JP2001272054A - 空調システム - Google Patents
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- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
- F24F3/1423—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高効率で環境に適合した空調システムを提供す
る。 【解決手段】固体高分子型燃料電池の排熱を利用したオ
ープンサイクル式吸着除湿冷房装置において、流路面積
可変手段を用いて除湿冷房性能を制御することができ
る。
る。 【解決手段】固体高分子型燃料電池の排熱を利用したオ
ープンサイクル式吸着除湿冷房装置において、流路面積
可変手段を用いて除湿冷房性能を制御することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料電池と除湿冷房
装置とを組み合わせた空調システムに関する。
装置とを組み合わせた空調システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】吸着ヒートポンプを組込んだ電力を用い
ない除湿冷房装置としてオープンサイクル式吸着除湿冷
房装置が知られている。また、水素等のクリーンな燃料
を用いた発電装置として燃料電池が知られている。オー
プンサイクル式吸着除湿冷房装置は、除湿機、顕熱交換
器、蒸発冷却器及び加熱器から基本的に構成されてい
る。給気通路に導入された外気は除湿機で水分を除去さ
れ、この水分が除去された空気は顕熱交換器にて熱交換
して冷却され、このある程度冷却された空気は給気側蒸
発冷却器にて更に冷却されて、除湿冷房された給気とし
て室内に供給される。また、排気通路に導入された室内
の暖かくなった還気は排気側蒸発冷却器にて冷却され、
顕熱交換器に送り込まれて顕熱交換器を冷却し、この後
加熱器にて除湿機の吸着剤を再生し得る温度まで加熱さ
れ、この後除湿機に送られ、除湿機の吸着剤を再生して
外部に放出される。なお、前記蒸発冷却器は特に寒冷地
などにおいては設置されないこともある。
ない除湿冷房装置としてオープンサイクル式吸着除湿冷
房装置が知られている。また、水素等のクリーンな燃料
を用いた発電装置として燃料電池が知られている。オー
プンサイクル式吸着除湿冷房装置は、除湿機、顕熱交換
器、蒸発冷却器及び加熱器から基本的に構成されてい
る。給気通路に導入された外気は除湿機で水分を除去さ
れ、この水分が除去された空気は顕熱交換器にて熱交換
して冷却され、このある程度冷却された空気は給気側蒸
発冷却器にて更に冷却されて、除湿冷房された給気とし
て室内に供給される。また、排気通路に導入された室内
の暖かくなった還気は排気側蒸発冷却器にて冷却され、
顕熱交換器に送り込まれて顕熱交換器を冷却し、この後
加熱器にて除湿機の吸着剤を再生し得る温度まで加熱さ
れ、この後除湿機に送られ、除湿機の吸着剤を再生して
外部に放出される。なお、前記蒸発冷却器は特に寒冷地
などにおいては設置されないこともある。
【０００３】一方、燃料電池としてはアノードとカソー
ド間でイオンを伝達する電解質の種類によって大別さ
れ、固体酸化物型燃料電池の運転温度は約１０００℃、
溶融炭酸塩型燃料電池の運転温度は約６５０℃、リン酸
型燃料電池の運転温度は約２００℃、固体高分子型燃料
電池の運転温度は約８０℃である。上記の固体高分子型
燃料電池の約８０℃の排熱を利用した空調システムとし
て、特開平１０−３１１５６４号公報に開示されるもの
がある。このシステムは燃料電池のカソードからの排ガ
ス、電池本体及び改質器の排熱を室内空調用の熱交換器
に送り込み、この熱交換器で外気を加熱して暖房を行う
ようにしたものである。また、外気を加熱する代わり
に、図５に示すように、燃料電池１からの排熱を利用し
て上水を熱交換器３１によって加熱して温水を供給する
システムも公知である。
ド間でイオンを伝達する電解質の種類によって大別さ
れ、固体酸化物型燃料電池の運転温度は約１０００℃、
溶融炭酸塩型燃料電池の運転温度は約６５０℃、リン酸
型燃料電池の運転温度は約２００℃、固体高分子型燃料
電池の運転温度は約８０℃である。上記の固体高分子型
燃料電池の約８０℃の排熱を利用した空調システムとし
て、特開平１０−３１１５６４号公報に開示されるもの
がある。このシステムは燃料電池のカソードからの排ガ
ス、電池本体及び改質器の排熱を室内空調用の熱交換器
に送り込み、この熱交換器で外気を加熱して暖房を行う
ようにしたものである。また、外気を加熱する代わり
に、図５に示すように、燃料電池１からの排熱を利用し
て上水を熱交換器３１によって加熱して温水を供給する
システムも公知である。
【０００４】すでに本発明者らはオープンサイクル式吸
着除湿冷房装置であれば、約８０℃の温度で吸着剤を再
生できることに着目して、固体高分子型燃料電池の排熱
