JP2003074905A - 除湿空調装置 - Google Patents
除湿空調装置Info
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Abstract
する除湿空調装置を提供しようとするものである。 【解決手段】加熱された空気で脱着される除湿ローター
2と2つの流路の間で熱交換を行う第1直交形顕熱交換
素子4、第2直交形顕熱交換素子13を備えたものであ
り、除湿ローター2によって乾燥し高温になった空気を
第2直交形顕熱交換素子13で大気と熱交換して温度を
下げ、第1直交形顕熱交換素子4の一方の通路5を通し
て温度をさらに下げて室内に供給するようにするととも
に、室内からの空気を第1直交形顕熱交換素子4の他方
の通路9を通し、第1直交形顕熱交換素子4の他方の通
路9に噴霧ノズル8で水を噴霧するようにしたものであ
る。
Description
て乾燥空気を作り、それを冷却して室内に供給するよう
にした除湿空調装置に関するものである。
や、駆動エネルギー源として熱を使うためガスの燃焼熱
や排熱あるいは太陽熱など多種のエネルギーを用いるこ
とができ、よって二酸化炭素の排出を減少することがで
き、夏場の電力ピークを抑制することができるなど、多
くの特徴を有している。
説明する。1はブロアであり、外気OAを除湿ローター
2の吸着ゾーン3へ送る。空気は吸着ゾーン3で湿気を
吸着され吸着熱によって温度が上昇するとともに乾燥空
気となる。ここで除湿ローター2は、ハニカム(蜂の
巣)状に形成された紙にシリカゲルやゼオライトなどの
吸湿剤を担持したものであり、モーター(図示せず)に
よってベルト等(図示せず)を介して回転駆動されるも
のである。
は、直交形顕熱交換素子4の一方の通路5を通過し、こ
れによって乾燥空気の温度が下がる。ここで直交形顕熱
交換素子4は、図3に示すように波状に形成されたアル
ミ箔や合成樹脂フィルムと平面状のアルミ箔や合成樹脂
フィルムを交互にかつ波の方向が交互になるように積層
して構成されたものであり、互いに直交する2つの通路
を有し、それぞれの通路の間で顕熱交換が行われる。ま
たその2つの通路を通過する気体がそれぞれ混合するこ
とはない。8は直交形顕熱交換素子4の他方の通路9内
に水を噴霧するスプレーである。
た乾燥空気は冷却され快適な製品空気SAとなって室内
へ供給される。室内からの戻り空気RAはブロア7によ
って吸引され、直交形顕熱交換素子4の他方の通路9を
通過する。この時、直交形顕熱交換素子4の他方の通路
9内にはスプレー8で水が噴霧され、また製品空気SA
の湿度が低いために室内からの戻り空気RAも湿度が低
く、空気は他方の通路9を通過する間に水の気化熱によ
って冷却される。
換素子4の他方の通路9を通過し、直交形顕熱交換素子
4の一方の通路5を通過する空気の温度を下げ、ブロア
12によって大気へ放出される。
の加熱手段を通過した120〜150℃程度の熱風が送
られる。このチャンバー10に送られる熱風は内燃機関
の排気やバーナーの排気のように燃焼ガスであってもよ
い。ただし、SOxやNOxの濃度が高いと除湿ロータ
ー2のシリカゲルが損傷を受けるので、燃焼温度が低く
かつ天然ガスやJIS規格の灯油のように硫黄分の少な
い燃料を用いるものである必要がある。
ーター2の脱着ゾーン11を通り、除湿ローター2の吸
湿剤に吸着された湿分を脱着し、ブロア7によって排気
EAとして大気へ放出される。
装置は、乾燥空気の冷却手段として、直交形顕熱交換素
子4の他方の通路9に噴霧ノズル8によって水を噴霧
し、この水が直交形顕熱交換素子4の他方の通路9内で
気化することによって一方の通路5内を通過する空気の
温度を下げるようにしていた。
であるが、次の理由によって十分に温度の低下が見られ
ない。つまり日本の夏の外気条件は温度32℃、相対湿
度60%程度もあり、この空気を吸着剤によって乾燥さ
せると吸着剤の吸着熱によって温度が60℃を超えるレ
ベルまで上昇する。
交換素子4で冷却するのであるが、供給空気の温度を2
5℃以下にしないと中々部屋の快適性は得られない。従
って直交形顕熱交換素子4によって35℃も温度を下げ
なければならず、現実的には困難である。例えば、戻り
空気RAの湿球温度が20℃とし、直交形顕熱交換素子
4の交換効率を85%とした場合、製品空気SAの温度
は26℃になり、乾燥空気の温度が十分に低下しないと
いう問題があった。
り、乾燥空気の温度が低く快適性の高い空気を供給する
ことのできる除湿空調装置を提供しようとするものであ
る。
課題を解決するため、加熱手段によって加熱された空気
によって脱着される除湿ローターと2つの流路の間で熱
