JP2003322358A - 除湿空調装置 - Google Patents

除湿空調装置

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JP2003322358A
JP2003322358A JP2002123634A JP2002123634A JP2003322358A JP 2003322358 A JP2003322358 A JP 2003322358A JP 2002123634 A JP2002123634 A JP 2002123634A JP 2002123634 A JP2002123634 A JP 2002123634A JP 2003322358 A JP2003322358 A JP 2003322358A
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air
heat exchanger
dehumidifying
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heat
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Iriki Kin
偉力 金
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Seibu Giken Co Ltd
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Seibu Giken Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】廃熱源からの廃熱を用いて駆動される除湿空調
装置に関するもので廃熱の温度が低くても十分に性能を
発揮でき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】除湿ロータ2に吸着された湿気を脱着する
再生空気として外気を導入し、その外気を加熱する熱交
換器10を通過した空気の一部の温度をさらに上昇させ
る補助ヒータ11とを設け、熱交換器10を通過した空
気を除湿ロータ2の回転方向に対して前に通し、補助ヒ
ータ11によってさらに温度の上昇した空気を除湿ロー
タ2の回転方向に対して後ろに通すようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば燃料電池
や発電機などの低温の廃熱即ち水の沸点より低い温度の
廃熱を利用して冷房などに用いられる除湿空調装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】除湿空調装置は除湿剤を用いて乾燥空気
をつくり、これによって空調装置の潜熱負荷を低減した
り、あるいは乾燥した空気によって水の気化冷却を行う
ものである。
【0003】このような除湿空調装置はフロンを用いる
ことなく、また除湿剤の脱着エネルギーに発電機などの
廃熱を用いることができるため、環境保全や省エネルギ
ーの観点から好ましいものであり、近年特に注目を集め
ている。
【0004】以上のように除湿空調装置は無駄に捨てら
れる廃熱を利用して空調を行うことができる反面、エネ
ルギー効率すなわち投入されたエネルギー量に対して冷
房や除湿に供されるエネルギーの比が低いという問題が
ある。
【0005】これを改善するために種々の工夫がなされ
ている。例えば特許出願公開平成11年第325510
号公報に記載のものは、除湿ロータの脱着ゾーンを2つ
に分割し、その片方のみにヒータで加熱された空気を通
すようにしてエネルギー効率を高めるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら燃料電池
やディーゼル発電機の廃熱のように熱エネルギー量は十
分にあるものの、温度が低い廃熱を利用する場合には、
空調のエネルギー効率よりも、如何に温度の低い廃熱で
も効果的に空調を行うことができるかという観点からの
改善が重要である。
【0007】本発明は以上の問題点に着目してなされた
ものであり、特に低温の廃熱の持つエネルギーを利用し
て効率よく機能する除湿空調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、除湿ロータに吸着された湿気を脱
着する再生空気として外気を導入し、その外気を加熱す
る熱交換器を通過した空気の一部の温度をさらに上昇さ
せる補助ヒータとを設け、熱交換器を通過した空気を除
湿ロータの回転方向に対して前に通し、補助ヒータによ
ってさらに温度の上昇した空気を除湿ロータの回転方向
に対して後ろに通すようにした。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、吸着剤を有する除湿ロータを備え、除湿ロータに吸
着された湿気を脱着する再生空気として外気を導入し、
その外気を加熱する熱交換器と熱交換器を通過した空気
の一部の温度をさらに上昇させるヒータとを設け、熱交
換器を通過した空気を除湿ロータの回転方向に対して前