を利用して除湿冷房を行う空調システムについて提案し
ている。即ち、係る空調システムは、アノード及びカソ
ードを備えた固体高分子型燃料電池と、吸着剤を用いた
回転型除湿機、回転型顕熱交換器、給気側蒸発冷却器、
排気側蒸発冷却器及び吸着剤再生用の排熱加熱器を備え
たオープンサイクル式吸着除湿冷房装置とを組み合わせ
て構成し、更に前記回転型除湿機の吸着剤を再生するた
めの排熱加熱器の熱源として、固体高分子型燃料電池か
らの排熱（詳しくは、固体高分子型燃料電池の冷却器か
らの排熱、固体高分子型燃料電池のカソードからの排
熱、固体高分子型燃料電池のアノードからの排熱または
固体高分子型燃料電池への原燃料の供給路に設けられる
燃料処理装置からの排熱など）を用いるようにした。排
熱加熱器の熱源として、固体高分子型燃料電池からの約
８０℃の排熱を利用することで、極めて高効率で無駄の
ない空調システムとすることができるものである。
着除湿冷房装置であれば、約８０℃の温度で吸着剤を再
生できることに着目して、固体高分子型燃料電池の排熱
を利用して除湿冷房を行う空調システムについて提案し
ている。即ち、係る空調システムは、アノード及びカソ
ードを備えた固体高分子型燃料電池と、吸着剤を用いた
回転型除湿機、回転型顕熱交換器、給気側蒸発冷却器、
排気側蒸発冷却器及び吸着剤再生用の排熱加熱器を備え
たオープンサイクル式吸着除湿冷房装置とを組み合わせ
て構成し、更に前記回転型除湿機の吸着剤を再生するた
めの排熱加熱器の熱源として、固体高分子型燃料電池か
らの排熱（詳しくは、固体高分子型燃料電池の冷却器か
らの排熱、固体高分子型燃料電池のカソードからの排
熱、固体高分子型燃料電池のアノードからの排熱または
固体高分子型燃料電池への原燃料の供給路に設けられる
燃料処理装置からの排熱など）を用いるようにした。排
熱加熱器の熱源として、固体高分子型燃料電池からの約
８０℃の排熱を利用することで、極めて高効率で無駄の
ない空調システムとすることができるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術においては、固体高分子型燃料電池の運転時の
排熱がほぼ８０℃、排熱流量もほぼ一定となるため、除
湿冷房性能の制御が困難であるという問題点があった。
これは固体高分子型燃料電池が電力供給と熱供給を安定
的に行うことを主目的とする熱電併給設備であるため
に、除湿冷房性能の制御のために運転条件を変更して発
電量を変化させることが設備運用上困難であることによ
る。本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、固
体高分子型燃料電池の運転条件を変更することなく、除
湿冷房性能を制御できる空調システムを提供することを
目的とする。
従来技術においては、固体高分子型燃料電池の運転時の
排熱がほぼ８０℃、排熱流量もほぼ一定となるため、除
湿冷房性能の制御が困難であるという問題点があった。
これは固体高分子型燃料電池が電力供給と熱供給を安定
的に行うことを主目的とする熱電併給設備であるため
に、除湿冷房性能の制御のために運転条件を変更して発
電量を変化させることが設備運用上困難であることによ
る。本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、固
体高分子型燃料電池の運転条件を変更することなく、除
湿冷房性能を制御できる空調システムを提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の請求項１の空調システムは、アノード及
びカソードを備えた固体高分子型燃料電池と、吸着剤を
用いた除湿機、顕熱交換器及び吸着剤再生用の加熱器を
備えたオープンサイクル式吸着除湿冷房装置と、からな
り、前記加熱器の熱源として前記固体高分子型燃料電池
の排熱を用い、前記除湿機、顕熱交換器、又は加熱器の
少なくともいずれか一つに、流入及び／又は流出する空
気流路の面積を調節可能な流路面積可変手段を有するこ
とを特徴とする。かかる構成により、除湿機、顕熱交換
器、加熱器の有効表面積を変化させることが可能とな
り、室内に供給される給気の温度や湿度を任意に調節す
ることが可能となる。
めに、本発明の請求項１の空調システムは、アノード及
びカソードを備えた固体高分子型燃料電池と、吸着剤を
用いた除湿機、顕熱交換器及び吸着剤再生用の加熱器を
備えたオープンサイクル式吸着除湿冷房装置と、からな
り、前記加熱器の熱源として前記固体高分子型燃料電池
の排熱を用い、前記除湿機、顕熱交換器、又は加熱器の
少なくともいずれか一つに、流入及び／又は流出する空
気流路の面積を調節可能な流路面積可変手段を有するこ
とを特徴とする。かかる構成により、除湿機、顕熱交換
器、加熱器の有効表面積を変化させることが可能とな
り、室内に供給される給気の温度や湿度を任意に調節す
ることが可能となる。
【０００７】本発明の請求項２の空調システムは、前記
流路面積可変手段は、温度センサー及び／又は湿度セン
