JP2003014252A - 除湿空調装置 - Google Patents

除湿空調装置

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JP2003014252A JP2001196975A JP2001196975A JP2003014252A JP 2003014252 A JP2003014252 A JP 2003014252A JP 2001196975 A JP2001196975 A JP 2001196975A JP 2001196975 A JP2001196975 A JP 2001196975A JP 2003014252 A JP2003014252 A JP 2003014252A
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dehumidifying
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Akio Kodama
昭雄 児玉
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Seibu Giken Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】除湿能力の高い除湿装置を提供しようとするも
のである。 【解決手段】吸着流路２と冷却流路３とを有し、吸着流
路３には湿気吸着剤６を有する吸着素子１０１，２０１
を設け、外気の除湿工程においては吸着素子１０１の
吸着流路２に外気を流しながら吸着素子１０１の冷却流
路３に室内還気を流すことによって吸着熱を奪いながら
吸着作用を行わせ、湿気吸着剤の脱着工程においては吸
着素子２０１の冷却流路３に高温の脱着空気を流すよう
にするとともに、複数の吸着素子１０１，２０１が交互
に除湿工程と脱着工程になるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、除湿を行うことに
よって快適な空気を供給する除湿空調装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】空調装置は主に冷凍式と吸収式及び吸着
式とが普及しており、近年では吸収式あるいは吸着式の
中ではシリカゲルを担持したハニカムローターを有する
乾式のものが価格が安価でありメンテナンスが容易であ
るなどの理由によって普及している。
【０００３】しかしながら、ハニカムローターを用いた
乾式の空調装置は除湿すべき被処理空気の湿気がシリカ
ゲル等の吸着剤に吸着される際に吸着熱を発生する。す
ると被処理空気の温度が上がり、これに伴い被処理空気
の相対湿度が低下するため、除湿性能を上げるためには
被処理空気を前もって冷却する必要があった。
【０００４】このような問題点に着目して例えば特許出
願公開昭和６２年第６８５２０号公報に開示されたよう
な技術が開発された。すなわち、ハニカムローターに顕
熱交換機能を持たせ、吸着熱を空気によって冷却除去し
ながら吸着を行うようにしたものである。
【０００５】このような技術をより改良し吸着熱を取り
ながら吸着を行う技術として出願人自信が特開２００１
−６２２４２号公報に開示された技術を出願した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
は除湿装置としての技術開示があるが、除湿冷房装置と
しての応用について開示が見られない。
【０００７】本発明は以上のような問題点に着目し、吸
着熱を除去しながら乾燥空気を供給することによって極
めて除湿能力の高く、製品空気の温度の低い除湿冷房装
置を提供しようとするものである。
【０００８】
【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、複数の流路を有し、その一方の内
面は湿気吸着剤を有する吸着素子を複数設け、被処理空
気の除湿工程においては吸着素子の一方の流路に被処理
空気を流しながら吸着素子の他方の流路に冷却空気を流
すことによって吸着熱を奪いながら吸着作用を行わせ、
湿気吸着剤の脱着工程においては吸着素子の他方の流路
に高温の脱着空気を流すようにするとともに、複数の吸
着素子が交互に除湿工程と脱着工程になるようにした。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、複数の流路が互いに分離されるとともに相互に熱伝
導可能な吸着素子を複数有し、複数の吸着素子それぞれ
の一方の流路内面は湿気吸着剤を有し、被処理空気の除
湿工程においては吸着素子の一方の流路に被処理空気を
流しながら吸着素子の他方の流路に冷却空気を流すよう
にし、湿気吸着剤の脱着工程においては吸着素子の他方
の流路に高温の脱着空気を流すようにするとともに、複