交換を行う第1顕熱交換素子を備え、除湿ローターによ
って乾燥し高温になった空気を外気で冷却する第2熱交
換素子を有し、第2熱交換素子で温度の上昇した外気を
除湿ローターの脱着に用いるようにしたものである。
は、加熱手段によって加熱された空気によって脱着され
る除湿ローターと2つの流路の間で熱交換を行う第1顕
熱交換素子を備え、除湿ローターによって乾燥した空気
を第1顕熱交換素子の一方の通路を通して室内に供給す
るようにするとともに、室内からの空気を第1顕熱交換
素子の他方の通路を通すようにし、除湿ローターを出た
乾燥空気と外気との間で顕熱交換を行う第2顕熱交換素
子を除湿ローターと第1顕熱交換素子との間に設け、第
2顕熱交換素子を通った外気を除湿ローターの脱着に用
いるようにしたものであり、除湿ローターを通って乾燥
し高温になった空気を外気と顕熱交換して冷却するとい
う作用を有する。
図1に沿って詳細に説明する。ここで、ブロア1、除湿
ローター2、吸着ゾーン3、直交形顕熱交換素子4、一
方の通路5、ブロア7、噴霧ノズル8、他方の通路9、
チャンバー10、脱着ゾーン11、ブロア12について
は従来の除湿空調装置を示す図4に示したものと同一の
ものであり、冗長性を避けるため重複した説明を省略す
る。また実施例では2つの直交形顕熱交換素子を用いて
いるため、区別を明確にするために直交形顕熱交換素子
4を第1直交形顕熱交換素子とする。
素子であり、第1,第2の2つの空気通路を有してい
る。第2直交形顕熱交換素子13の第1空気通路は除湿
ローター2の吸着ゾーン3から第1直交形顕熱交換素子
4に至る空気を通すもので、第2直交形顕熱交換素子1
3の第2空気通路は外気をチャンバー10に通すもので
ある。つまり除湿ローター2の吸着ゾーン3から第1直
交形顕熱交換素子4に至る空気の顕熱とチャンバー10
に向かう外気との間で顕熱交換を行う。
以上のように構成され、以下その動作について説明す
る。
ーナーなどを点火してチャンバー10に熱風を送る。ま
た、水噴霧ノズル8に水を送る。すると外気OAはブロ
ア1に吸引されてブロア1に入り、ブロア1に押し出さ
れて除湿ローター2の吸着ゾーン3に入る。ここで、外
気の湿気が除湿ローター2に吸着され、乾燥空気となる
とともに吸着熱によって温度が60℃程度まで上昇す
る。
交換素子13の第1空気通路を通って、第1直交形顕熱
交換素子4の一方の通路5に入る。温度60℃の乾燥空
気は第2直交形顕熱交換素子13の第1空気通路を通る
間に、温度30℃の外気と熱交換を行い、温度が50℃
まで低下する。
直交形顕熱交換素子4の一方の通路5に入る。乾燥空気
はその顕熱を直交形顕熱交換素子4に与え、さらに温度
が下がる。つまり第1直交形顕熱交換素子4の一方の通
路5を出た乾燥空気は噴霧ノズル8によって噴霧された
水が他方の通路9内で気化する気化熱によって温度が下
がり、温度24.5℃の快適な供給空気SAとなって室
内に供給される。
通過した温度30℃の外気は、温度60℃の乾燥空気と
顕熱交換をすることによって55℃まで温度が上昇しチ
ャンバー10に入る。一方、室内の空気RAは、ブロア
12の吸引によって第1直交形顕熱交換素子4の他方の
通路9に入り、噴霧ノズル8によって水が噴霧される。
子4の他方の通路9を通過する空気によって気化され、
気化熱を奪い排気通路14に入る。そして第1直交形顕
熱交換素子4の一方の通路5と他方の通路9との間は顕
熱交換のみが行われ、両気体の混合はないため、当然一
方の通路5内の空気と他方の通路9内の空気とが混合す
ることもない。従って、第1直交形顕熱交換素子4の一
方の通路5を通過する空気は加湿されることなく冷却さ
れる。
ー2の脱着ゾーン11を通過し、除湿ローター2の持つ
湿分を脱着する。除湿ローター2の脱着ゾーン11を出
た高温多湿空気はブロア7を通過して排気EAとなって
大気に放出される。また排気通路14を通過した多湿空
気も、ブロア12によって大気に放出される。チャンバ
ー10内には上記のように55℃まで温度が上昇した外
気が入るため、熱風を作るためのエネルギーを節約する
ことができる。
エネルギー回収量(E)について計算する。 E=1/3×5500×1.2×(55−30)×1/36
00=15.3kW 以上の式で1/3の意味は吸着ゾーン3を通過する風量
に対して、第2直交形顕熱交換素子13を通る外気の量
が1/3であることを表す。5500は吸着ゾーン3を
通過する風量が5500m3/hであり、1.2は空気
の密度を示し、1/3600は空気の比熱と換算係数を
表す。
が従来のものよりどれだけ下がったか降下温度(T)を
計算する。 従来の製品空気SAの温度=26.0℃ 本案の製品空気SAの温度=50−(50−20)×0.