サーに接続されたコントローラを備えることを特徴とす
る。室内または外気に触れる場所や、前記除湿機、顕熱
交換器、加熱器等の流入口及び／又は流出口近傍に温度
センサーや湿度センサーを設置し、これによって感知し
た温度または湿度に基づいて、流路面積可変手段を操作
し、室内に供給される給気の温度や湿度を任意に制御す
ることが可能となる。
流路面積可変手段は、温度センサー及び／又は湿度セン
サーに接続されたコントローラを備えることを特徴とす
る。室内または外気に触れる場所や、前記除湿機、顕熱
交換器、加熱器等の流入口及び／又は流出口近傍に温度
センサーや湿度センサーを設置し、これによって感知し
た温度または湿度に基づいて、流路面積可変手段を操作
し、室内に供給される給気の温度や湿度を任意に制御す
ることが可能となる。
【０００８】本発明の請求項３による空調システムは、
前記オープンサイクル式吸着除湿冷房装置は蒸発冷却器
を有することを特徴とする。かかる構成により、更に冷
房能力を高めることが可能となる。
前記オープンサイクル式吸着除湿冷房装置は蒸発冷却器
を有することを特徴とする。かかる構成により、更に冷
房能力を高めることが可能となる。
【０００９】本発明の請求項４による空調システムは、
前記蒸発冷却器に流路面積可変手段を有することを特徴
とする。かかる構成により、蒸発冷却器の冷却能力を制
御することが可能となる。なおここで、流路面積可変手
段とは、除湿機、顕熱交換器、加熱器および蒸発冷却器
の有効表面積を変化させるために設けられた手段全般を
指すものである。従って本発明においては、流路面積可
変手段が、オープンサイクル式吸着除湿冷房装置を構成
する除湿機、顕熱交換器、加熱器および蒸発冷却器に設
置された場合と、給気通路、排気通路に設置された場合
と、のいずれの場合も同様の機能をなし得るものとす
る。
前記蒸発冷却器に流路面積可変手段を有することを特徴
とする。かかる構成により、蒸発冷却器の冷却能力を制
御することが可能となる。なおここで、流路面積可変手
段とは、除湿機、顕熱交換器、加熱器および蒸発冷却器
の有効表面積を変化させるために設けられた手段全般を
指すものである。従って本発明においては、流路面積可
変手段が、オープンサイクル式吸着除湿冷房装置を構成
する除湿機、顕熱交換器、加熱器および蒸発冷却器に設
置された場合と、給気通路、排気通路に設置された場合
と、のいずれの場合も同様の機能をなし得るものとす
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る空調システム
の全体構成図であり、本発明に係る空調システムは固体
高分子型燃料電池１とオープンサイクル式吸着除湿冷房
装置１１とを組み合わせて構成される。固体高分子型燃
料電池１は、アノード（燃料極、負極）、カソード（空
気極、正極）、水素イオン（Ｈ+）は通すが電子は通さ
ない高分子膜及び冷却器から主要部が構成されている。
なお、図１では固体高分子型燃料電池１の内部構成は示
していない。アノードに供給される燃料としては、純水
素ガスまたは水素リッチな燃料ガスが用いられる。一般
的には、都市ガス、プロパンガス、ガソリン、メタノー
ルなどの原燃料を燃料処理装置２によって変換すること
によって得られる水素リッチガスが用いられる。
に基づいて説明する。図１は本発明に係る空調システム
の全体構成図であり、本発明に係る空調システムは固体
高分子型燃料電池１とオープンサイクル式吸着除湿冷房
装置１１とを組み合わせて構成される。固体高分子型燃
料電池１は、アノード（燃料極、負極）、カソード（空
気極、正極）、水素イオン（Ｈ+）は通すが電子は通さ
ない高分子膜及び冷却器から主要部が構成されている。
なお、図１では固体高分子型燃料電池１の内部構成は示
していない。アノードに供給される燃料としては、純水
素ガスまたは水素リッチな燃料ガスが用いられる。一般
的には、都市ガス、プロパンガス、ガソリン、メタノー
ルなどの原燃料を燃料処理装置２によって変換すること
によって得られる水素リッチガスが用いられる。
【００１１】燃料処理装置２は脱硫器、改質器、ＣＯ変
成器、ＣＯ選択酸化器から基本的に構成されており、炭
化水素系の成分からなる原燃料を、水素を主成分とした
一酸化炭素濃度を数ｐｐｍレベルまで低減した燃料ガス
に変換する機能を有するものである。アノードに供給さ
れた水素ガスは高分子膜面で触媒の働きにより、電子
（ｅ-）と水素イオン（Ｈ+）に分れ、水素イオン
（Ｈ+）のみが高分子膜を通ってカソードに至り、電子
（ｅ-）は導体を介してカソードに至り、この間に電気
的な仕事を行う。カソードに到達した水素イオン
（Ｈ+）はカソードに供給された空気中の酸素（Ｏ2）と
反応して水（Ｈ2Ｏ）となり、この水（Ｈ2Ｏ）を含んだ
ガスが排空気としてカソードから排出される。また、ア
ノードに供給された燃料ガスは、発電反応に使用された
後排出されるが、この燃料排ガス中には残留水素を含む
ため燃料処理装置に送られ、改質器などの加熱用の燃料
として使用される。ここで、固体高分子型燃料電池の場