数の吸着素子が交互に除湿工程と脱着工程になるように
することによって、処理空気の除湿工程において吸着熱
を除去しながら湿気を吸着するという作用を有する。
【００１０】
【実施例】以下本発明の除湿空調装置の実施例について
図に沿って詳細に説明する。図１は本発明の除湿空調装
置の実施例１を示すフロー図であり、図２は本発明の除
湿空調装置に用いられる湿気吸着素子の斜視図である。
【００１１】図２において１は直交流型の湿気吸着素子
であり、被処理空気の通過する吸着流路２と冷却空気の
通過する冷却流路３とを有している。つまり、平面状シ
ート４と波状シート５とが重ねられ、交互に９０度ずつ
ずらした状態で積層されている。
【００１２】そして吸着流路２内部にはシリカゲルやイ
オン交換樹脂あるいは親水性ゼオライト等の湿気吸着剤
６が担持されている。また冷却流路３内部には湿気吸着
剤は担持されていない。
【００１３】図１において、外気を第１湿気吸着素子
１０１の吸着流路１０２に通すように配管及びブロア
（図示せず）を設ける。第１湿気吸着素子１０１の吸着
流路１０２を通過した乾燥空気を加湿冷却器７に通し
て冷却し、製品空気として部屋８に供給するようにす
る。
【００１４】また部屋８の空気は還気として加湿冷却
器９に通し、第１湿気吸着素子１０１の冷却流路１０３
に通すようにする。ここで加湿冷却器７，９は水の気化
熱で空気を冷却するものであり、例えば空気中に水を噴
霧するものである。
【００１５】第１湿気吸着素子１０１の冷却流路１０３
を通過した空気を加熱器１０に通し、第２湿気吸着素子
２０１の吸着流路２０２に通すようにしたする。ここで
第１湿気吸着素子１０１及び第２湿気吸着素子２０１は
図２を使って説明した湿気吸着素子１と同じものであ
る。さらに、図２のフローにおいて所定時間が経過した
ら、第１湿気吸着素子１０１及び第２湿気吸着素子２０
１は入れ替わるように構成されている。
【００１６】このように構成された本発明の除湿空調装
置の実施例１の動作について以下説明する。先ず外気
を吸着流路１０２に流すと、外気に含まれる湿気は吸
着流路１０２内の湿気吸着剤によって吸着され、乾燥空
気となる。この乾燥空気は加湿冷却器７によって水
を噴霧され、温度が下がった製品空気となって部屋８
へ供給される。
【００１７】部屋８内の空気は還気として加湿冷却器
９に入り、温度が低下して冷却空気となって第１湿気
吸着素子１０１の冷却流路１０３に通される。冷却空気
はこの冷却流路１０３内で吸着流路１０２の熱と顕熱
交換を行う。つまり冷却空気は吸着流路１０２内で発
生する吸着熱を奪うとともに、冷却空気の温度が上昇
する。
【００１８】吸着流路１０２内部で発生する吸着熱はこ
のようにして冷却空気によって奪われるため、吸着剤
６による吸着が促進され、乾燥空気の湿度は極めて低
くなる。冷却流路１０３を通過した冷却空気は温度が
上がり、中温空気となって加熱器１０に入る。中温空
気は加熱器１０で加熱され、高温空気となって第２
湿気吸着素子２０１の吸着流路２０２に入る。
【００１９】吸着流路２０２内で高温空気によって湿
気を吸着した湿気吸着剤６は脱着される。吸着流路２０
２を出た空気は脱着された湿気によって高湿空気とな
って大気に放出される。
【００２０】この動作を所定時間維持すると、吸着流路
１０２内の湿気吸着剤６の容量一杯に水分が吸着され、
それ以上の除湿効果が得られなくなる。そこで第１湿気
吸着素子１０１と第２湿気吸着素子２０１とが入れ替わ
るように配管を切り替える。
【００２１】すると第２湿気吸着素子２０１の吸着剤は
既に脱着されているため、外気に含まれる湿気を十分
に吸着することができ、上記の説明の動作を繰り返す。
【００２２】第１湿気吸着素子１０１と第２湿気吸着素
子２０１とが入れ替わるようにするためには、配管をそ
れぞれの吸着素子に対応させて２組設け、バルブ（図示
せず）によって切り替えるようにする。あるいは、第１
湿気吸着素子１０１と第２湿気吸着素子２０１とを回転
するテーブル（図示せず）に載せ、所定時間おきに第１
湿気吸着素子１０１と第２湿気吸着素子２０１との位置
を入れ替えるようにする。
【００２３】以下、本発明の実施例２を図３に沿って説
明する。この実施例２のものは上記実施例１のものに第
３吸着素子３０１を加えたものである。この第３吸着素
子３０１も第１湿気吸着素子１０１及び第２湿気吸着素
子２０１と同じ構成である。また実施例１の構成部材と
同じものについては同じ番号を付与して重複した説明を
避ける。
【００２４】この実施例２のものは第１湿気吸着素子１
０１の吸着流路１０２が吸着動作を行っている間、外気
が第３吸着素子３０１の冷却流路３０３に通される。
これによって加熱空気で加熱された第３吸着素子３０
１が冷却され、所定時間経過後の吸着に先立って予冷却
される。従って、吸着剤の吸着作用がさらに効果的にな
る。
