JP2002349904A - デシカント空調装置 - Google Patents

デシカント空調装置

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JP2002349904A JP2001152684A JP2001152684A JP2002349904A JP 2002349904 A JP2002349904 A JP 2002349904A JP 2001152684 A JP2001152684 A JP 2001152684A JP 2001152684 A JP2001152684 A JP 2001152684A JP 2002349904 A JP2002349904 A JP 2002349904A
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air
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outside air
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Hisashi Fujita
尚志 藤田
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Obayashi Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 除湿された外気を効率よく顕熱ロータと熱交
換することが可能で、エネルギーの有効利用を図れるデ
シカント空調装置の提供。 【解決手段】 デシカント空調装置は、外気を取り込ん
で室内空間に送給する給気経路８と室内空気を屋外に排
出する排気経路１０に跨って除湿ロータ４と顕熱ロータ
６を備えている。除湿ロータ４は、回転しながら給気経
路で外気を除湿し、排気経路１０でヒータ１６により加
熱再生される。顕熱ロータ６は除湿された外気と排気経
路１０の室内空気とを熱交換する。顕熱ロータ６と除湿
ロータ４の回転方向が逆方向になっている。除湿ロータ
４の除湿開始側を通過した温度の高い外気は顕熱ロータ
６の温度の高い熱交換終了側と熱交換され、また除湿ロ
ータ４の除湿終了側を通過した温度の低い外気は顕熱ロ
ータ６の温度の低い熱交換開始側と熱交換され、両者の
温度差が均一化され、効率良く熱交換を行える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、屋外から取り込ま
れた外気を除湿する除湿ロータと、除湿された外気と室
内空間からの室内空気との間を熱交換する顕熱ロータと
を備えたデシカント空調装置に係り、特に顕熱ロータの
熱交換効率を向上させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、大気の温暖化やフロンによるオゾ
ン層破壊等の地球環境の破壊問題がクローズアップされ
ている。このような状況の中、効率的なエネルギーの利
用が求められている。そこで現在、次世代空調システム
としてデシカント空調装置に注目が集まっている。この
デシカント空調装置は、例えばシリカゲルやゼオライト
系といった除湿剤（デシカント）を用いて室内空間に供
給される外気を除湿して空調を行う装置である。主に、
除湿器として、冷房装置に組み合わせて使用されること
が多い。都市ガスや低レベルの排熱を除湿剤の再生用熱
源として利用することが可能であることから、省エネル
ギーに役立つとして期待が高まっている。
【０００３】代表的なデシカント空調装置２の概略的な
構成を図３に示す。このデシカント空調装置２は、屋外
から外気を取り込んで室内空間に送給する給気経路８
と、室内空間から室内空気を取り込んで屋外に排出する
排気経路１０と、これら給気経路８および排気経路１０
の両経路に跨って設けられた除湿ロータ４及び顕熱ロー
タ６とを備えている。給気経路８は、室内空間への給気
口８ｂ付近に設置された給気ファン１２によって外気を
送給する。排気経路１０は、屋外への排気口１０ｂ付近
に設置された排気ファン１４によって室内空気を送給す
る。外気および室内空気は給気経路８および排気経路１
０をそれぞれ逆向きに相対向して流通し、向流するよう
になっている。
【０００４】除湿ロータ４および顕熱ロータ６は駆動モ
ータ等により回転駆動される。除湿ロータ４は給気経路
８の取込口８ａ側に近接して設置され、取り込まれた外
気と回転しながら接触して当該外気に含まれる水分を吸
着除去する。ここで、外気は、水分が除去された分だけ
温度が上昇する。顕熱ロータ６は排気経路１０の取込口
１０ａ側に近接して設置され、回転しながら除湿ロータ
