JP2004360940A - 吸着装置、および冷房システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸着装置には、入口から、第1ダンパー3、吸脱着器1、熱交換器2、および第2ダンパー4を経て、出口に至る主流路が形成され、また、熱交換器2と出口との間で主流路から分岐して入口と吸脱着器1との間で主流路に合流する還流路が形成されている。熱交換器2から流出する空気の一部は、還流路を介して入口と吸脱着器1との間で主流路に戻され、空気の一部が循環する状態になる。空気が吸脱着器1と熱交換器2を何度も繰り返し通過する結果、吸着熱は系外に放出され、吸脱着器1内の温度は熱交換器2の放熱能力に応じた温度に維持されるため、吸脱着器1内の温度上昇を抑制することができる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸着装置、および冷房システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、空気との接触に伴って空気中から水分を吸着または空気中へ水分を脱着する吸着剤は公知である。また、そのような吸着剤を利用した吸脱着器や、この吸脱着器を利用して構成された冷房システムも公知である(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
この種の冷房システムにおいては、以下のような仕組みで冷房を行っている。
まず第1の吸脱着器に空気を通すことにより、第1の吸脱着器中に存在する吸着剤で空気中から水分を吸着し、空気の湿度を低下させる。このとき、吸着に伴って吸着熱が発生し、その吸着熱によって空気の温度が上昇するので、その空気を熱交換器に通すことによって空気から熱を奪う。さらに、その空気を第2の吸脱着器に通すことにより、第2の吸脱着器中に存在する吸着剤から水分を脱着させる。この脱着に伴って水が気化する際に蒸発潜熱が奪われるため、空気の温度が低下する。こうして得た低温の空気により、冷房を行う。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−091088号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の吸脱着器においては、上述の通り、吸着剤が空気中の水分を吸着するのに伴って吸着熱が発生し、この吸着熱によって吸脱着器内の温度(=吸着剤および雰囲気の温度)が上昇していた。
【0006】
吸着剤の単位量当りの吸着能力は、温度が上昇するほど低下する傾向があり、吸着能力の低下の程度は、吸着熱の発生に伴う温度上昇の程度にもよるが、例えば、温度が上昇しない場合と比較すれば、数分の一程度しか水分を吸着できないことがある。つまり、吸着熱によって内部の温度が上昇するような吸脱着器の場合、吸着剤の吸着能力が十分に活かされておらず、効率が悪いという欠点があった。
【0007】
一方、空気を流すための第1の流路とは別に、熱交換媒体の流れる第2の流路を設け、第1の流路内で発生した吸着熱を第2の流路内を流れる熱交換媒体によって奪うように構成した熱交換型の吸脱着器も提案されている。このような熱交換型吸脱着器であれば、吸脱着器内の吸着熱を系外に排出できるので、吸脱着器内の温度上昇を防止ないし抑制することができる。
【0008】
しかし、上記のような熱交換型の吸脱着器は、吸脱着器の内部に熱交換媒体を導入する構造が必要で、2系統の流路が熱交換できるような状態で組み込まれるため、吸脱着器の内部構造が複雑になりやすい、という欠点があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、比較的簡単な構造によって吸着熱を系外に放出して吸着剤の吸着能力を有効に利用可能な吸着装置と、そのような吸着装置を備えた冷房システムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明においては、以下のような特徴的構成を採用した。
請求項1に記載の吸着装置は、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
入口から、前記吸着器、前記放熱器を経て、出口に至る主流路、および、前記放熱器と前記出口との間で前記主流路から分岐して前記入口と前記吸着器との間で前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の吸着装置は、請求項1に記載の吸着装置において、
前記熱交換媒体の流量を変化させて、前記出口から放出される空気の温度または湿度を制御することを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載の吸着装置は、請求項1または請求項2に記載の吸着装置において、
前記熱交換媒体の温度を変化させて、前記出口から放出される空気の温度または湿度を制御することを特徴とする。
【0012】
請求項4に記載の吸着装置は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の吸着装置において、
前記還流路を流れる空気の流量を変化させて、前記出口から放出される空気の温度または湿度を制御することを特徴とする。
【0013】
請求項5に記載の冷房システムは、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる脱着器と、