【００２５】また第１湿気吸着素子１０１、第２湿気吸
着素子２０１及び第３吸着素子３０１は上記実施例１の
ように配管を切り替えるか、あるいは回転テーブルに載
せて所定時間経過するごとに入れ替わるように構成され
ている。
【００２６】以下、本発明の実施例３を図４及び図５に
沿って説明する。この実施例３のものは上記実施例２の
ものに第４吸着素子４０１を加えたものである。この第
４吸着素子４０１も第１湿気吸着素子１０１、第２湿気
吸着素子２０１及び第３吸着素子３０１と同じ構成であ
る。また実施例１あるいは実施例２の構成部材と同じも
のについては同じ番号を付与して重複した説明を避け
る。
【００２７】この実施例３のものは第１湿気吸着素子１
０１の吸着流路１０２が吸着動作を行っている間、外気
が第３吸着素子３０１の冷却流路３０３に通されると
ともに、第３吸着素子３０１の冷却流路３０３を出た空
気が第４吸着素子４０１の冷却流路４０３に通されるよ
うに構成されている。これによって第３吸着素子３０１
の冷却流路３０３を出て温度の上昇した空気が第４吸着
素子４０１の温度を上昇させる。つまり第４吸着素子４
０１は脱着に先立って余熱されることになり、脱着を行
った場合に脱着が促進される。
【００２８】また第１湿気吸着素子１０１、第２湿気吸
着素子２０１、第３吸着素子３０１及び第４吸着素子４
０１は上記実施例１や実施例２のように配管を切り替え
るか、あるいは回転テーブルに載せて所定時間経過する
ごとに入れ替わるように構成されている。
【００２９】以下、実施例１〜３の動作を図５の空気線
図に沿って説明する。先ず外気の温度が３４℃、相対湿
度が４０％であったとする。この空気は第１吸着素子１
０１の吸着流路１０２を通過する際に湿気が吸着され、
湿度が下がるとともに冷却空気によって冷却され、温
度が下がる。
【００３０】つまり吸着流路１０２を出た乾燥空気は
温度２２℃、相対湿度１０％となる。この乾燥空気は
加湿冷却器７で加湿冷却され、温度が１０℃まで下がる
とともに相対湿度８０％になる。しかしこの空気の絶対
湿度は７ｇ／Ｋｇ程度であり、外気の絶対湿度１５ｇ／
Ｋｇより湿気は少ない。従って加湿冷却器７を出た製品
空気は加湿されていても十分に絶対湿度は低く快適な
空気となる。
【００３１】部屋８からの還気は部屋８内の潜熱負荷
及び顕熱負荷によって絶対湿度及び温度とも上昇する。
還気の絶対湿度が１１ｇ／Ｋｇであり、温度が２７℃
であったとすると、加湿冷却器９を通過することによっ
て相対湿度が１００％近くまで上昇し、温度は２０℃程
度まで下がり、冷却空気となる。
【００３２】この温度が下がった冷却空気は、冷却流
路１０３を通過する間に吸着流路１０２と顕熱交換をす
る。吸着流路１０２内では吸着熱が発生しているため、
５７℃程度まで温度が上昇し、中温空気となる。中温
空気は加熱器１０は加熱器１０で加熱され、温度８０
℃高温空気となって第２湿気吸着素子２０１の吸着流
路２０２に入る。
【００３３】第２湿気吸着素子２０１の吸着流路２０２
で吸着剤に吸着された湿気を脱着し、温度が４３℃まで
下がるとともに、絶対湿度が２４ｇ／Ｋｇまで上昇し高
湿空気となって大気に放出される。
【００３４】次に実施例４について図６に沿って説明す
る。上記実施例１〜３のものは所定時間ごとに各湿気吸
着素子が入れ替わる構成になっていたが、この実施例４
のものは湿気吸着素子４０１が環状に形成され連続的に
回転することによって連続的に吸着及び脱着操作が行わ
れるものである。
【００３５】湿気吸着素子４０１は環状であり、その中
心軸を中心にモーター（図示せず）によって回転駆動さ
れる。また湿気吸着素子４０１の軸方向に吸着流路４０
２が形成され、中心から外周に向かう方向に冷却流路４
０３が形成されている。
【００３６】そして仕切り板１１及び１２によって湿気
吸着素子４０１はその回転方向に沿って吸着ゾーン１
３、余熱ゾーン１４、脱着ゾーン１５、冷却ゾーン１６
に分割されている。
【００３７】実施例４のものは以上のように構成され、
以下その動作について説明する。まず外気が吸着ゾー
ン１３で湿気吸着素子４０１の吸着流路４０２を通って
軸方向に貫通する。これによって外気は乾燥空気と
なる。乾燥空気は加湿冷却器７で加湿冷却され、製品
空気となって室内に供給される。
【００３８】室内からの還気は加湿冷却器９によって
冷却され、冷却空気となって冷却空気は冷却ゾーン
１６に入り、冷却流路４０３を通って湿気吸着素子４０
１の内側から外側へ貫通する。冷却空気は冷却流路４
０３を通過する際に吸着流路４０２内で発生する吸着熱
を取り、温度が上昇する。
【００３９】冷却流路４０３を出た空気は中温空気と
なって加熱器１０に入り、加熱空気となる。加熱空気
は脱着ゾーン１５に入り、吸着流路４０２を通過し
て、吸着剤に吸着された湿気を脱着する。吸着流路４０
２を出た空気は多湿空気となって大気に放出される。
