿を行い、空調対象空間９３内にこのようにして空調処理された空気を供給する（矢印Ｘ４）。
【００１１】
このような除湿空調装置８０によれば、先ず、湿度を取り除き、次に必要なだけ空気を冷却することができるので、湿度と温度とを別々にコントロールすることができる。従って、在来型のエアコンでは、湿度を下げるために空気を過冷却し、さらにそれでは低温になりすぎてしまうため再加熱して適温にするという方法が採られていたのに対し、除湿空調装置８０では、乾燥した空気を冷却するので、エネルギ効率の向上や過度の低温冷房の回避等を図ることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した除湿空調装置８０では、在来型のエアコンに比べればエネルギ効率の向上等を図るには十分な装置であるといえるものの、除湿ロータ８５を再生させるのに約９０度の熱を必要とするので、このための熱源を確保するのに温水コイル８８およびこれに温水を供給するための温水ボイラ８９が用いられている。
【００１３】
そして、このような温水ボイラ８９等は、除湿空調装置８０が大きくなればなる程、大型の設備としなければならないため、これらに代わる又はこれらを補助する他の手段により熱源を確保し、これらを用いなくて済むようにするか、あるいはこれらの設備の小型化を図ることができれば、エネルギ効率をより一層向上させ、省エネルギ効果を上げることができるので好都合である。
【００１４】
また、そのような他の手段が、地球温暖化の原因となる二酸化炭素（ＣＯ2）の発生を抑制できるような手段であれば、環境上も好ましいものとなり、時代の要請にも沿ったものとなる。
【００１５】
ところで、このような除湿空調装置８０とは別途に、冬季に暖房を行う装置として次のような太陽熱を利用した装置も考案されている。すなわち、建物の外壁面に沿って太陽熱吸収用の集熱パネルを設置し、この集熱パネルとの熱交換により暖められた外気を室内に送り込んで暖房を行うというものである（特開平２−２７９９５４号公報、特許第２６７５３８５号掲載公報等参照）。
【００１６】
このような暖房装置は、太陽熱を利用しているので、ＣＯ2の発生を抑制でき、環境上好ましい装置といえるが、仮に、一つの建物につき、夏季冷房を行うために除湿空調装置８０を設置するとともに、このような太陽熱を利用した暖房装置を単に併設したとしても、両装置には何の関連性もないので、夏季冷房時においては、相変わらず従来のままの規模の温水ボイラ８９等を用いなければならず、太陽熱を利用した暖房装置の単なる併設では、上記のような他の手段とはなり得ないものである。
【００１７】
本発明の目的は、エネルギ効率をより一層向上させることができ、かつ、環境上好ましい除湿空調方法およびその装置並びにその装置の使用方法を提供するところにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、太陽熱吸収用の集熱パネルを用いた暖房装置と、除湿用の乾燥剤を用いた除湿空調装置とを巧みに組み合わせて前記目的を達成しようとするものである。
【００１９】
具体的には、本発明は、空調対象空間内に供給する空気中に含まれる水分を乾燥剤に吸着させてこの空気を乾燥させた後、この乾燥した空気を冷却して空調対象空間内に送る除湿空調方法において、建物の外周面の外側にこの外周面に沿って太陽熱を吸収する集熱パネルを設けておき、この集熱パネルとの間で熱交換して暖められた外気により、水分を吸着した状態の乾燥剤を乾燥させて再生させることを特徴とするものである。
【００２０】
ここで、建物の外周面とは、外壁面のみならず、屋根面も含むものである。また、建物には、工場建屋、倉庫、事務所ビル、一般住宅等の他、船舶の船体等の各種構造物が含まれる。さらに、空調対象空間には、通常の建物内の部屋や通路、ホール、工場内、倉庫内等の他、地下鉄の駅の構内、地下街、トンネル内、船舶の船内等が含まれる。
【００２１】
このような本発明においては、集熱パネルとの間で熱交換して暖められた外気により、水分を吸着した状態の乾燥剤を乾燥させて再生させるので、前述した図７の従来の除湿空調装置８０のように温水ボイラ８９のみを熱源として乾燥剤を再生させるのではなく、集熱パネルによる暖気と温水ボイラとの併用、または集熱パネルによる暖気のみにより乾燥剤再生用の熱源を確保することが可能となる。
【００２２】
このため、従来の除湿空調装置８０においても得られていた効果である、乾燥した空気を冷却することによるエネルギ効率の向上や過度の低温冷房の回避等の効果が得られることに加え、太陽熱を利用しているので、エネルギ効率のより一層の向上が図られ、省エネルギ効果がより一層上がるようになる。
【００２３】
また、太陽熱を利用しているので、ＣＯ2の発生を抑制できることから、地球温暖化防止に役立ち、環境上も好ましい装置となり、時代の要請に沿ったものとなる。
【００２４】