合、冷却器からの排出冷媒、カソードからの排空気、ア
ノードからの燃料排ガスのいずれもその温度は８０℃程
度である。前記冷却器は燃料電池本体の運転温度を適正
温度に維持するために水などの冷媒を循環させて冷却し
ている。
成器、ＣＯ選択酸化器から基本的に構成されており、炭
化水素系の成分からなる原燃料を、水素を主成分とした
一酸化炭素濃度を数ｐｐｍレベルまで低減した燃料ガス
に変換する機能を有するものである。アノードに供給さ
れた水素ガスは高分子膜面で触媒の働きにより、電子
（ｅ-）と水素イオン（Ｈ+）に分れ、水素イオン
（Ｈ+）のみが高分子膜を通ってカソードに至り、電子
（ｅ-）は導体を介してカソードに至り、この間に電気
的な仕事を行う。カソードに到達した水素イオン
（Ｈ+）はカソードに供給された空気中の酸素（Ｏ2）と
反応して水（Ｈ2Ｏ）となり、この水（Ｈ2Ｏ）を含んだ
ガスが排空気としてカソードから排出される。また、ア
ノードに供給された燃料ガスは、発電反応に使用された
後排出されるが、この燃料排ガス中には残留水素を含む
ため燃料処理装置に送られ、改質器などの加熱用の燃料
として使用される。ここで、固体高分子型燃料電池の場
合、冷却器からの排出冷媒、カソードからの排空気、ア
ノードからの燃料排ガスのいずれもその温度は８０℃程
度である。前記冷却器は燃料電池本体の運転温度を適正
温度に維持するために水などの冷媒を循環させて冷却し
ている。
【００１２】一方、オープンサイクル式吸着除湿冷房装
置１１は、回転型除湿機１２、回転型顕熱交換器１３、
給気側蒸発冷却器１４、排気側蒸発冷却器１５及び吸着
剤再生用の排熱加熱器１６を備えており、回転型除湿機
１２及び回転型顕熱交換器１３は、矩形フレーム内でド
ラム状ハニカム構造体が所定速度で回転することで、給
気通路１９と排気通路２０との間を所定時間間隔で往復
するようになっている。回転型除湿機１２はドラム状の
ハニカム構造体から構成され、ハニカム内面にシリカゲ
ルなどの吸着剤が担持されており、ハニカム内面を外気
や還気が通過し吸着剤と接触することにより、除湿や吸
着剤の再生を行うものである。回転型顕熱交換器１３は
ドラム状のハニカム構造体から構成され、ハニカム内面
を外気や還気が通過することによりハニカム構造体と顕
熱交換を行うものである。一般に熱伝導率の高いアルミ
ニウムなどの金属材が用いられる。給気側蒸発冷却器１
４及び排気側蒸発冷却器１５は、例えば直交流型熱交換
器などであり、水などの液体の蒸発熱により気体を冷却
する装置である。排熱加熱器１６は、例えばフィン型熱
交換器、フィンコイル型熱交換器などであり、排熱流体
を用いて気体を加熱する装置である。
置１１は、回転型除湿機１２、回転型顕熱交換器１３、
給気側蒸発冷却器１４、排気側蒸発冷却器１５及び吸着
剤再生用の排熱加熱器１６を備えており、回転型除湿機
１２及び回転型顕熱交換器１３は、矩形フレーム内でド
ラム状ハニカム構造体が所定速度で回転することで、給
気通路１９と排気通路２０との間を所定時間間隔で往復
するようになっている。回転型除湿機１２はドラム状の
ハニカム構造体から構成され、ハニカム内面にシリカゲ
ルなどの吸着剤が担持されており、ハニカム内面を外気
や還気が通過し吸着剤と接触することにより、除湿や吸
着剤の再生を行うものである。回転型顕熱交換器１３は
ドラム状のハニカム構造体から構成され、ハニカム内面
を外気や還気が通過することによりハニカム構造体と顕
熱交換を行うものである。一般に熱伝導率の高いアルミ
ニウムなどの金属材が用いられる。給気側蒸発冷却器１
４及び排気側蒸発冷却器１５は、例えば直交流型熱交換
器などであり、水などの液体の蒸発熱により気体を冷却
する装置である。排熱加熱器１６は、例えばフィン型熱
交換器、フィンコイル型熱交換器などであり、排熱流体
を用いて気体を加熱する装置である。
【００１３】オープンサイクル式吸着除湿冷房装置１１
の給気通路１９に導入された外気は、回転型除湿機１２
のハニカム構造体の表面に設けた吸着剤に接触すること
で水分が除去され、一方水分を吸着した吸着剤は回転型
除湿機１２のハニカム構造体が回転することで排気通路
２０に臨み、この排気通路２０で排熱加熱器１６によっ
て加熱された高温の排気に接触することで水分が離脱し
再生される。回転型除湿機１２で除湿された外気は回転
型顕熱交換器１３のハニカム構造体に接触することで冷
却される。外気を冷却することで暖かくなった回転型顕
熱交換器１３のハニカム構造体は、時間の経過と共に排
気通路２０に臨み、この排気通路２０で排気側蒸発冷却
器１５で冷却された還気に接触し再び温度が下げられ
る。回転型顕熱交換器１３にてある程度温度が低下せし
められた外気は更に給気側蒸発冷却器１４で冷却された
後、室内に給気として送り込まれる。
の給気通路１９に導入された外気は、回転型除湿機１２
のハニカム構造体の表面に設けた吸着剤に接触すること
で水分が除去され、一方水分を吸着した吸着剤は回転型
除湿機１２のハニカム構造体が回転することで排気通路