入口から、前記吸着器、前記放熱器、前記脱着器を経て、出口に至る主流路、および、前記放熱器と前記脱着器との間で前記主流路から分岐して前記入口と前記吸着器との間で前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする。
【0014】
請求項6に記載の冷房システムは、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着または該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる第1〜第4吸脱着器と、
流路上流側から流入する空気と熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる第1,第2熱交換器と、
第1出入口から、前記第1吸脱着器、前記第2吸脱着器、前記第1熱交換器、前記第3吸脱着器を経て、第2出入口に至る第1主流路、前記第1熱交換器と前記第3吸脱着器との間で前記第1主流路から分岐して前記第1吸脱着器と前記第2吸脱着器との間で前記第1主流路に合流する第1還流路、および、前記第1出入口から、前記第1吸脱着器、前記第2熱交換器、前記第4吸脱着器を経て、第1排気口に至る第1再生流路、以上3つの流路からなる第1流路群を形成する第1の状態、および、第2出入口から、前記第3吸脱着器、前記第4吸脱着器、前記第2熱交換器、前記第1吸脱着器を経て、第1出入口に至る第2主流路、前記第2熱交換器と前記第1吸脱着器との間で前記第2主流路から分岐して前記第3吸脱着器と前記第4吸脱着器との間で前記第2主流路に合流する第2還流路、および、前記第2出入口から、前記第3吸脱着器、前記第1熱交換器、前記第2吸脱着器を経て、第2排気口に至る第2再生流路、以上3つの流路からなる第2流路群を形成する第2の状態のうち、いずれか一方の状態に切り替え可能な流路形成手段と、
前記第1流路群または前記第2流路群に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする。
【0015】
請求項7に記載の冷房システムは、請求項6に記載の冷房システムにおいて、前記第1再生流路が、室外に設けられた前記第1出入口から前記第1吸脱着器を経て前記第2熱交換器に至る流路に加えて、室内の空気を前記第2熱交換器に導入する流路を備えており、前記第2再生流路が、室外に設けられた前記第2出入口から前記第3吸脱着器を経て前記第1熱交換器に至る流路に加えて、室内の空気を前記第1熱交換器に導入する流路を備えており、前記第1熱交換器および第2熱交換器に導入する空気を、室外または室内のいずれから導入するかを切り替え可能に構成されていることを特徴とする。
【0016】
請求項8に記載の冷房システムは、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン、および流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる脱着ゾーンを有し、回転駆動されるのに伴って前記吸着ゾーンであった部分が徐々に前記脱着ゾーンに移行するとともに、前記脱着ゾーンであった部分が徐々に前記吸着ゾーンに移行する第1,第2吸脱着ローターと、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる第1,第2放熱器と、
流路上流側から流入する空気に熱を加え、該空気を流路下流側へ流出させる加熱器と、
入口から、前記第1吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記第1放熱器、前記第2吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記第2放熱器、前記第1吸脱着ローターの脱着ゾーンを経て、出口に至る主流路、前記第2放熱器と前記第1吸脱着ローターの脱着ゾーンとの間で前記主流路から分岐して前記第1放熱器と前記第2吸脱着ローターの吸着ゾーンとの間で前記主流路に合流する還流路、および、再生空気導入口から、前記加熱器、前記第2吸脱着ローターの脱着ゾーンを経て、排気口に至る再生流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路、前記還流路、および前記再生流路に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする。
【0017】
請求項9に記載の冷房システムは、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン、および流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる冷却ゾーンおよび再生ゾーンを有し、回転駆動されるのに伴って前記吸着ゾーンであった部分が徐々に前記冷却ゾーンないし再生ゾーンに移行するとともに、前記冷却ゾーンないし再生ゾーンであった部分が徐々に前記吸着ゾーンに移行する吸脱着ローターと、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
流路上流側から流入する空気に熱を加え、該空気を流路下流側へ流出させる加熱器と、
入口から、前記吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記放熱器、前記吸脱着ローターの冷却ゾーンを経て、出口に至る主流路、前記放熱器と前記吸脱着ローターの冷却ゾーンとの間で前記主流路から分岐して前記入口と前記吸脱着ローターの吸着ゾーンとの間で前記主流路に合流する還流路、および、再生空気導入口から、前記加熱器、前記吸脱着ローターの再生ゾーンを経て、排気口に至る再生流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路、前記還流路、および前記再生流路に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする。