そして、これらの各効果は、冷房時において得ることができるので、前述したような単に従来の除湿空調装置８０と太陽熱を利用した暖房装置とを併設した場合とは明らかに異なるものである。つまり、両装置に何の関連性も持たせない単なる併設では、暖房時にしか太陽熱利用による省エネルギ効果やＣＯ2抑制効果等を得ることはできないのに対し、本発明では、冷房時においてこれらの効果を得ることができるので、両装置を単に寄せ集めた発明ではなく両装置を巧みに組み合わせた創意工夫ある発明であることは明らかであり、これらにより前記目的が達成される。
【００２５】
また、以上に述べた本発明の除湿空調方法を実現する装置として、次のような本発明の除湿空調装置が挙げられる。
【００２６】
すなわち、本発明は、空調対象空間内に供給する空気中に含まれる水分を吸着する乾燥剤を装填して形成された除湿手段と、この除湿手段により乾燥させた空気を熱交換により冷却する熱交換手段とを備えた除湿空調装置において、建物の外周面の外側にこの外周面に沿って設けられた太陽熱吸収用の集熱パネルと、この集熱パネルとの間で熱交換して暖められた外気を除湿手段に送って水分を吸着した状態の乾燥剤を乾燥させて再生させる再生用暖気供給手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２７】
ここで、除湿手段には、乾燥剤が略隙間なく充填されていることが好ましいが、これに限定されるものではなく、ある程度間隔を置いて装填されていてもよい。また、除湿手段の構造としては、給気部側（除湿処理を行う側）と再生部側（乾燥剤を再生させる側）とに跨って配置される円盤状の除湿ロータの形を採ることが、装填された乾燥剤につきこれら各部の間を容易に往復させることができる構造であるという点で好ましいが、これに限定されるものではなく、要するに除湿処理と再生処理とを交互に行うことができる構造であればよい。
【００２８】
このような本発明においては、再生用暖気供給手段により、集熱パネルとの熱交換により得られた暖気を除湿手段に送り、除湿処理を行うために一旦使用されて水分を吸着した状態となっている乾燥剤を乾燥させて再生させるので、前述した本発明の除湿空調方法で得られる作用効果がそのまま実現される。
【００２９】
さらに、本発明は、上記除湿空調装置において、外部から取り入れた空気を処理して空調対象空間内に供給する給気部と、空調対象空間から取り入れた空気を処理して外部へ排出する排気部と、除湿手段の乾燥剤を乾燥させて再生させる再生部とを備え、給気部は、除湿手段により水分を吸着する吸着処理部と、この吸着処理部で処理して乾燥させた空気を熱交換手段との熱交換により冷却する給気冷却処理部とを含み有し、排気部は、空調対象空間から取り入れた空気を冷却する排気冷却処理部と、この排気冷却処理部で冷却された空気により熱交換手段を冷却する熱交換手段冷却処理部と、この熱交換手段冷却処理部で熱交換手段を冷却させるのに使用した後の空気を外部へ排出する排出処理部とを含み有し、再生部は、再生用暖気供給手段により送られてくる暖められた外気を導入する再生用暖気導入部と、この再生用暖気導入部に導入された暖気により除湿手段の乾燥剤を乾燥させて再生させる乾燥剤再生処理部とを含み有する構成とすることが好ましい。
【００３０】
このように除湿空調装置内に給気部、排気部、再生部の三つの空気の流れを形成するようにした場合には、集熱パネルからの暖気を供給することにより乾燥剤を再生させるにあたって、前述した図７の従来の除湿空調装置８０における給気部８１の流れ（矢印Ｘ１〜Ｘ４）および再生部８２の流れ（矢印Ｙ１〜Ｙ４）の二つの空気の流れのままで暖気を供給する場合に比べ、エネルギ効率をより一層向上させることが可能となる。
【００３１】
つまり、従来の除湿空調装置８０の二つの空気の流れのままで、集熱パネルからの暖気を供給しようとした場合には、熱交換ロータ８６を通過後の空気（矢印Ｙ３）の温度と、集熱パネルからの暖気の温度とが異なるため、集熱パネルからの暖気の熱をそのまま除湿ロータ８５の乾燥剤に供給することができず、エネルギ効率が低下してしまう。これに対し、本発明では、従来の再生部８２が、排気部と再生部とに二分割された形となり、排気部の排出処理部により、熱交換手段を冷却させるのに使用した後の空気を外部へ排出してしまうので、集熱パネルからの暖気と、熱交換手段を冷却させるのに使用した後の空気とが混合するようなことはないため、エネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００３２】
また、以上に述べた本発明の除湿空調装置を使用する方法として、次のような方法が挙げられる。すなわち、本発明の除湿空調装置の使用方法は、暖房を行う際には、除湿手段を非作動状態とし、集熱パネルとの間で熱交換して暖められた外気を、除湿手段の乾燥剤の再生に用いるのではなく、空調対象空間内に供給することを特徴とするものである。