４により除湿された外気と接触し、排気経路１０の取込
口１０ａから取り込まれた室内空気と当該外気との間で
熱交換を行う。詳しくは、排気経路１０側で室内空気か
ら冷熱が回収されて、その冷熱が給気経路８側において
外気に付与される。熱交換された外気は給気口８ｂを通
じて室内空間へと送給される。また、熱回収後、室内空
気は排気経路１０を通って除湿ロータ４に送られる。
【０００５】除湿ロータ４と顕熱ロータ６との間には、
ヒータ１６が介設されている。このヒータ１６は、顕熱
ロータ６から除湿ロータ４へと向かう室内空気を加熱す
るもので、当該室内空気を加熱して除湿ロータ４を加熱
再生する。除湿ロータ４は、加熱された室内空気と接触
し、給気経路８側で吸収した水分が除去されて再生され
る。除湿ロータ４を加熱再生した室内空気は排気口１０
ｂから屋外に排出される。
【０００６】なお、給気経路８の給気口８ｂ付近には、
室内空間へ送給する外気の湿度を調整するための加湿器
（図示外）が設置されることがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このデシカント空調装
置にあっては次のような問題があった。すなわち、この
装置では、給気経路８に取り込まれた外気は、除湿ロー
タ４と接触して除湿され、その後、顕熱ロータ６と接触
して、排気経路１０を流通する室内空気との間で熱交換
されるが、室内空気から回収した熱を外気に十分に伝え
ていなかった。
【０００８】さらに詳しく説明すると、除湿ロータ４
は、図４に示すように、給気経路８と排気経路１０との
間を回転しながら行き来している。排気経路１０では除
湿ロータ４を加熱して再生しているため、排気経路１０
から出てきたばかりの除湿開始側では再生されたばかり
で除湿能力が高いのに対して、排気経路８へと移行しよ
うとしている除湿終了側ではある程度水分を吸収してお
り、除湿能力が除湿開始側に比べ低い状態にある。この
ため、除湿開始側を通過した外気は十分に除湿されて温
度が高くなるのに対し、除湿終了側を通過した外気は除
湿開始側に比べてあまり除湿されず、温度もそれほど上
昇しない。つまり、除湿開始側を通過した外気と除湿終
了側を通過した外気とで温度差が生じることになる。
【０００９】一方、顕熱ロータ６は、給気経路８と排気
経路１０との間を回転しながら行き来しており、排気経
路１０で室内空気から冷熱を回収し、この冷熱を給気経
路８で外気に与えるようになっている。このため、給気
経路８に出てきたばかりの熱交換開始側では温度が低い
のに対して、これから排気経路１０へと移行しようとし
ている熱交換終了側では最も温度が高い状態になる。
【００１０】除湿ロータ４と顕熱ロータ６とは共に同じ
方向に回転しているため、除湿ロータ４の除湿開始側を
通過して十分に除湿された温度の高い外気は、顕熱ロー
タ６の温度の低い熱交換開始側と接触する。また、除湿
ロータ４の除湿終了側を通過してあまり除湿されていな
い温度の低い外気は、顕熱ロータ６の温度の高い熱交換
終了側と接触する。除湿ロータ４の除湿終了側を通過し
た外気と顕熱ロータ６の熱交換終了側との温度差は除湿
開始側と熱交換開始側との温度差に比べて非常に小さく
なり、この部分で熱交換効率が低下した。
【００１１】また、このような問題点は排気経路１０で
も同様に生じていた。すなわち、顕熱ロータ６でも熱回
収開始側と熱回収終了側との間に温度差があり、熱回収
開始側を通過した室内空気は十分に熱回収されて温度が
高いのに対し、熱回収終了側を通過した室内空気はあま
り熱回収されず、温度が低くなる。即ち、顕熱ロータ６
を通過した室内空気に温度差が生じていた。顕熱ロータ
６から除湿ロータ４へと向かう途中、室内空気は再生用
ヒータ１６により加熱されるが、温度差の影響はそのま
ま残り、温度の高い空気が除湿ロータ４の再生開始側と
接触し、また温度の低い空気は除湿ロータ４の再生終了
側と接触し、除湿ロータ４の加熱再生効率の低下を招い
ていた。
【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、除湿された外気を効率よ
く顕熱ロータと熱交換することが可能で、熱エネルギー
の有効利用が図れるようなデシカント空調装置を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明に係るデシカント空調装置にあっては、
屋外から外気を取り込んで室内空間に送給する給気経路
と、室内空間から室内空気を取り込んで屋外に排出する
排気経路と、これら給気経路および排気経路の両経路に
跨って設けられ、回転しながら前記給気経路を流通する
外気と接触してこれを除湿する除湿ロータと、これら給