【0018】
請求項10に記載の吸着装置は、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
入口から出口に至る主流路および前記主流路から分岐してその分岐位置よりも主流路上流側となる位置において前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備え、
前記主流路の一部と前記還流路とによって空気を循環させる循環流路を形成するとともに、前記吸着器および前記放熱器は、前記循環流路を流れる空気が内部を通過する位置に設けられていることを特徴とする。
【0019】
請求項11に記載の冷房システムは、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる脱着器と、
入口から出口に至る主流路および前記主流路から分岐してその分岐位置よりも主流路上流側となる位置において前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備え、前記主流路の一部と前記還流路とによって空気を循環させる循環流路を形成するとともに、前記吸着器および前記放熱器は、前記循環流路を流れる空気が内部を通過する位置に設けられ、前記脱着器は、前記循環流路から流出して前記出口へと流れる空気が内部を通過する位置に設けられていることを特徴とする。
【0020】
[作用、および発明の効果]
請求項1に記載の吸着装置によれば、流路形成手段によって主流路および還流路が形成された状態で、その主流路および還流路に送風手段が空気を流すと、空気が入口から流入し、その空気が吸着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が放熱器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が出口から流出するので、除湿された空気を得ることができる。
【0021】
このとき、主流路においては、入口から吸着器、放熱器を経て、出口へと空気が流れるが、同時に、放熱器から流出する空気の一部は、還流路を介して入口と吸着器との間で主流路に戻されるため、主流路および還流路を介して空気の一部が循環する状態になる。
【0022】
この循環する空気は、吸着器内において吸着剤と接触し、その際、いくらかは吸着熱が発生するものの、その吸着熱は放熱器において奪われ、その空気が再び吸着器に戻される。そのため、循環する空気の温度は、吸着器と放熱器を何度も繰り返し通過する結果、放熱器の放熱能力に応じた温度に維持される。
【0023】
また、上記循環する空気以外に、入口からはいくらか新たに空気が流入するが、新たに流入する空気の割合に対して循環する空気の割合を十分に大きくすることにより、新たに流入する空気に起因する温度および湿度の変化は十分に小さく抑制することができる。そして、これらが合流した空気を上述の如く循環させることにより、循環する空気の温度を、放熱器の放熱能力に応じた温度に維持することができる。
【0024】
したがって、この吸着装置によれば、吸着器内の温度を、放熱器の放熱能力に応じた温度に維持できるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器に比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。また、吸着器の内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器に比べ、吸着器の内部構造が複雑になることもない。
【0025】
また、請求項2に記載の吸着装置によれば、上記請求項1に記載の吸着装置と同様の作用、効果を奏する他、熱交換媒体の流量を変化させることにより、出口から放出される空気の温度または湿度を制御することができる。
どのように制御するかは、目的に応じて適宜決められるが、例えば、出口から放出される空気の温度が上昇傾向にある場合は、熱交換媒体の流量を増加させることにより、空気の温度上昇を抑制するように制御することができる。また、例えば、出口から放出される空気の絶対湿度が上昇傾向にある場合は、熱交換媒体の流量をさらに増加させることにより、循環する空気の温度を徐々に低下させ、経時変化に伴う吸着量の減少を補うことができる。
【0026】
また、請求項3に記載の吸着装置によれば、請求項1または請求項2に記載の吸着装置と同様の作用、効果を奏する他、熱交換媒体の温度を変化させることにより、出口から放出される空気の温度または湿度を制御することができる。
この場合も、どのように制御するかは、目的に応じて適宜決められるが、例えば、出口から放出される空気の温度が上昇傾向にある場合は、熱交換媒体の温度を低下させることにより、空気の温度上昇を抑制するように制御することができる。また、例えば、出口から放出される空気の絶対湿度が上昇傾向にある場合は、熱交換媒体の温度をさらに低下させることにより、循環する空気の温度を徐々に低下させ、経時変化に伴う吸着量の減少を補うことができる。
【0027】