【００３３】
このようにして暖房を行えば、冷房時のみならず暖房時においても、集熱パネルからの暖気を利用することが可能となり、春夏秋冬いずれの季節でもエネルギ効率のよい運転を行うことができるようになる。そして、太陽熱を利用した暖房であるため、冷房時のみならず暖房時においても、前述したようなＣＯ2の発生の抑制による環境への配慮や省エネルギ効果の向上等を図ることが可能となる。
【００３４】
なお、以上の本発明において、集熱パネルは、この集熱パネルと外周面との間に形成された集気用空間内に外気を取り入れるための多数の貫通孔が形成されたものとしてもよく、あるいは前述した特開平２−２７９９５４号公報、特許第２６７５３８５号掲載公報等のように、集熱パネルの内側の面（建物側の面）または外側の面（太陽側の面）に沿った外気の流れを形成し、この際に外気と集熱パネルとの間で熱交換が行われるだけのものとしてもよい。
【００３５】
また、本発明では、乾燥剤再生用の暖気を得る手段として、太陽熱吸収用の集熱パネルが用いられているが、集熱パネル以外であっても、例えば、特別に設けられた温室や箱等を用いてまたは太陽電池電源を用いて空気加熱を行って得られた暖気を乾燥剤の再生に用いても、本発明と同様な効果を得ることができ、要するに、太陽熱や光を利用して空気を暖める暖気形成手段を用いれば、エネルギ効率のより一層の向上やＣＯ2の発生抑制に伴う環境配慮等、本発明と同様な効果を得ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１には、本実施形態の除湿空調装置（デシカント空調装置）１０を設置した建物１の斜視図が示され、図２には、その垂直断面図が示されている。また、図３には、除湿空調装置１０のシステム概念図が示されている。
【００３７】
図１および図２において、建物１は、工場建屋であり、その内部には、除湿空調装置１０により空調される空調対象空間４が形成されている。また、建物１の外側には、除湿空調装置１０の本体１１が設置され、建物１の外壁面２および屋根面３の一部には、これらを外側から覆うようにしてこれらに沿って配置された太陽熱吸収用の集熱パネル２０が設けられている。
【００３８】
集熱パネル２０は、建物１の外壁面２および屋根面３に対して所定間隔を置いて配置され、外壁面２と集熱パネル２０との間、および屋根面３と集熱パネル２０との間には、外気を導入して集めるための集気用空間２１，２２がそれぞれ形成されている。
【００３９】
外壁面２と屋根面３との交差部分には、集気用空間２１，２２で集められた外気を溜めるためのチャンバ２３が設けられている。そして、集気用空間２１内の空気の流れが、鉛直上向きの方向であり、集気用空間２２内の空気の流れが、屋根面３の勾配に沿って下向きの方向であるのに対し、チャンバ２３内の空気の流れは、これらに対して直角をなす方向、つまり水平方向である。
【００４０】
また、チャンバ２３と本体１１内とは、ダクト２４で連通され、集気用空間２１，２２で集められた外気は、チャンバ２３およびこのダクト２４を介して本体１１内の所定箇所に供給されるようになっている。
【００４１】
図４には、外壁面２に沿って配置された集熱パネル２０の拡大斜視図が示されている。なお、屋根面３側の集熱パネル２０も同様な構成である。図４において、集熱パネル２０は、波形断面形状を有するアルミ製のパネルであり、この集熱パネル２０には、例えば直径１．５ｍｍ程度の多数の貫通孔２５が設けられている。そして、本体１１内に設けられた後述する再生ファン４６（図３参照）を作動させることにより、集気用空間２１内は負圧とされ、これにより集熱パネル２０の外側の外気は、多数の貫通孔２５を通過して集気用空間２１内に吸い込まれる。この際、吸い込まれる外気は、太陽熱で暖められた集熱パネル２０の熱を奪い、外気と集熱パネル２０との間で効率の良い熱交換が行われるようになっている。
【００４２】
また、外壁面２からの空調対象空間４内の熱損失も、集気用空間２１内で回収され、集熱パネル２０との熱交換で得た熱とともに、チャンバ２３およびダクト２４を介して本体１１内の所定箇所に供給されるようになっている。
【００４３】
図２において、空調対象空間４内の天井付近には、この空調対象空間４内に空調処理された空気を送り込むための給気用ダクト３０と、空調対象空間４内の空気を外部に排出するための排気用ダクト３１とが配設され、これらのダクト３０，３１は、建物１の外部まで延びて本体１１に接続されている。従って、これらのダクト３０，３１により空調対象空間４内と本体１１内とが連通されている。
【００４４】
給気用ダクト３０の上部には、吹出口３２が適宜な間隔で設けられ、これらの吹出口３２からは、空調処理された空気が一定の速度で空調対象空間４内に吹き出されるようになっている。
【００４５】
