高効率陽圧除湿空調システム
ＤＥＭＳ（デームズ）
長谷川鉄工株式会社
技術部 谷 具樹
1. はじめに
近年、品質要求レベルの高まりにより、冷凍・冷蔵倉庫の荷捌きエリアや低温室においても低温化や湿度管理が必須となりつつある。その対応として、陽圧除湿空調システム（室内へ送り込んだ除湿空気により、室内の気圧を外気圧より高くすることで外気の浸入を抑制し、室内の環境を維持する陽圧システム）を導入する事例が増えてきている。
以下に同システムのメリットを挙げる。
（メリット）
・室内床や天井などの結露が防止できる・室温が安定する
・外気の浸入を抑える（電力量の低減）
・塵埃，虫，排ガスの浸入を防止できる・作業環境の改善
また、除湿空調の方式はいくつかあるが、中でもデシカント方式は乾燥剤（デシカント）により空気中の水分を吸湿，除去する方式で、外気条件の変化に対し柔軟に湿度管理ができる。そのため、外気を大量に取り入れる必要のあるシステムで有効であり、デシカント方式が採用されることが多かった。
しかしながら、以下のようなデメリットも併せ持っている。
（デメリット）・デシカントロータや再生に必要な流路，ファンや熱源機器が必要となるため比較的大型になる・デシカント自体が高価である
・再生サイクルにおいて、デシカントから水分を取り除くために大量の熱を必要とする
そこで弊社はそれらの問題を解決するため、新たなコイル方式の除湿システムを開発し、商品化した。
今回はこの高効率陽圧除湿空調システム「ＤＥＭＳ（Dehumidification EnergyManagement System）」を紹介する。

写真 1 外観写真

冷却除湿コイル送風部
写真 2 内部写真
除塩フィルタ
冷却除湿コイル

2. 製品「DEMS」概要
DEMSの外観写真を写真1に、内部写真を写真2に、内部構成を図 1 に、標準仕様表を表 1 に示す。
図 1 内部構成

プレフィルタ表 1 標準仕様表
冷却コイル

送風機

配管口径

冷却能力

74.3kW (12 x 2回路)

風量44.2m 3/min

電動機

3相 200V 4P 2.2kW 60Hz

台数1台

冷媒入口

1, φ19.05cut x 2冷媒出口

2, φ50.8cutx2

排水口

3, 32A SUSオネジ x 4

ケーシング

外装:ガルバニウム鋼板
屋根:SSウレタン塗装

断熱仕様

外板パネル:サンドイッチパネル

コイル部ヒーター

0.25kW x 29本 x 2ブロック

電気ヒーター

3相 200V 6.2kW x 2台

冷凍機/冷媒9.5kW×3台，R410A

空気条件

ET=-12℃ / +33℃ 70% → +5℃

フィルター

除塩フィルター ，プレフィルター

備考

温度サーモフューズ付
差圧計付き, 温度, 湿度センサー

DEMS は、取り入れた外気を冷却コイルにより強制的に結露させることで除湿し、ヒータによる再熱により必要温度まで調整し送風する、いわゆる過冷却再熱除湿方式をベースとしている。本方式は冷却が1 箇所でよく、ファンも送風用の 1 台としている。
また、デシカント方式のように再生に必要な大きな熱量も不要となる。
（図 2）
上述の通り、デシカント方式と比べ必要となる冷却箇所やファンが少なく、また高価なデシカントも不要であることから低コストかつコンパクトな設備となっている。
一方で、冷却除湿コイル方式では結露水がコイルに氷結する。その氷結が激しくなると伝熱効率が落ち、除湿能力の低下が生じて除湿しきれなくなってくる。

排熱も利用可能

図 2 システム比較

そのため、定期的にコイルを加熱して霜を取り除くデフロスト運転が必要となる。しかしその間はコイル部分では高湿度・高温となっており、空調室へ給気ができなくなる。給気ができないと陽圧環境が維持できなくなり、空調室内に外気が浸入し、湿度の上昇などを招く場合がある。
特に夏季などの高湿度・高温の時には陽圧除湿システムの運転率は高くなり、運転を止められない状況が続く。そのときには霜付が進展して、効率が低通常の冷却除湿コイル式： 通常運転