２０に臨み、この排気通路２０で排熱加熱器１６によっ
て加熱された高温の排気に接触することで水分が離脱し
再生される。回転型除湿機１２で除湿された外気は回転
型顕熱交換器１３のハニカム構造体に接触することで冷
却される。外気を冷却することで暖かくなった回転型顕
熱交換器１３のハニカム構造体は、時間の経過と共に排
気通路２０に臨み、この排気通路２０で排気側蒸発冷却
器１５で冷却された還気に接触し再び温度が下げられ
る。回転型顕熱交換器１３にてある程度温度が低下せし
められた外気は更に給気側蒸発冷却器１４で冷却された
後、室内に給気として送り込まれる。
【００１４】一方、室内で暖かくなった還気は排気通路
２０に導入され、前記したように排気側蒸発冷却器１５
で冷却され、回転型顕熱交換器１３のハニカム構造体の
温度を奪い、この後排熱加熱器１６で吸着剤再生可能温
度まで加熱せしめられた後、回転型除湿機１２のハニカ
ム構造体の表面に設けた吸着剤を再生せしめた後、室外
に排気として排出される。ところで、オープンサイクル
式吸着除湿冷房装置の場合、吸着剤再生可能温度は約８
０℃であれば十分である。そこで本発明にあっては、固
体高分子型燃料電池からの排熱（詳しくは、固体高分子
型燃料電池の冷却器からの排熱、固体高分子型燃料電池
のカソードからの排熱、固体高分子型燃料電池のアノー
ドからの排熱または固体高分子型燃料電池への原燃料の
供給路に設けられる燃料処理装置からの排熱など）を蓄
熱装置３を介して排熱加熱器１６に送り込むことで、燃
料電池の排熱を有効利用している。なお、蓄熱装置３の
内部には熱交換器４が設置されて上水を加熱して温水に
して給湯用に使用することができるようになっている。
２０に導入され、前記したように排気側蒸発冷却器１５
で冷却され、回転型顕熱交換器１３のハニカム構造体の
温度を奪い、この後排熱加熱器１６で吸着剤再生可能温
度まで加熱せしめられた後、回転型除湿機１２のハニカ
ム構造体の表面に設けた吸着剤を再生せしめた後、室外
に排気として排出される。ところで、オープンサイクル
式吸着除湿冷房装置の場合、吸着剤再生可能温度は約８
０℃であれば十分である。そこで本発明にあっては、固
体高分子型燃料電池からの排熱（詳しくは、固体高分子
型燃料電池の冷却器からの排熱、固体高分子型燃料電池
のカソードからの排熱、固体高分子型燃料電池のアノー
ドからの排熱または固体高分子型燃料電池への原燃料の
供給路に設けられる燃料処理装置からの排熱など）を蓄
熱装置３を介して排熱加熱器１６に送り込むことで、燃
料電池の排熱を有効利用している。なお、蓄熱装置３の
内部には熱交換器４が設置されて上水を加熱して温水に
して給湯用に使用することができるようになっている。
【００１５】流路面積可変手段１７は、給気通路１９及
び／又は排気通路２０に設置され、回転型除湿機１２、
回転型顕熱交換器１３、給気側蒸発冷却器１４、排気側
蒸発冷却器１５及び排熱加熱器１６の上流側に設置され
る扉状のもので、必要に応じて任意に開閉することがで
きるようになっている。
び／又は排気通路２０に設置され、回転型除湿機１２、
回転型顕熱交換器１３、給気側蒸発冷却器１４、排気側
蒸発冷却器１５及び排熱加熱器１６の上流側に設置され
る扉状のもので、必要に応じて任意に開閉することがで
きるようになっている。
【００１６】次に、図面を用いて流路面積可変手段１７
による除湿冷房性能の制御について説明する。図２は、
本発明に係る流路面積可変手段の一例を示す図であり、
オープンサイクル式吸着除湿冷房装置１１の断面を示
す。矩形フレーム２１の内部に、回転型除湿機１２また
は回転型顕熱交換器１３が設置されている。矩形フレー
ム２１は上下に分割されており、下部給気通路１９、下
部に排気通路２０が形成されている。流路面積可変手段
１７は、シャッター状の扉であって上下方向に伸縮する
ことにより、排気通路２０の開口面積を変化させること
ができるようになっている。なお、流路面積可変手段１
７は、給気通路１９に設置することも可能である。流路
面積可変手段１７によって隠された回転型除湿機１２、
回転型顕熱交換器１３、給気側蒸発冷却器１４、排気側
蒸発冷却器１５または排熱加熱器１６の部分は、吸着剤
による除湿、吸着剤の再生、顕熱交換、蒸発冷却および
加熱などの働きを行わないこととなる。従って、流路面
積可変手段１７を適切な箇所に設置して開閉操作を行う
ことにより、除湿冷房性能を任意に制御することが可能
となる。図示しないが、流路面積可変手段１７を左右方
向に伸縮するような構造とすることも可能である。
による除湿冷房性能の制御について説明する。図２は、
本発明に係る流路面積可変手段の一例を示す図であり、
オープンサイクル式吸着除湿冷房装置１１の断面を示
す。矩形フレーム２１の内部に、回転型除湿機１２また
は回転型顕熱交換器１３が設置されている。矩形フレー
ム２１は上下に分割されており、下部給気通路１９、下
部に排気通路２０が形成されている。流路面積可変手段
１７は、シャッター状の扉であって上下方向に伸縮する