図３において、除湿空調装置１０の本体１１は、外部から取り入れた空気を処理して図中右側の空調対象空間４内に供給する給気部４１と、空調対象空間４から取り入れた空気を処理して外部へ排出する排気部４２と、後述する除湿ロータ４７に充填された乾燥剤を乾燥させて再生させる再生部４３とを備えて構成されている。
【００４６】
これらの給気部４１、排気部４２、再生部４３には、各部に空気の流れを形成するための給気ファン４４、排気ファン４５、再生ファン４６がそれぞれ設けられている。そして、給気部４１では、図中左側から右側に流れる空気流（矢印Ｌ１〜Ｌ４）が給気ファン４４により形成され、排気部４２および再生部４３では、これと対抗流をなすように図中右側から左側に流れる空気流（矢印Ｍ１〜Ｍ３および矢印Ｎ１〜Ｎ４）が排気ファン４５および再生ファン４６により形成されている。なお、排気部４２の流れと再生部４３の流れとは、方向は同じであるが別個の流れである。
【００４７】
また、本体１１は、給気部４１および再生部４３に跨って配置された除湿手段である円盤状の除湿ロータ（デシカントロータ）４７と、給気部４１および排気部４２に跨って配置された熱交換手段である円盤状の熱交換ロータ（顕熱ロータ）４８とを備えている。除湿ロータ４７は、空気中に含まれる水分を吸着する乾燥剤（デシカント）を充填して形成され、熱交換ロータ４８は、熱伝導媒体を充填して形成されている。
【００４８】
従って、給気部４１のうち除湿ロータ４７が配置された部分は、除湿ロータ４７に充填された乾燥剤により空気中に含まれる水分を吸着して除湿を行う吸着処理部４１Ａとなっており、給気部４１のうち熱交換ロータ４８が配置された部分は、吸着処理部４１Ａで処理して乾燥させた空気を熱交換ロータ４８の熱伝導媒体との熱交換により冷却する給気冷却処理部４１Ｂとなっている。
【００４９】
さらに、本体１１は、給気部４１における熱交換ロータ４８の下流位置に設けられた温水コイル４９と、再生部４３における除湿ロータ４７の上流位置に設けられた温水コイル５０と、これらに温水を切換供給するための温水ボイラ５１およびボイラ用ポンプ５２とを備えている。
【００５０】
そして、温水ボイラ５１による温水供給の切り換えは、冷房時には、再生部４３側の温水コイル５０のみへの供給となり、一方、暖房時には、給気部４１側の温水コイル４９または再生部４３側の温水コイル５０のいずれか一方への供給となるようになっている。但し、冷房時においても暖房時においても、必ず温水ボイラ５１を作動させ、これらの温水コイル４９，５０に温水を供給しなければならないわけではなく、必要に応じて補助的にこれらを用いるようにしてもよい。すなわち、冷房時には、後述するように集熱パネル２０との熱交換により暖められた外気のみで除湿ロータ４７に充填された乾燥剤を乾燥させて再生させることができる場合には、温水コイル５０への温水供給は、行う必要はない。一方、暖房時にも、集熱パネル２０との熱交換により暖められた外気のみで必要な暖房効果を上げることができる場合には、温水コイル４９または温水コイル５０に温水供給を行う必要はない。
【００５１】
なお、給気部４１側の温水コイル４９は、後述するように設置を省略してもよく、そうすることで装置構成の簡易化や製造コストの低減を図ることができる。
【００５２】
また、温水ボイラ５１およびボイラ用ポンプ５２は、各温水コイル４９，５０への切換供給のみならず同時供給も可能な構成としておいてもよく、このような構成としておけば、空調対象空間４内に通常の暖房時よりも高い熱エネルギを供給しなければならない特殊な事情がある場合、例えば、工場内で特殊な作業を行う場合や異常気象による寒波が到来した場合等には、温水コイル４９，５０の双方を同時に使用することができる。従って、このような構成とした場合には、双方に温水を供給する特殊使用の場合と、双方に供給するのではなく、いずれか一方のみに供給する通常の暖房時の場合とで、加熱の程度を段階的に調整することが可能となる。さらには、互いに異なる性能の温水コイル４９，５０を設けておき、それらを選択使用してより細かな段階的調整を行うようにしてもよい。
【００５３】
また、再生部４３のうち温水コイル５０が配置された部分の上流位置には、再生用暖気導入口６１が形成され、ここにはダクト２４が接続されている。従って、集熱パネル２０との熱交換により暖められた外気は、集気用空間２１，２２、チャンバ２３、およびダクト２４をこの順に通って送られてきて再生用暖気導入口６１から再生部４３内に導入されるので、この部分は、再生用暖気導入部４３Ａとなっている。そして、再生部４３のうち除湿ロータ４７が配置された部分は、再生用暖気導入部４３Ａに導入された暖気、または必要に応じて温水コイル５０でさらに暖められた暖気により除湿ロータ４７に充填された乾燥剤を乾燥させて再生させる乾燥剤再生処理部４３Ｂとなっている。
【００５４】
なお、チャンバ２３、ダクト２４、再生用暖気導入口６１、およびこれらを通る暖気を引っ張る再生ファン４６により、集熱パネル２０との熱交換により暖められた外気を乾燥剤再生処理部４３Ｂまで送る再生用暖気供給手段２６が構成されている。