気経路および排気経路に跨って設けられ、回転しながら
除湿された前記外気と接触するとともに、前記排気経路
を流通する室内空気とも回転しながら接触して前記外気
と前記室内空気との間で熱交換をする顕熱ロータと、前
記排気経路に設置され、前記顕熱ロータから前記除湿ロ
ータへと向かう室内空気を加熱して前記除湿ロータを再
生する再生用ヒータとを備えたデシカント空調装置にお
いて、前記除湿ロータの回転方向と前記顕熱ロータの回
転方向とを相互に逆方向にしたことを特徴とする（請求
項１）。
【００１４】この装置にあっては、除湿ロータと顕熱ロ
ータの回転方向が相互に逆方向であるため、除湿ロータ
の除湿開始側を通過した温度の高い外気は、顕熱ロータ
の温度の高い熱交換終了側の部分と熱交換し、また除湿
ロータの除湿終了側を通過した温度の低い外気は、顕熱
ロータの温度の低い熱交換開始側と熱交換することにな
る。このため、除湿された外気と顕熱ロータとの温度差
が均一化され、熱交換を効率よく行うことができる。こ
れにより、排気経路を流通する室内空気から回収した熱
を除湿された外気に効率よく伝達することができ、顕熱
ロータの熱交換効率の向上を図ることができる。
【００１５】また、排気経路においても温度差問題が解
消され、顕熱ロータにより十分に熱回収されて温度の高
い室内空気は除湿ロータの再生終了側と接触し、また顕
熱ロータによりあまり熱回収されず温度の低い室内空気
は除湿ロータの再生開始側と接触し、除湿ロータの加熱
再生効率が向上する。
【００１６】また、このデシカント空調装置にあって
は、前記除湿ロータと前記顕熱ロータとを相互に近接さ
せたことを特徴とする（請求項２）。このように除湿ロ
ータと顕熱ロータとを相互に近接させて除湿ロータと顕
熱ロータの距離を狭めれば、両者の間の空間部におい
て、除湿ロータの除湿開始側を通過した温度の高い外気
と除湿ロータの除湿終了側を通過した温度の低い外気と
が混合されるのを抑制することができ、これにより除湿
ロータを通過した外気に生じる温度差を有効利用するこ
とができる。
【００１７】さらに前記除湿ロータと前記顕熱ロータと
の間の空間部に両者間にわたって当該空間部を前記除湿
ロータまたは前記顕熱ロータの回転方向に沿って仕切る
仕切材を介設したことを特徴とする（請求項３）。除湿
ロータと顕熱ロータとの間にこのような仕切材を介設す
れば、除湿ロータの除湿開始側を通過した温度の高い外
気と除湿ロータの除湿終了側を通過した温度の低い外気
とをそれぞれ分けたまま顕熱ロータに送り込むことがで
き、これにより除湿ロータを通過した外気に生じる温度
差を有効利用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係るデシカント空
調装置の実施の形態について添付図面を用いて説明す
る。
【００１９】本発明に係るデシカント空調装置は、従来
例と同様、図３に示すように屋外から外気を取り込んで
室内空間に送給する給気経路８と、室内空間から取り込
まれた室内空気を屋外に排出する排気経路１０と、これ
ら給気経路８及び排気経路１０に跨って配置されて回転
駆動される除湿ロータ４および顕熱ロータ６とを備え
る。また、除湿ロータ４と顕熱ロータ６との間に、排気
経路１０中を顕熱ロータ６から除湿ロータ４に向かって
流れる室内空気を加熱して除湿ロータ４を再生する再生
用ヒータ１６を備えている。除湿ロータ４は、回転しな
がら外気取込口８ａから取り込まれた外気と接触して当
該外気に含まれる水分を吸着除去する。顕熱ロータ６
は、給気経路８で除湿ロータ４により除湿された外気と
接触するとともに、排気経路１０でそこに取り込まれた
室内空気と接触し、回転しながら室内空気との間で熱回
収（冷熱）を行う。再生用ヒータ１６は、排気経路１０
を流通する室内空気と接触してこれを加熱する。加熱さ
れた室内空気は除湿ロータ４と接触し、除湿ロータ４を
加熱再生する。なお、給気経路８の給気口８ｂ付近に
は、室内空間へ送給する外気の湿度を調整するための加
湿器（図示外）が設置されることがある。
【００２０】本発明では、除湿ロータ４の回転方向と顕
熱ロータ６の回転方向とが相反する方向になっている。
図１は本発明に係るデシカント空調装置の除湿ロータと
顕熱ロータとが相反する方向に回転しているときの様子
を示したものである。
【００２１】この図に示すように顕熱ロータ６は、従来
と同様、排気経路１０から給気経路８へと出てきたばか
りの部分、即ち熱交換開始側では、排気経路１０を流通
する室内空気から冷熱を回収したばかりで温度が低い。
その位置から給気経路８内を徐々に回転しながら、排気
経路１０で室内空気から回収した冷熱を、給気経路８を