に通し、ヒータによってさらに温度の上昇した空気を除
湿ロータの回転方向に対して後ろに通すようにしたもの
であり、低い温度の廃熱で除湿ロータの湿気を多く含ん
だ部分を脱着し、高い温度で除湿ロータの湿気の少なく
なった部分を脱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1につい
て図1及び図2に沿い、実施例2について図3に沿って
詳細に説明する。図1及び図2は本発明の除湿空調装置
の実施例1を示す。図1において1はキャビネットであ
り、大きく上下に2分割され、この中に除湿ロータ2や
直交型顕熱交換器3などが収納されている。
【0011】除湿ロータ2はセラミック紙などをハニカ
ム(ハチの巣)状に形成し、そこにシリカゲルを合成し
たものである。また直交型顕熱交換器3はアルミニウム
シートを段ボール状に形成し、それを交互に90度方向
を変えて積層したものである。そして除湿ロータ2はギ
ヤドモータ(図示せず)によって回転駆動される。
【0012】4,5,6はそれぞれブロアであり、ブロ
ア4は外気OAを除湿ロータ2の吸着ゾーン7に送るも
のである。またブロア5は除湿ロータ2の脱着ゾーン8
からの空気を大気へ排気EAとして放出するものであ
る。そしてブロア6は室内からの還気RAを直交型顕熱
交換器3にとおして大気へ排気EAとして放出するもの
である。
【0013】9は噴霧器であり、水を直交型顕熱交換器
3に噴霧するものである。10は例えば温水と空気との
間で熱交換を行う熱交換器であり、ここにディーゼル発
電機(図示せず)等の排温水を流し外気と熱交換を行う
ものである。また熱交換器10を通った外気は脱着ゾー
ン8に導かれる。
【0014】11は補助ヒータであり熱交換器10によ
って暖められた外気の温度をさらに上げるものである。
また補助ヒータ11は熱交換器10によって暖められた
外気を全て加熱するのではなく、図2に示すように脱着
ゾーン8の後半にのみ加熱した空気が入るようにされて
いる。
【0015】この補助ヒータ11として電気ヒータ、ガ
スバーナあるいはスチームヒータなどを用いることがで
きる。
【0016】本発明の除湿空調装置は上記の如く構成さ
れ、以下その動作について説明する。先ず外気OAがブ
ロア4によって送られ、除湿ロータ2の吸着ゾーン7を
通過する。この時、外気OA中の湿気は除湿ロータ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
が上昇する。この高温の乾燥空気は直交型顕熱交換器3
を通過する間に温度が下がり、快適な乾燥した低温空気
となって室内に供給される。
【0017】室内の空気はブロア6によって吸引され還
気RAとなって直交型顕熱交換器3を通過する。この直
交型顕熱交換器3を通過する前に噴霧器9によって水を
噴霧される。噴霧された水は直交型顕熱交換器3を通過
しながら気化し、上記の高温乾燥空気の温度を下げる。
高温乾燥空気と熱交換した還気RAは多湿空気となって
ブロア6によって排気EAとなって大気中に放出され
る。
【0018】外気OAは熱交換器10を通り、ディーゼ
ル発電機等から出る温排水と熱交換し、温度が上昇す
る。例えば、32℃の外気OAは60℃まで温度が上昇
する。この熱交換器9を通って温度の上昇した外気OA
の一部は補助ヒータ11を通過し例えば100℃まで温
度が上昇する。
【0019】補助ヒータ11は図2に示すように脱着ゾ
ーン8の後半にのみ加熱した空気が入るようにされてい
るため、除湿ロータ2は脱着ゾーン8の後半で温度が上
昇する。
【0020】つまり除湿ロータ2は脱着ゾーン8の前半
では湿気を多く含んでおり、低い温度の空気でも相当量
の湿気を脱着することができる。そして脱着に高い温度
が必要な脱着ゾーン8の後半部分だけ補助ヒータ11に
よってさらに加熱された空気を通すようにした。
【0021】図4に示すように、除湿ロータ2の温度・
湿気の回転方向(円周方向)に分布ができていることを
利用し、いわゆる除湿ロータ2をカスケード再生するこ
とで、高温(高質)エネルギーを有する高温の再生空気
を少し投入することによって、低い温度の廃熱を効率的
に利用でき、除湿空調装置のエネルギー効率を高めるこ
とができる。これによって従来の利用し難い、或いは利
用できないほど温度の低い大量の廃熱を利用可能になっ
て、除湿空調装置の適用範囲も広げることができる。
【0022】特に発電機などの廃熱を使う場合、発電機
の種類によって発電効率すなわち燃料の持つエネルギー
に対して発電する電気エネルギーは25〜40%位であ
り、残りのエネルギーは熱として放出される。従って発
電機などからは多量の熱が放出される。また燃料電池も
多量の温水を排出する。ただ、これらの廃熱は熱エネル
ギーとしては多いものの一般に100℃以下の低い温度
である。
【0023】このためこれらの発電機や燃料電池などの
廃熱を利用する除湿空調機としては室内からの還気の持
つエネルギーを回収するよりも、如何にして低い温度の
廃熱で効果的に除湿を行うかという点に着目するとよ
い。つまり室内からの還気は冷房中には一般に外気より
エンタルピーが低く、この還気のエンタルピーが低いこ