【００５５】
また、本体１１は、給気部４１における温水コイル４９の下流位置に設けられた加湿器５３と、排気部４２における熱交換ロータ４８の上流位置に設けられた蒸発式冷却器５４とを備えている。
【００５６】
そして、排気部４２のうち蒸発式冷却器５４が配置された部分は、空調対象空間４から排気用ダクト３１を介して取り入れた空気を冷却する排気冷却処理部４２Ａとなっており、排気部４２のうち熱交換ロータ４８が配置された部分は、排気冷却処理部４２Ａで冷却された空気により熱交換ロータ４８の熱伝導媒体を冷却する熱交換手段冷却処理部４２Ｂとなっており、排気部４２のうち排気ファン４５が配置された部分は、熱交換手段冷却処理部４２Ｂで熱交換ロータ４８の熱伝導媒体を冷却させるのに使用した後の空気を排気口６２から外部へ排出する排出処理部４２Ｃとなっている。
【００５７】
さらに、本体１１は、給気部４１の入口部分、すなわち給気用外気取入口５５の近傍に設けられた開閉用のダンパ５６と、再生部４３の出口部分、すなわち再生用暖気排出口５７の近傍に設けられた開閉用のダンパ５８と、給気部４１と再生部４３との連通路５９に設けられた開閉用のダンパ６０とを備えている。なお、各ダンパ５６，５８，６０には、流量調整機能を持たせるようにしてもよい。
【００５８】
このような本実施形態においては、以下のようにして除湿空調装置１０により空調対象空間４の空調を行う。
【００５９】
冷房を行う場合には、給気ファン４４、排気ファン４５、再生ファン４６、除湿ロータ４７、熱交換ロータ４８、蒸発式冷却器５４を運転するとともに、ダンパ５６およびダンパ５８を開き、かつ、ダンパ６０を閉じておく。
【００６０】
すなわち、図３において、先ず、給気ファン４４を回して給気用外気取入口５５から給気部４１内に外部の空気を取り入れる（矢印Ｌ１）。この際、取り入れられた空気は、ダンパ６０が閉じられているため、矢印Ｌ２の方向に進む。
【００６１】
次に、吸着処理部４１Ａにおいて、外部から取り入れた空気を除湿ロータ４７を通過させることによりその空気中に含まれる水分を乾燥剤に吸着させて乾燥させる（矢印Ｌ３）。
【００６２】
続いて、給気冷却処理部４１Ｂにおいて、吸着処理部４１Ａで乾燥させた空気を熱交換ロータ４８を通過させることにより冷却する（矢印Ｌ４）。なお、温水コイル４９および加湿器５３は、暖房時に必要に応じて用いるものであるため、非作動状態としておく。その後、給気用ダクト３０を介して吹出口３２から空調対象空間４内に、以上のようにして除湿冷房処理された空気を供給する。
【００６３】
一方、このような給気部４１における処理と並行して、排気ファン４５を回して空調対象空間４から排気用ダクト３１を介して排気部４２に空気を取り入れ、排気冷却処理部４２Ａにおいて、この取り入れた空気を蒸発式冷却器５４を通過させることにより冷却する。
【００６４】
続いて、熱交換手段冷却処理部４２Ｂにおいて、蒸発式冷却器５４で冷却した空気を熱交換ロータ４８を通過させることにより熱交換ロータ４８の熱伝導媒体を冷却する（矢印Ｍ１）。この際、給気部４１側では、熱交換ロータ４８を通過する直前の矢印Ｌ４の位置の空気は、高温乾燥空気であり、一方、排気部４２側では、熱交換ロータ４８を通過する直前の矢印Ｍ１の位置の空気は、冷却空気であるから、これらの空気の間で熱交換ロータ４８を介して熱交換が行われ、給気部４１側では、通過後の空気の温度は下がるが、逆に、排気部４２側では、上がることになる。
【００６５】
その後、排出処理部４２Ｃにおいて、熱交換手段冷却処理部４２Ｂで熱交換ロータ４８の熱伝導媒体を冷却させるのに使用した後の温度上昇空気を排気口６２から外部へ排出する（矢印Ｍ２，Ｍ３）。
【００６６】
また、以上のような給気部４１および排気部４２における処理と並行して、再生ファン４６を回して集気用空間２１，２２を負圧にし、集熱パネル２０の外側の外気を多数の貫通孔２５を通して集気用空間２１，２２内に吸い込ませることにより、外気と集熱パネル２０との間で熱交換を行わせ、乾燥剤再生用の暖気を得る。そして、この集気用空間２１，２２内の暖気をチャンバ２３、ダクト２４、再生用暖気導入口６１を介して再生部４３の再生用暖気導入部４３Ａに導入する。
【００６７】
続いて、必要に応じ、温水ボイラ５１から再生用の温水コイル５０に温水を供給し、温水コイル５０により再生用暖気導入部４３Ａに導入された暖気をさらに加熱する（矢印Ｎ１）。必要に応じとは、例えば、晴天の日等において集熱パネル２０との熱交換で得られる暖気の熱だけで十分な場合には、温水ボイラ５１および温水コイル５０は、非作動状態あるいは低温作動状態としてもよく、逆に、雨天の日等において集熱パネル２０との熱交換で得られる暖気の熱だけでは不十分な場合には、これらを作動状態とする意味である。
【００６８】