流通する外気に対して供与する。このため顕熱ロータ６
は回転とともに徐々に温度が上昇することとなる。最終
的に給気経路８から排気経路１０へと入り込む直前の熱
交換終了側では、室内空気から回収した冷熱が奪われ、
温度が高くなる。
【００２２】他方、除湿ロータ４は、排気経路１０から
給気経路８へと出てきたばかりの部分、即ち除湿開始側
では、加熱再生されたばかりで温度が高いのに対し、当
該除湿ロータ４を通過する外気を除湿するに従って徐々
に温度が低下し、給気経路８から排気経路１０へと入り
込む直前の除湿終了側では最も温度が低い。
【００２３】本実施形態では、除湿ロータ４と顕熱ロー
タ６の回転方向が相反する方向であるため、除湿ロータ
４で除湿された外気と顕熱ロータ６との熱交換効率が高
い。その理由について詳しく説明する。すなわち、ここ
では、除湿ロータ４の高温の除湿開始側と顕熱ロータ６
の高温の熱交換終了側とが対向し、また除湿ロータ４の
低温の除湿終了側と顕熱ロータ６の低温の熱交換開始側
とが対向している。除湿ロータ４の除湿開始側を通過し
た高温の空気は、顕熱ロータ６の高温の熱交換終了側と
接触し、また除湿ロータ４の除湿終了側を通過した低温
の空気は、顕熱ロータ６の低温の熱交換開始側と接触す
る。このため、顕熱ロータ６と除湿された外気との間の
温度差が均一化され、効率の良い熱交換を行うことがで
きる。
【００２４】排気経路側でも、顕熱ロータ６の熱回収開
始側を通過して十分に冷熱が吸収された高温の空気が除
湿ロータ４の再生終了側と接触し、また顕熱ロータ６の
熱回収終了側を通過してあまり冷熱が吸収されず低温な
空気が除湿ロータ４の再生開始側と接触し、除湿ロータ
４の再生効率を向上させることができる。
【００２５】さらに、除湿ロータ４と顕熱ロータ６の両
者を相互に近接させて両者の間隔を狭くする。このよう
に両者間の距離を短くすることで、除湿ロータ４の除湿
開始側を通過した温度の高い外気と除湿ロータ４の除湿
終了側を通過した温度の低い外気とが混合されるのを抑
制することができ、これによって除湿ロータ４を通過し
た外気に生じる温度差を有効利用することができる。除
湿ロータ４と顕熱ロータ６の間隔は狭ければ狭いほど好
ましい。
【００２６】以上このデシカント空調装置にあっては、
除湿ロータ４の除湿開始側を通過した温度の高い外気
は、顕熱ロータ６の温度の高い熱交換終了側の部分と熱
交換し、また除湿ロータ４の除湿終了側を通過した温度
の低い外気は、顕熱ロータ６の温度の低い熱交換開始側
と熱交換することになる。このため、除湿された外気と
顕熱ロータ６との温度差が均一化され、熱交換を効率よ
く行うことができる。これにより、排気経路１０を流通
する室内空気から回収した熱を除湿された外気に効率よ
く伝達することができ、顕熱ロータ６の熱交換効率の向
上を図ることができる。
【００２７】また、除湿ロータ４と顕熱ロータ６とを相
互に近接させることで、除湿ロータ４と顕熱ロータ６の
距離を狭めることができ、これによって両者の間の空間
部において、除湿ロータ４の除湿開始側を通過した温度
の高い外気と除湿ロータ４の除湿終了側を通過した温度
の低い外気とが混合されるのを抑制することができる。
除湿ロータ４を通過した外気に生じる温度差を有効利用
することができる。
【００２８】さらに除湿ロータ４の除湿開始側を通過し
た温度の高い外気と除湿ロータ４の除湿終了側を通過し
た温度の低い外気との混合を確実に阻止するために、図
２に示すように、除湿ロータ４と顕熱ロータ６との間の
空間部に仕切材２０を介設する。この仕切材２０は、除
湿ロータ４と顕熱ロータ６との間の空間部に両者間にわ
たって、除湿ロータ４と顕熱ロータ６の回転方向に沿っ
て前記空間部を仕切るべく配置されたものである。本実
施形態では、仕切材２０は、除湿ロータ４及び顕熱ロー
タ６の中心部を中心に放射状に複数枚配置されている。
【００２９】このような仕切材２０が除湿ロータ４と顕
熱ロータ６の間の空間部に介設されていることで、除湿
ロータ４の除湿開始側を通過した温度の高い外気と、除
湿ロータ４の除湿終了側を通過した温度の低い外気と
は、仕切材２０により区切られた空間部をそれぞれ別々
に流通し、両者が交わり混合されるのを回避することが
できる。除湿ロータ４の温度分布の状況をそのまま顕熱
ロータ６に伝達することができ、より良好な熱交換を行
える。
【００３０】なお、本実施の形態では、除湿ロータ４が
上側半分と下側半分とに区分され、上側半分の領域が除
湿側に、下側半分の領域が再生側になっていたが、本発
明にあっては必ずしもこのように区分されている必要は
なく、また除湿側の領域の面積と再生側の領域の面積と
が必ずしも等しい必要はない。
【００３１】また、本発明にあっては、除湿ロータ４お