とを利用して供給空気のエンタルピーを下げるよりも、
温度が低いが総エネルギー量の多い廃熱のエネルギーを
如何に活用するかという点に着目する方は省エネルギー
効果が高い。
【0024】以上の実施例では廃熱としてエンジンから
排出される温水を用い、この温水を熱交換器10に通し
て外気を加熱する例を示したが、天然ガスを燃料に用い
たマイクロガスタービンエンジンのように排気が十分に
清浄である場合には、熱交換器10を用いることなく、
直接排気を脱着ゾーン8に通すようにしてもよい。また
は、空冷の必要となる機器の冷却空気排気、例えば、セ
パレート型エアコンの室外機の冷却ファンからの排気な
ども直接脱着ゾーン8に通すことができる。
【0025】図3に本発明の実施例2を示す。この実施
例2は、吸着熱によって温度上昇した乾燥空気から熱回
収する場合を示したものである。ここで、図中の各構成
機器は、実施例1を示す図1に示したものと同じであ
り、冗長性を避けるため重複した説明を省略する。図3
の実施例2のものは図1の実施例1のものと比較して、
予熱用熱交換器12が除湿ロータ2の吸着ゾーン7と直
交型顕熱交換器3との間に設置されている。
【0026】除湿ロータ2の吸着ゾーン7を通過した外
気は吸着熱によって温度が上昇しており、この熱によっ
て再生用外気が予熱され少し温度が上昇して熱交換器1
0に送られる。そして再生用外気は熱交換器10で廃熱
源からの熱と熱交換しさらに温度が上昇する。これ以外
の動作については上記実施例1のものと同じである。
【0027】
【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、除湿ロータが多くの湿気を含んでいる脱着ゾ
ーンの前半に低い温度の脱着空気を通し、除湿ロータの
湿気が減少した脱着ゾーンの後半に高い温度の脱着空気
を通すことになり、低い温度の廃熱でも効果的に除湿ロ
ータを脱着でき、除湿空調装置として十分な性能を発揮
することができるものである。
【0028】さらに本発明の除湿空調装置は外気を加熱
して脱着空気としているため、室内からの還気を加湿し
た空気によって脱着するものと比較して脱着空気の絶対
湿度が低い場合が多く、これによっても供給空気の湿度
を低くすることができる。
【0029】また、本発明のものは廃熱源からの廃熱の
温度に合わせて補助ヒータの大きさを設定することがで
き、廃熱の温度が高ければ補助ヒータに送るエネルギー
をより小さくすることができる。
【0030】実施例2のものは除湿ロータの吸着熱をも
回収するため、さらに低温の廃熱であっても有効に活用
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の除湿空調装置の実施例1を示す側断面
図である。
【図2】本発明の除湿空調装置の実施例1を示す縦断面
図である。
【図3】本発明の除湿空調装置の実施例2を示す側断面
図である。
【図4】本発明の除湿ロータ温度、再生空気温度の変化
を示すグラフである。
【符号の説明】
1 キャビネット 2 除湿ロータ 3 直交型顕熱交換器 4,5,6 ブロア 7 吸着ゾーン 8 脱着ゾーン 9 噴霧器 10 熱交換器 11 補助ヒータ 12 予熱用熱交換器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸着剤を有する除湿ロータを備え、前記除
    湿ロータに吸着された湿気を脱着する再生空気として外
    気を導入し、その外気を加熱する熱交換器と前記熱交換
    器を通過した空気の一部の温度をさらに上昇させるヒー
    タとを設け、前記熱交換器を通過した空気を前記除湿ロ
    ータの回転方向に対して前に通し、前記ヒータによって
    さらに温度の上昇した空気を前記除湿ロータの回転方向
    に対して後ろに通すようにした除湿空調装置。
  2. 【請求項2】熱交換器は廃熱源からの廃熱と外気との熱
    を交換するものである請求項1記載の除湿空調装置。
  3. 【請求項3】除湿ロータによって乾燥した空気と部屋か
    らの還気とを熱交換する熱交換器を設け、熱交換後の還
    気を大気放出するようにした請求項1記載の除湿空調装
    置。
  4. 【請求項4】還気に水を噴霧する噴霧器を設けた請求項
    3記載の除湿空調装置。
JP2002123634A 2002-04-25 2002-04-25 除湿空調装置 Pending JP2003322358A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008020139A (ja) * 2006-07-13 2008-01-31 Hitachi Plant Technologies Ltd 冷凍機レス空調システム
KR20220131463A (ko) * 2021-03-19 2022-09-28 한국철도기술연구원 수소연료전지 철도차량용 mof 적용 하이브리드 제습냉방 및 가습난방 시스템

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