また、請求項4に記載の吸着装置によれば、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の吸着装置と同様の作用、効果を奏する他、還流路を流れる空気の流量を変化させて、出口から放出される空気の温度または湿度を制御することができる。
この場合も、どのように制御するかは、目的に応じて適宜決められるが、例えば、出口から放出される空気の温度が上昇傾向にある場合は、還流路を流れる空気の流量を増大させることにより、空気の温度上昇を抑制するように制御することができる。また、例えば、出口から放出される空気の絶対湿度が上昇傾向にある場合は、還流路を流れる空気の流量をさらに増大させることにより、循環する空気の温度を徐々に低下させ、経時変化に伴う吸着量の減少を補うことができる。
【0028】
次に、請求項5に記載の冷房システムによれば、流路形成手段によって主流路および還流路が形成された状態で、その主流路および還流路に送風手段が空気を流すと、空気が入口から流入し、その空気が吸着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が放熱器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が脱着器に通されて吸着剤から水分が脱着され、水分の脱着に伴って蒸発潜熱が奪われて空気の温度が低下し、その空気が出口から放出されるので、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。
【0029】
このとき、主流路においては、入口から吸着器、放熱器、脱着器を経て、出口へと空気が流れるが、同時に、放熱器から流出する空気の一部は、還流路を介して入口と吸着器との間で主流路に戻されるため、主流路および還流路を介して空気の一部が循環する状態になる。
【0030】
この循環する空気は、吸着器内において吸着剤と接触し、その際、いくらかは吸着熱が発生するものの、その吸着熱は放熱器において奪われ、その空気が再び吸着器に戻される。そのため、循環する空気の温度は、吸着器と放熱器を何度も繰り返し通過する結果、放熱器の放熱能力に応じた温度に維持される。
【0031】
また、上記循環する空気以外に、入口からはいくらか新たに空気が流入するが、新たに流入する空気の割合に対して循環する空気の割合を十分に大きくすることにより、新たに流入する空気に起因する温度および湿度の変化は十分に小さく抑制することができる。そして、これらが合流した空気を上述の如く循環させることにより、循環する空気の温度を、放熱器の放熱能力に応じた温度に維持することができる。
【0032】
したがって、この冷房システムによれば、吸着器内の温度を、放熱器の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【0033】
また、吸着器の内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着器の内部構造が複雑になることもない。
次に、請求項6に記載の冷房システムによれば、流路形成手段によって第1流路群が形成された第1の状態で、その第1流路群に送風手段が空気を流すと、第1主流路においては、空気が第1出入口から流入し、その空気が第1吸脱着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第2吸脱着器に通されて空気中の水分がさらに吸着剤に吸着され、その空気が第1熱交換器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が第3吸脱着器に通されて吸着剤から水分が脱着され、水分の脱着に伴って蒸発潜熱が奪われて空気の温度が低下し、その空気が第2出入口から放出されるので、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。また、第1再生流路においては、空気が第1出入口から流入し、その空気が第1吸脱着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第2熱交換器に通されて加熱され、その空気が第4吸脱着器に通されて吸着剤から水分が脱着されるので、吸着剤が再生されて吸着能力が回復する。第4吸脱着器に通された空気は第1排気口から排出される。なお、第1出入口から第1吸脱着器を出るまでの流路は、第1主流路と第1再生流路とで共通なので、これら両流路を単一の流路にて兼用してもよい。
【0034】
一方、流路形成手段によって第2流路群が形成された第2の状態で、その第2流路群に送風手段が空気を流すと、第2主流路においては、空気が第2出入口から流入し、その空気が第3吸脱着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第4吸脱着器に通されて空気中の水分がさらに吸着剤に吸着され、その空気が第2熱交換器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が第1吸脱着器に通されて吸着剤から水分が脱着され、水分の脱着に伴って蒸発潜熱が奪われて空気の温度が低下し、その空気が第1出入口から放出されるので、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。また、第2再生流路においては、空気が第2出入口から流入し、その空気が第3吸脱着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第1熱交換器に通されて加熱され、その空気が第2吸脱着器に通されて吸着剤から水分が脱着されるので、吸着剤が再生されて吸着能力が回復する。第2吸脱着器に通された空気は第2排気口から排出される。なお、第2出入口から第3吸脱着器を出るまでの流路は、第2主流路と第2再生流路とで共通なので、これら両流路を単一の流路にて兼用してもよい。