よび顕熱ロータ６の回転速度については必ずしも一致し
ている必要はなく、どちらか一方の回転速度が速く、他
方が遅い場合であってもかまわない。
【００３２】
【発明の効果】本発明に係るデシカント空調装置によれ
ば、除湿ロータと顕熱ロータの回転方向が相互に逆方向
であるため、除湿ロータの除湿開始側を通過した温度の
高い外気は、顕熱ロータの温度の高い熱交換終了側の部
分と熱交換し、また除湿ロータの除湿終了側を通過した
温度の低い外気は、顕熱ロータの温度の低い熱交換開始
側と熱交換することになる。このため、除湿された外気
と顕熱ロータとの温度差が均一化されて熱交換を効率よ
く行うことができる。これにより、排気経路を流通する
室内空気から回収した熱を除湿された外気に効率よく伝
達することができ、顕熱ロータの熱交換効率の向上を図
ることができる（請求項１）。
【００３３】また、このデシカント空調装置にあって
は、前記除湿ロータと前記顕熱ロータとを相互に近接さ
せたことを特徴とする。このように除湿ロータと顕熱ロ
ータとを相互に近接させて除湿ロータと顕熱ロータの距
離を狭めれば、両者の間の空間部において、除湿ロータ
の除湿開始側を通過した温度の高い外気と除湿ロータの
除湿終了側を通過した温度の低い外気とが混合されるの
を抑制することができ、これにより除湿ロータを通過し
た外気に生じる温度差を有効利用することができる（請
求項２）。
【００３４】さらに前記除湿ロータと前記顕熱ロータと
の間の空間部に、これら除湿ロータと顕熱ロータの間に
わたって前記空間部を前記除湿ロータおよび前記顕熱ロ
ータの回転方向に沿って仕切る仕切材を介設したことを
特徴とする。除湿ロータと顕熱ロータとの間にこのよう
な仕切材を介設すれば、除湿ロータの除湿開始側を通過
した温度の高い外気と除湿ロータの除湿終了側を通過し
た温度の低い外気とをそれぞれ分けたまま顕熱ロータに
送り込むことができ、これにより除湿ロータを通過した
外気に生じる温度差を有効利用することができる（請求
項３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデシカント空調装置の顕熱ロータ
と除湿ロータの動作状況の一実施形態を概略的に説明す
るための概略説明図である。
【図２】本発明に係るデシカント空調装置の他の実施形
態を示した概略図である。
【図３】従来の代表的なデシカント空調装置の構成を概
略的に示した概略構成図である。
【図４】従来のデシカント空調装置の問題点を説明した
図である。
【符号の説明】
２ デシカント空調装置 ４ 除湿ロータ ６ 顕熱ロータ ８ 給気経路 １０ 排気経路 １２ 給気ファン １４ 排気ファン １６ 再生用ヒータ ２０ 仕切材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 屋外から外気を取り込んで室内空間に送
    給する給気経路と、室内空間から室内空気を取り込んで
    屋外に排出する排気経路と、これら給気経路および排気
    経路の両経路に跨って設けられ、回転しながら前記給気
    経路を流通する外気と接触してこれを除湿する除湿ロー
    タと、これら給気経路および排気経路に跨って設けら
    れ、回転しながら除湿された前記外気と接触するととも
    に、前記排気経路を流通する室内空気とも回転しながら
    接触して前記外気と前記室内空気との間で熱交換をする
    顕熱ロータと、前記排気経路に設置され、前記顕熱ロー
    タから前記除湿ロータへと向かう室内空気を加熱して前
    記除湿ロータを再生する再生用ヒータとを備えたデシカ
    ント空調装置において、 前記除湿ロータの回転方向と前記顕熱ロータの回転方向
    が相反する方向であることを特徴とするデシカント空調
    装置。
  2. 【請求項２】 前記除湿ロータと前記顕熱ロータとを相
    互に近接させたことを特徴とする請求項１に記載のデシ
    カント空調装置。
  3. 【請求項３】 前記除湿ロータと前記顕熱ロータとの間
    の空間部に両者間にわたって当該空間部を前記除湿ロー
    タまたは前記顕熱ロータの回転方向に沿って仕切る仕切
    材を介設したことを特徴とする請求項１または２に記載
    のデシカント空調装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2020044493A (ja) * 2018-09-18 2020-03-26 ダイキン工業株式会社 吸着再生装置

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