それから、乾燥剤再生処理部４３Ｂにおいて、再生用暖気導入部４３Ａに導入された暖気または温水コイル５０でさらに加熱された高温空気により、除湿ロータ４７の乾燥剤に吸着された水分を蒸発除去させる。これにより除湿ロータ４７に充填された乾燥剤は、再生されて再び給気部４１の吸着処理部４１Ａで除湿処理に使用される。
【００６９】
その後、除湿ロータ４７を通過した後の高温高湿空気を再生用暖気排出口５７から外部に排出する（矢印Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４）。以上が冷房を行う場合の処理の流れである。
【００７０】
これに対し、暖房を行う場合には、給気ファン４４および再生ファン４６を運転するとともに、ダンパ５６およびダンパ５８を閉じ、かつ、ダンパ６０を開いておく。図５には、除湿空調装置１０のシステム概念図上における暖房時の空気の流れが示されている。
【００７１】
すなわち、図５において、先ず、給気ファン４４および再生ファン４６を回して集熱パネル２０との熱交換で得られた集気用空間２１，２２内の暖気を、チャンバ２３、ダクト２４、再生用暖気導入口６１を介して再生部４３の再生用暖気導入部４３Ａに導入する。
【００７２】
次に、この導入した空気を連通路５９を通して給気部４１に送る（矢印Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）。この際、除湿ロータ４７は、冷房時におけるような除湿処理を行うわけではないので作動させない。従って、冷房時とは異なり、集熱パネル２０との熱交換で得られた暖気は、除湿ロータ４７に充填された乾燥剤の再生に用いられるのではない。
【００７３】
続いて、給気部４１に送られた暖気を熱交換ロータ４８の位置まで送る（矢印Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６）。ここで、必要に応じ、排気ファン４５を回して空調対象空間４内から排気用ダクト３１を介して室内の暖気を排気部４２に導入し、これを排気口６２から外部へ排出する流れを形成しておく（矢印Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）。これにより空調対象空間４の換気を行うことができる。この際、蒸発式冷却器５４は、作動させない。
【００７４】
そして、このような排気部４２の流れを形成した状態で、熱交換ロータ４８を作動させると、熱交換ロータ４８を介して排気部４２側と給気部４１側とで熱交換が行われ、空調対象空間４から排出される暖気の熱を回収することができる。但し、熱交換ロータ４８は、熱交換をする必要のない場合には、作動させなくてもよい。
【００７５】
また、ここまでの過程において、必要に応じ、温水コイル４９または温水コイル５０のいずれか一方により暖気をさらに加熱する。そして、前述したように特殊な事情がある場合には、温水コイル４９，５０の双方により加熱を行うようにしてもよい。なお、これらの温水コイル４９，５０による加熱も必ずしも行わなければならないものではなく、必要ない場合には、温水ボイラ５１は作動させなくてよい。
【００７６】
ここで、温水コイル４９で加熱を行う場合には、熱交換ロータ４８で熱回収を行った後の空気を加熱することになるため、温水ボイラ５１の消費エネルギを低く抑えることができる。つまり、ある一定量の熱エネルギを空調対象空間４に供給するにあたって、他方の温水コイル５０で加熱を行った後に熱交換ロータ４８で熱回収を行う場合に比べ、低い温度の空気が熱交換ロータ４８を通過するようになることから、熱交換ロータ４８による熱回収の効率を上げることができるので、その分だけ温水コイル４９による加熱量を抑えることができる。なお、連通路５９のダンパ６０が故障する等の特別な事情がある場合には、ダンパ５６を開き、従来と同様に給気用外気取入口５５から外気を導入し、温水コイル４９で加熱して暖房用空気を空調対象空間４に送るようにしてもよい。
【００７７】
一方、温水コイル５０で加熱を行う場合には、冷房時のみならず暖房時にも温水コイル５０を使用することになるので、温水コイル５０を乾燥剤再生用および暖房用として兼用することができる。このため、温水コイル４９の設置を省略することも可能となり、装置構成の簡易化や製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００７８】
その後、必要に応じて加湿器５３により加湿を行った後、給気用ダクト３０を介して吹出口３２から空調対象空間４内に、以上のようにして暖房または加湿処理された空気を供給する。以上が暖房を行う場合の処理の流れである。
【００７９】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。すなわち、除湿空調装置１０は、集熱パネル２０、およびダクト２４等からなる再生用暖気供給手段２６を備えているので、集熱パネル２０との熱交換により得られた暖気により、除湿ロータ４７の乾燥剤を乾燥させて再生させることができる。