ことにより、排気通路２０の開口面積を変化させること
ができるようになっている。なお、流路面積可変手段１
７は、給気通路１９に設置することも可能である。流路
面積可変手段１７によって隠された回転型除湿機１２、
回転型顕熱交換器１３、給気側蒸発冷却器１４、排気側
蒸発冷却器１５または排熱加熱器１６の部分は、吸着剤
による除湿、吸着剤の再生、顕熱交換、蒸発冷却および
加熱などの働きを行わないこととなる。従って、流路面
積可変手段１７を適切な箇所に設置して開閉操作を行う
ことにより、除湿冷房性能を任意に制御することが可能
となる。図示しないが、流路面積可変手段１７を左右方
向に伸縮するような構造とすることも可能である。
【００１７】図３は、本発明に係る流路面積可変手段の
他の一例を示す図であり、オープンサイクル式吸着除湿
冷房装置１１の断面を示す。矩形フレーム２１は上下に
分割されており、下部給気通路１９、下部に排気通路２
０が形成されている。流路面積可変手段１８は、扇子状
に開閉する扉であって、開閉することにより排気通路２
０に設置された回転型除湿機１２または回転型顕熱交換
器１３の流路面積を変化させることができるようになっ
ている。なお、流路面積可変手段１８は、給気通路１９
に設置することも可能である。流路面積可変手段１８に
よって隠された回転型除湿機１２または回転型顕熱交換
器１３の部分は、吸着剤による除湿、吸着剤の再生及び
顕熱交換などの働きを行わないこととなる。従って、流
路面積可変手段１８を適切な箇所に設置して開閉操作を
行うことにより、除湿冷房性能を任意に制御することが
可能となる。その他図示しないが、ダンパ状の開閉扉、
昇降式の開閉扉などを使用することもできる。
他の一例を示す図であり、オープンサイクル式吸着除湿
冷房装置１１の断面を示す。矩形フレーム２１は上下に
分割されており、下部給気通路１９、下部に排気通路２
０が形成されている。流路面積可変手段１８は、扇子状
に開閉する扉であって、開閉することにより排気通路２
０に設置された回転型除湿機１２または回転型顕熱交換
器１３の流路面積を変化させることができるようになっ
ている。なお、流路面積可変手段１８は、給気通路１９
に設置することも可能である。流路面積可変手段１８に
よって隠された回転型除湿機１２または回転型顕熱交換
器１３の部分は、吸着剤による除湿、吸着剤の再生及び
顕熱交換などの働きを行わないこととなる。従って、流
路面積可変手段１８を適切な箇所に設置して開閉操作を
行うことにより、除湿冷房性能を任意に制御することが
可能となる。その他図示しないが、ダンパ状の開閉扉、
昇降式の開閉扉などを使用することもできる。
【００１８】次に、オープンサイクル式吸着除湿冷房装
置１１を構成する主要機器に流路面積可変手段を設置し
た場合について説明する。回転型除湿機１２の給気通路
に設置した場合は、開方向にすると除湿性能が向上し給
気の湿度が下がり、閉方向にすると給気の湿度が上が
る。回転型顕熱交換器１３の給気通路に設置した場合
は、開方向にすると顕熱交換量が増加することにより給
気の温度が下がり、閉方向にすると給気の温度が上が
る。給気側蒸発冷却器１４に設置した場合は、開方向に
すると冷却量が増加することにより給気の温度が下が
り、閉方向にすると給気の温度が上がる。排気側蒸発冷
却器１５に設置した場合は、開方向にすると冷却量が増
加することにより排気の温度が下がり回転型顕熱交換器
１３をより冷却することが可能となるため給気の温度が
下がる。閉方向にした場合は給気の温度が上がる。回転
型顕熱交換器１３の排気通路に設置した場合は、開方向
にすると顕熱交換量が増加することにより排気の温度が
上がり回転型除湿機１１での吸着剤再生量が増加するた
め給気の湿度が下がり、閉方向にすると給気の湿度が上
がる。
置１１を構成する主要機器に流路面積可変手段を設置し
た場合について説明する。回転型除湿機１２の給気通路
に設置した場合は、開方向にすると除湿性能が向上し給
気の湿度が下がり、閉方向にすると給気の湿度が上が
る。回転型顕熱交換器１３の給気通路に設置した場合
は、開方向にすると顕熱交換量が増加することにより給
気の温度が下がり、閉方向にすると給気の温度が上が
る。給気側蒸発冷却器１４に設置した場合は、開方向に
すると冷却量が増加することにより給気の温度が下が
り、閉方向にすると給気の温度が上がる。排気側蒸発冷
却器１５に設置した場合は、開方向にすると冷却量が増
加することにより排気の温度が下がり回転型顕熱交換器
１３をより冷却することが可能となるため給気の温度が
下がる。閉方向にした場合は給気の温度が上がる。回転
型顕熱交換器１３の排気通路に設置した場合は、開方向
にすると顕熱交換量が増加することにより排気の温度が
上がり回転型除湿機１１での吸着剤再生量が増加するた
め給気の湿度が下がり、閉方向にすると給気の湿度が上
がる。
【００１９】排熱加熱器１６に設置した場合は、開方向
にすると排気の温度が上がり回転型除湿機１１での吸着
剤再生量が増加するため給気の湿度が下がり、閉方向に