85=24.5℃ T=26.0−24.5=1.5℃ ここで0.85は直交形顕熱交換素子の熱交換効率を示
す。
(P)を計算する。 P=1.5×5500×1.2×1/3600=2.75
kW
る、気化冷却水の減少量つまり水の節約量(S)につい
て計算する。 S=(60−50)×1×5500×1.2/2428.5
=27.2kg/h (35℃における水の蒸発潜熱:2428.5kJ/kg)
燥空気を第1顕熱交換素子内部で水の気化熱によって冷
却しているため、フロンなどの環境破壊の虞のある物質
を使う必要がない。また第1顕熱交換素子に入る前に第
2顕熱交換素子で外気によって乾燥空気を冷却している
ため、供給空気の冷却効果が高く、快適な空気を供給す
ることができる。
度が低くなるため、第1顕熱交換素子内部で気化する水
の量を少なくでき、水の節減を図ることができる。
上昇した外気を除湿ローターの脱着に用いることができ
るため、エネルギーの無駄が少なく、除湿ローターの脱
着エネルギーが少なくてすむ。
5.3kW増加したことによって、その分だけ除湿ロー
ターから脱着される水分量が増加し、よって除湿ロータ
ーの除湿性能も向上する。
である。
交形顕熱交換素子の斜視図である。
Claims (3)
- 【請求項1】加熱手段によって加熱された空気によって
脱着される除湿ローターと2つの流路の間で熱交換を行
う第1顕熱交換素子を備え、前記除湿ローターによって
乾燥した空気を前記第1顕熱交換素子の一方の通路を通
して室内に供給するようにするとともに、室内からの空
気を前記第1顕熱交換素子の他方の通路を通すように
し、前記除湿ローターを出た乾燥空気と外気との間で顕
熱交換を行う第2顕熱交換素子を前記除湿ローターと前
記第1顕熱交換素子との間に設け、前記第2顕熱交換素
子を通った外気を前記除湿ローターの脱着に用いるよう
にした除湿空調装置。 - 【請求項2】第1顕熱交換素子は直交形顕熱交換素子で
ある請求項1記載の除湿空調装置。 - 【請求項3】第2顕熱交換素子は直交形顕熱交換素子で
ある請求項1記載の除湿空調装置。
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JP4698901B2 JP4698901B2 (ja) | 2011-06-08 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (1)
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WO2015160159A1 (ko) * | 2014-04-18 | 2015-10-22 | 주식회사 경동나비엔 | 제습 냉방 장치 |
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---|---|---|---|---|
JP2001193981A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-17 | Daikin Ind Ltd | 除湿換気装置 |
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JPS4822509B1 (ja) * | 1970-10-26 | 1973-07-06 | ||
JP3161636B2 (ja) * | 1992-09-22 | 2001-04-25 | 株式会社前川製作所 | 吸湿剤を用いた空気冷却装置 |
JP3635295B2 (ja) * | 1997-12-01 | 2005-04-06 | 株式会社西部技研 | 空気調和装置 |
-
2001
- 2001-08-31 JP JP2001263027A patent/JP4698901B2/ja not_active Expired - Fee Related
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KR101573759B1 (ko) | 2014-04-18 | 2015-12-02 | 주식회사 경동나비엔 | 제습 냉방 장치 |
US10502437B2 (en) | 2014-04-18 | 2019-12-10 | Kyungdong Navien Co., Ltd | Dehumidifying and cooling apparatus |
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