【００８０】
従って、前述した図７の従来の除湿空調装置８０のように温水ボイラ８９のみを熱源として乾燥剤を再生させるのではなく、集熱パネル２０による暖気と温水ボイラ５１との併用、または集熱パネル２０による暖気のみにより乾燥剤再生用の熱源を確保することができる。
【００８１】
このため、従来の除湿空調装置８０においても得られていた効果である、乾燥した空気を冷却することによるエネルギ効率の向上や過度の低温冷房の回避、フロンや代替フロンの使用回避、カビやバクテリアの繁殖抑制等の効果が得られることに加え、太陽熱を利用しているので、エネルギ効率のより一層の向上を図ることができ、省エネルギ効果をより一層上げることができる。
【００８２】
また、太陽熱を利用しているので、ＣＯ2の発生を抑制できることから、地球温暖化防止に役立ち、環境上も好ましく、さらには時代の要請に沿った装置を実現できる。
【００８３】
そして、在来のエアコンのように室内空気を循環させるのではなく、給気用外気取入口５５から給気部４１に大量の外気を取り入れて空調処理を行うので、極めて健康的で快適な室内空気環境を保つことができる。このため、除湿空調装置１０は、工場に限らず、スーパーマーケット、病院、老人ホーム、学校、ホテル等の空調設備として好適に採用することができる。なお、除湿空調装置１０は、お茶や煙草、穀物の乾燥用に使用してもよい。
【００８４】
また、集熱パネル２０には、多数の貫通孔２５が形成されているので（図４参照）、外気がこれらの貫通孔２５を通過する際に熱交換を行わせることができるため、極めて効率よく熱を吸収することができる。
【００８５】
さらに、外壁面２や屋根面３からの空調対象空間４内の熱損失も、集気用空間２１，２２内で回収できるので、この点でもエネルギ効率をより一層向上することができる。
【００８６】
そして、集熱パネル２０と外壁面２や屋根面３との間に、空気層である集気用空間２１，２２が形成されているので、夏季には、輻射熱を遮断して断熱効果を高めることができる。
【００８７】
また、除湿空調装置１０の本体１１内には、給気部４１、排気部４２、再生部４３の三つの空気の流れが形成されているので、集気用空間２１，２２からの暖気を供給することにより乾燥剤を再生させるにあたって、前述した図７の従来の除湿空調装置８０における給気部８１の流れ（矢印Ｘ１〜Ｘ４）および再生部８２の流れ（矢印Ｙ１〜Ｙ４）の二つの空気の流れのままで暖気を供給する場合に比べ、エネルギ効率をより一層向上させることができる。
【００８８】
つまり、除湿空調装置１０では、従来の除湿空調装置８０の再生部８２に相当する部分が、排気部４２と再生部４３とに二分割された形となり、排気部４２の排出処理部４２Ｃに設けられた排気ファン４５により、熱交換ロータ４８を冷却させるのに使用した後の空気を排気口６２から外部へ排出してしまうので、この排出空気と集気用空間２１，２２からの暖気とが混合することを回避することができる。このため、集気用空間２１，２２からの暖気の熱をそのまま除湿ロータ４７に充填された乾燥剤に供給することができ、エネルギ効率を向上させることができる。
【００８９】
さらに、暖房時には、除湿ロータ４７を非作動状態とし、集熱パネル２０との熱交換で得られた暖気を、除湿ロータ４７に充填された乾燥剤の再生に用いるのではなく、空調対象空間４内に供給するので（図５参照）、冷房時のみならず暖房時においても、集熱パネル２０との熱交換で得られた暖気を利用することができ、春夏秋冬いずれの季節でもエネルギ効率のよい運転を行うことができる。そして、太陽熱を利用した暖房であるため、冷房時のみならず暖房時においても、前述したようなＣＯ2の発生の抑制による環境への配慮や省エネルギ効果の向上等を図ることができる。
【００９０】
そして、連通路５９およびダンパ６０が設けられているので、再生用暖気導入口６１を介して再生部４３の再生用暖気導入部４３Ａに導入された暖気を、給気部４１に送って暖房用空気とすることができる（図５参照）。従って、暖房用空気の供給経路の途中に温水コイル５０が置かれることになるので、冷房時のみならず暖房時においても、温水コイル５０を使用することができ、温水コイル５０を乾燥剤再生用および暖房用として兼用することができる。このため、他方の温水コイル４９の設置を省略することもでき、装置構成の簡易化や製造コストの低減を図ることも可能である。
【００９１】
また、給気用ダクト３０の上部には、吹出口３２が適宜な間隔で設けられているので（図２参照）、これらの吹出口３２から空調処理された空気を一定の速度で空調対象空間４内に吹き出させることができる。このため、空気の対流が効率よく行われ、空調対象空間４内の温度を均一化させることができる。そして、この空調対象空間４内の温度の均一化により、余分な暖房若しくは冷房を最小限に抑えることができるため、高い省エネルギ効果を得ることができる。