【００４０】以上の動作の間、湿気吸着素子４０１は連
続的に回転しており、以上の動作も連続的に行われる。
【００４１】
【発明の効果】本発明の除湿空調装置は上記の如く構成
したので、一方の流路で発生した吸着熱は発生とともに
他方の流路に流れる冷却空気で奪われ、一方の流路の温
度があまり上昇しないため、一方の流路内の吸着剤の性
能を効果的に発揮させることができるものである。この
ため高い吸着性能を発揮することができ、より快適性の
高い空気を供給することができる。
【００４２】さらに本発明の除湿空調装置は第２実施例
のように吸着素子が吸着作用を開始する前に冷却される
ため、吸着作用がさらに強く発揮される。
【００４３】本発明の除湿空調装置の第３実施例のもの
にあっては、吸着素子の脱着前に予熱され、脱着空気の
温度が低くても効果的に脱着されるため、脱着エネルギ
ーを少なくすることができる。さらに予熱空気として脱
着後の除湿素子を冷却した中温の空気を用いることによ
って予熱のエネルギーを必要とせず、より省エネルギー
効果が高くなる。
【００４４】本発明の除湿空調装置の第４実施例のもの
にあっては、環状吸着素子を用い、この吸着素子を回転
させながら吸着・脱着動作を行うため連続的に乾燥空気
の供給を行うことができる。さらに予熱や予冷を行うこ
ともでき、第３実施例のものと同じ効果を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の除湿空調装置のフロー
図。
【図２】本発明の除湿空調装置に用いられる除湿素子を
示す斜視図。
【図３】本発明の第２実施例の除湿空調装置のフロー
図。
【図４】本発明の第３実施例の除湿空調装置のフロー
図。
【図５】本発明の除湿空調装置の動作を示す空気線図。
【図６】本発明の第４実施例の除湿空調装置のフロー
図。
【符号の説明】
１ 湿気吸着素子 ２ 吸着流路 ３ 冷却流路 ４ 平面状シート ５ 波状シート ６ 湿気吸着剤 ７ 加湿冷却器 ８ 部屋 ９ 加湿冷却器 １０ 加熱器 １１、１２ 仕切り板 １３ 吸着ゾーン １４ 予熱ゾーン １５ 脱着ゾーン １６ 冷却ゾーン １０１、２０１、３０１、４０１ 湿気吸着素子 １０２、２０２、３０２、４０２ 吸着流路 １０３、２０３、３０３、４０３ 冷却流路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の流路が互いに分離されるとともに相
    互に熱伝導可能な吸着素子を複数有し、前記複数の吸着
    素子それぞれの一方の流路内面は湿気吸着剤を有し、被
    処理空気の除湿工程においては前記吸着素子の一方の流
    路に被処理空気を流しながら前記吸着素子の他方の流路
    に冷却空気を流すようにし、前記湿気吸着剤の脱着工程
    においては前記吸着素子の他方の流路に高温の脱着空気
    を流すようにするとともに、前記複数の吸着素子が交互
    に除湿工程と脱着工程になるようにした除湿空調装置。
  2. 【請求項２】少なくとも３つの吸着素子を有し、前記吸
    着素子の１つは吸着作用を行う前に他方の流路に冷却空
    気を流して冷却するようにした請求項１に記載の除湿空
    調装置。
  3. 【請求項３】少なくとも４つの吸着素子を有し、前記吸
    着素子の１つは吸着作用を行う前に他方の流路に冷却空
    気を流して冷却するようにするとともに、前記吸着素子
    の他の１つは他方の流路に高温の脱着空気を流す前に他
    方の流路に余熱空気を流すようにした請求項１に記載の
    除湿空調装置。
  4. 【請求項４】複数の流路が互いに分離されるとともに相
    互に熱伝導可能であって一方の流路内に湿気吸着剤を有
    する環状吸着素子を備え、この環状吸着素子を回転させ
    るように構成し、前記環状吸着素子を少なくとも吸着ゾ
    ーンと脱着ゾーンとに分け、前記吸着ゾーンに外気を通
    しながら吸着熱を冷却するようにした除湿空調装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010276217A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Okayama Eco Energy Gijutsu Kenkyusho:Kk 蓄熱式調湿空調システム
JP2011125826A (ja) * 2009-12-21 2011-06-30 Takasago Thermal Eng Co Ltd 除湿装置
JP2017150755A (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 大阪瓦斯株式会社 空調システム

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