冷却除湿コイル

空調室除湿外気

外気（水分、・熱負荷等）
浸入無し

・低湿度
・陽圧給気

通常の冷却除湿コイル式： 冷却コイル霜付冷却除湿コイル

空調室

霜付
外気

外気（水分、・熱負荷等）
浸入無し

・湿度上昇
・陽圧
除湿能力低下給気

通常の冷却除湿コイル式： デフロスト

冷却除湿コイル

空調室

コイル加熱
外気・湿度上昇

霜取下していく場合がある。デフロストはそれを解消するために行なうが、デフロスト中は給気が停止し陽圧環境を維持できないため、環境悪化を招く。
そのジレンマを解消するために、DEMS ではコイルを 2 並列で設置し、交互運転する構成とした。これにより、運転（除湿低温空気供給）の停止期間をなくした。また、デフロストタイミングを自由に決めることができ、霜付進展による効率低下が起きないようにした。
（図 3）
上記のように問題を解決し、DEMS システム（標準仕様品）では、同様のデシカント方式に比べて 3 割以上消費電力が抑えられる。
（当社比。加熱は電気ヒータ方式、凝縮は空冷式の場合）
再熱については電気ヒータにより行っているが、冷凍・冷蔵設備に使用している冷凍機の排熱を利用して行うこともでき、また室内からのリターンエアを冷却に利用することもできるため、更に電力量を削減することが可能となっている。
また使用冷媒は、NH3・R404A・R410A 等々、更に低 GWP 新冷媒にも対応できるようになっており、自然冷媒を指定頂ければ、将来のフロン冷媒規制にも対応可能となっている。
3. 納入事例2017 年 1 月納入
2 万トン級物流センターの冷蔵倉庫の 1Ｆ低温室（約 1000ｍ2）の陽圧空調化工事において、DEMSを納入した。DEMS の設置状態を写真 3 に示す。
（左側が冷凍機ユニット，右側が DEMS）

外気（水分、・熱負荷等）
浸入有り

給気停止

ＤＥＭＳ
冷却除湿コイル空調室
・コイルを２並列に配置し、交互運転(自由なタイミングで霜取可能)
除湿

給気

外気・低湿度・陽圧

コイル加熱

外気（水分、・熱負荷等）
浸入無し
霜取給気
停止

・除湿、給気停止なし！
・霜付きによる能力低下無し！

図 3 通常の冷却除湿コイル方式と DEMS

写真 3 DEMS 設置状態
低温室は DEMS 導入とともに低温化（室温+15℃→+5℃）が図られた。導入前はシャッター部等で結露が発生することがあったが、導入後は室内の結露が大幅に抑制された。
また、室内の視界がクリアになり作業環境が改善され、冷却効率も上がっており、室内の環境および省エネ効果の向上が見られ、お客様からは好評価を頂いている（写真 4,5）
今後、梅雨時期から夏場への本格稼動に向けて、更なる活躍が期待される。
4. おわりに
今回は 2017 年 1 月に納入した DEMS についての紹介を行ったが、前述の通りデシカント式除湿空調機に比べ、電気代を大幅に抑えることができるため、省エネ・低コストの観点から、今後積極的に DEMS を提案していきたいと考えている。
また、先に記載した通り現在は電気ヒータによるデフロストを行っているが、デフロスト時間の間隔を調整して、電気ヒータを使用せずにオフサイクルデフロストとする方式等、更なる展開を進めている。
今後も省エネに配慮した、より良いシステムを開発していくよう努めていく所存である。

写真 4

写真 5

冷熱の総合エンジニアリング企業
低温の創造に欠かせないのシステム・機器“ 環境 ” を考えて、自然にやさしい冷媒｢ アンモニア｣を使ったＨＢＵ シリーズ 他
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