【００９２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲内での変形等は本発明に含まれるものである。
【００９３】
すなわち、前記実施形態では、外壁面２および屋根面３の一部に集熱パネル２０が設置されていたが、外壁面２または屋根面３のいずれか一方でもよく、また、屋根面３の一部に限らず全部に設けられていてもよく、要するに、建物１の外周面、好ましくは南向きの面に設けられていればよい。
【００９４】
また、集熱パネル２０の外側表面に太陽電池を取り付けておき、除湿ロータ４７や熱交換ロータ４８の回転駆動、あるいは温水ボイラ５１の熱源等、除湿空調装置１０の各部のエネルギ源またはその補助として利用してもよい。
【００９５】
さらに、前記実施形態では、暖房を行う際には、集気用空間２１，２２からの暖気を、本体１１内に一旦通してから給気用ダクト３０を介して空調対象空間４内に供給していたが（図５参照）、例えば、図６に示すように、本体１１内に一旦通さずに直接に空調対象空間４内に供給する経路を設けておいてもよい。
【００９６】
図６において、給気用ダクト７０の途中には、経路を切換可能でかつその切り換えた各側の流量調整可能なダンパ７１が設けられている。そして、このダンパ７１の切換操作をすることで、集気用空間２１，２２内の暖気は、一方では、給気補助ファン７２を回すことによりチャンバ２３からダンパ７１を通って直接に給気用ダクト７０の吹出口７３に向かい（矢印Ｐ）、他方では、チャンバ２３からダクト２４を介して本体１１内に一旦通された後にダンパ７１を通って給気用ダクト７０の吹出口７３に向かうようになっている（矢印Ｑ）。後者の矢印Ｑの流れは、前記実施形態で暖房を行う際の流れと全く同様であるが、前者の矢印Ｐの流れは、異なるものである。そして、加湿を行う必要がない場合には、本体１１内に設けられた加湿器５３を通す必要はないので、前者の矢印Ｐの流れのみとしてもよく、加湿を行う必要がある場合でも、後者の矢印Ｑの流れのみとするのではなく前者の矢印Ｐの流れと後者の矢印Ｑの流れとを併用してもよい。また、給気補助ファン７２を回して前者の矢印Ｐの流れを形成する場合には、空調対象空間４の天井付近の暖かい空気を一部取り入れて再利用することができる（矢印Ｒ）。
【００９７】
また、前記実施形態では、空調対象空間４内の空気を排気部４２から排気するようになっていたが（図３参照）、空調対象空間４内の空気は自然排気とし、排気部４２には、外気を導入してこの外気を使用することにより熱交換ロータ４８の冷却再生を行うようにしてもよい。
【００９８】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明によれば、集熱パネルとの熱交換で得られた暖気により、除湿手段の乾燥剤を乾燥させて再生させるので、乾燥剤再生用の熱源として太陽熱を利用できるため、エネルギ効率をより一層向上させることができ、かつ、環境上好ましい除湿空調を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の除湿空調装置を設置した建物の斜視図。
【図２】前記実施形態の除湿空調装置を設置した建物の垂直断面図。
【図３】前記実施形態の除湿空調装置のシステム概念図。
【図４】前記実施形態の集熱パネルの拡大斜視図。
【図５】前記実施形態の暖房時における空気の流れを示した除湿空調装置のシステム概念図。
【図６】本発明の変形の形態を示す構成図。
【図７】従来の除湿空調装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
１  建物
２  外周面である外壁面
３  外周面である屋根面
４  空調対象空間
１０  除湿空調装置
２０  集熱パネル
２１，２２  集気用空間
２３  再生用暖気供給手段を構成するチャンバ
２４  再生用暖気供給手段を構成するダクト
２５  貫通孔
２６  再生用暖気供給手段
４１  給気部
４１Ａ  吸着処理部
４１Ｂ  給気冷却処理部
４２  排気部
４２Ａ  排気冷却処理部
４２Ｂ  熱交換手段冷却処理部
４３  再生部
４３Ａ  再生用暖気導入部
４３Ｂ  乾燥剤再生処理部
４６  再生用暖気供給手段を構成する再生ファン
４７  除湿手段である除湿ロータ
４８  熱交換手段である熱交換ロータ
【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】
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【図６】
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【図７】
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