すると給気の湿度が上がる。回転型除湿機１２の排気通
路に設置した場合は、開方向にすると吸着剤の再生量が
増加することにより給気の湿度が下がり、閉方向にする
と給気の湿度が上がる。上記の流路可変手段１７または
１８は、必要に応じて単独もしくは複数を組み合わせて
設置することが可能である。設置条件、運転条件などに
よって適切なものを選定することができる。
にすると排気の温度が上がり回転型除湿機１１での吸着
剤再生量が増加するため給気の湿度が下がり、閉方向に
すると給気の湿度が上がる。回転型除湿機１２の排気通
路に設置した場合は、開方向にすると吸着剤の再生量が
増加することにより給気の湿度が下がり、閉方向にする
と給気の湿度が上がる。上記の流路可変手段１７または
１８は、必要に応じて単独もしくは複数を組み合わせて
設置することが可能である。設置条件、運転条件などに
よって適切なものを選定することができる。
【００２０】図４は、温度センサー５、湿度センサー６
およびコントローラ７を用いて流路面積可変手段１７を
操作して給気の制御を行う場合のシステム構成の一例を
示す概略図である。室内および室外に設置された温度セ
ンサー５及び／又は湿度センサー６によって、温度及び
／又は湿度を感知し、例えば湿度が高い場合には、コン
トローラ７を介して流路面積可変手段２１を開方向に操
作して、回転型除湿機１２の除湿性能が向上し給気の湿
度を下げることができる。湿度が低い場合には、流路面
積可変手段２１を閉方向に操作すれば湿度を上げること
ができる。また、温度が高い場合には、コントローラ７
を介して流路面積可変手段２２を開方向に操作すると顕
熱交換量が増加することにより給気の温度が下げること
ができる。温度が低い場合には、閉方向にすると給気の
温度を上げることができる。
およびコントローラ７を用いて流路面積可変手段１７を
操作して給気の制御を行う場合のシステム構成の一例を
示す概略図である。室内および室外に設置された温度セ
ンサー５及び／又は湿度センサー６によって、温度及び
／又は湿度を感知し、例えば湿度が高い場合には、コン
トローラ７を介して流路面積可変手段２１を開方向に操
作して、回転型除湿機１２の除湿性能が向上し給気の湿
度を下げることができる。湿度が低い場合には、流路面
積可変手段２１を閉方向に操作すれば湿度を上げること
ができる。また、温度が高い場合には、コントローラ７
を介して流路面積可変手段２２を開方向に操作すると顕
熱交換量が増加することにより給気の温度が下げること
ができる。温度が低い場合には、閉方向にすると給気の
温度を上げることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の空調シ
ステムによれば、固体高分子型燃料電池からの低温の排
熱を利用してオープンサイクル式吸着除湿冷房装置の吸
着剤を再生することで、高効率で環境に適合した空調シ
ステムを構築することができ、さらに流路面積可変手段
を付加することにより外気の温湿度条件や設置条件、運
転条件などに応じて、室内に供給される給気の温度や湿
度を任意に制御することができる。
ステムによれば、固体高分子型燃料電池からの低温の排
熱を利用してオープンサイクル式吸着除湿冷房装置の吸
着剤を再生することで、高効率で環境に適合した空調シ
ステムを構築することができ、さらに流路面積可変手段
を付加することにより外気の温湿度条件や設置条件、運
転条件などに応じて、室内に供給される給気の温度や湿
度を任意に制御することができる。
【図１】本発明に係る空調システムの全体構成図
【図２】本発明に係る流路面積可変手段の一例を示す図
【図３】本発明に係る流路面積可変手段の他の一例を示
す図
す図
【図４】本発明に係るシステム構成の一例を示す概略図
【図５】燃料電池の排熱を利用した従来のシステムの全
体構成図
体構成図
１ 固体高分子型燃料電池 ２ 燃料処理装置 ３ 蓄熱装置 ４ 熱交換器 ５ 温度センサー ６ 湿度センサー ７ コントローラ １１ オープンサイクル式吸着除湿冷房装置 １２ 回転型除湿機 １３ 顕熱交換器 １４ 給気側蒸発冷却器 １５ 排気側蒸発冷却器 １６ 排熱加熱器 １７、１８ 流路面積可変手段 １９ 給気通路 ２０ 排気通路 ２１、２２ 流路面積可変手段 ３１ 熱交換器
Claims (4)
- 【請求項１】アノード及びカソードを備えた固体高分子
型燃料電池と、吸着剤を用いた除湿機、顕熱交換器及び
吸着剤再生用の加熱器を備えたオープンサイクル式吸着
除湿冷房装置と、からなり、前記加熱器の熱源として前
記固体高分子型燃料電池の排熱を用い、前記除湿機、顕
熱交換器、又は加熱器の少なくともいずれか一つに、流
入及び／又は流出する空気流路の面積を調節可能な流路
面積可変手段を有することを特徴とする空調システム。 - 【請求項２】前記流路面積可変手段は、温度センサー及
び／又は湿度センサーに接続されたコントローラを備え
ることを特徴とする請求項１記載の空調システム。 - 【請求項３】前記オープンサイクル式吸着除湿冷房装置
は蒸発冷却器を有することを特徴とする請求項１、２い
ずれか１つ記載の空調システム。 - 【請求項４】前記蒸発冷却器に流路面積可変手段を有す
ることを特徴とする請求項３記載の空調システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000089808A JP2001272054A (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 空調システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000089808A JP2001272054A (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 空調システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001272054A true JP2001272054A (ja) | 2001-10-05 |
Family
ID=18605512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000089808A Pending JP2001272054A (ja) | 2000-03-28 | 2000-03-28 | 空調システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001272054A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019226091A1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | Munters Europe Aktiebolag | A partition device, an air treatment apparatus and a method performed by a control device, for controlling an air treatment apparatus |
-
2000
- 2000-03-28 JP JP2000089808A patent/JP2001272054A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019226091A1 (en) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | Munters Europe Aktiebolag | A partition device, an air treatment apparatus and a method performed by a control device, for controlling an air treatment apparatus |
| CN112840162A (zh) * | 2018-05-23 | 2021-05-25 | 蒙特欧洲有限公司 | 分隔装置、空气处理设备以及由控制装置执行的用于控制空气处理设备的方法 |
| SE543669C2 (en) * | 2018-05-23 | 2021-05-25 | Munters Europe Ab | A partition device, a desiccant dehumidfier and a method, performed by a control device, for controlling a desiccant dehumidifier |
| JP2021524801A (ja) * | 2018-05-23 | 2021-09-16 | ムンタース ヨーロッパ アクチエボラグ | 仕切りデバイス、空気処理装置、及び制御デバイスによって実施される空気処理装置の制御方法 |
| CN112840162B (zh) * | 2018-05-23 | 2023-02-21 | 蒙特欧洲有限公司 | 分隔装置、空气处理设备以及由控制装置执行的用于控制空气处理设备的方法 |
| JP7334184B2 (ja) | 2018-05-23 | 2023-08-28 | ムンタース ヨーロッパ アクチエボラグ | 仕切りデバイス、空気処理装置、及び制御デバイスによって実施される空気処理装置の制御方法 |
| US11828488B2 (en) | 2018-05-23 | 2023-11-28 | Munters Europe Aktiebolag | Partition device, an air treatment apparatus and a method performed by a control device, for controlling an air treatment apparatus |
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