【0035】
これら第1の状態と第2の状態とを切り替えると、ちょうど第1の吸脱着器と第3の吸脱着器とで機能が入れ替わり、第2の吸脱着器と第4の吸脱着器とで機能が入れ替わり、さらに第1熱交換器と第2熱交換器とで機能が入れ替わる。その結果、吸着器として機能していた吸脱着器は脱着器として機能するようになる一方、脱着器として機能していた吸脱着器は吸着器として機能するようになる。
したがって、各吸脱着器の吸着能力ないし脱着能力が低下してくるタイミングを考慮して、第1の状態と第2の状態とを切り替えることにより、連続的に低温な空気を得て、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。
【0036】
このような冷房システムにおいても、第1,第2主流路に空気が流れると同時に、第1,第2還流路を介して空気が第1,第2主流路に戻されるため、第1主流路および第1還流路、または、第2主流路および第2還流路を介して空気の一部が循環する状態になる。
【0037】
この循環する空気は、吸着器として機能する第2,第4吸脱着器内において吸着剤と接触し、その際、いくらかは吸着熱が発生するものの、その吸着熱は放熱器として機能する第1,第2熱交換器において奪われ、その空気が再び第2,第4吸脱着器に戻される。そのため、循環する空気の温度は、第2,第4吸脱着器と第1,第2熱交換器を何度も繰り返し通過する結果、第1,第2熱交換器の放熱能力に応じた温度に維持される。
【0038】
また、上記循環する空気以外に、入口として機能する第1,第2出入口からはいくらか新たに空気が流入するが、新たに流入する空気の割合に対して循環する空気の割合を十分に大きくすることにより、新たに流入する空気に起因する温度および湿度の変化は十分に小さく抑制することができる。そして、これらが合流した空気を上述の如く循環させることにより、循環する空気の温度を、第1,第2熱交換器の放熱能力に応じた温度に維持することができる。
【0039】
したがって、この冷房システムによれば、吸着器として機能する第2,第4吸脱着器内の温度を、放熱器として機能する第1,第2熱交換器の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【0040】
また、吸着器として機能する第2,第4吸脱着器の内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着器の内部構造が複雑になることもない。
なお、第1出入口、第2出入口は、目的に応じて室外および室内のいずれに設けることもできるが、室内の冷房を行うには、第1出入口、第2出入口を室内に設ける必要があるし、外気の方が室内の空気より高湿な場合、室内の空気を導入する方が吸着剤の再生効率は良くなる。ただし、外気の方が室内の空気より高湿な場合、外気を導入する方が水分の吸着量を容易に増大させることができる。したがって、そのような環境も考慮して、第1出入口、第2出入口については、さらにダンパーなどを設けることにより、室外または室内のいずれから空気を導入するかを切り替え可能に構成しておいてもよい。このような構成とすれば、環境に応じてより効率が良くなるように、外気または室内の空気を第1出入口、第2出入口から導入できる。
【0041】
より具体的な事例を挙げれば、例えば請求項7に記載したような装置構成を採用すると、第1,第2再生流路に導入する空気を、室外または室内のいずれから導入するかを切り替えることができる。また、比較的高湿な室外の空気を導入する場合に、第1,第3吸脱着器が利用されるので、第1,第3吸脱着器内の吸脱着剤は破過に達することがあるが、その場合は、比較的低湿な室内の空気を導入し、第1,第3吸脱着器については各再生流路において利用しない状態となるので、再生効率を良好に維持することができる。
【0042】
なお、外気と室内の空気とで、例えば時間帯や季節により湿度が逆転するような環境であれば、湿度を検知する手段を設けて、その検知結果に応じて、外気または室内の空気のいずれを導入するかを自動的に切り替えるようにしてもよい。次に、請求項8に記載の冷房システムによれば、流路形成手段によって主流路、還流路、および再生流路が形成された状態で、その主流路、還流路、および再生流路に送風手段が空気を流すと、主流路においては、空気が入口から流入し、その空気が第1吸脱着ローターの吸着ゾーンに通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第1放熱器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が第2吸脱着ローターの吸着ゾーンに通されて空気中の水分がさらに吸着剤に吸着され、その空気が第2放熱器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が第1吸脱着ローターの脱着ゾーンに通されて吸着剤から水分が脱着され、水分の脱着に伴って蒸発潜熱が奪われて空気の温度が低下し、その空気が出口から放出されるので、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。また、再生流路においては、空気が再生空気導入口から流入し、その空気が加熱器に通されて加熱され、その空気が第2吸脱着ローターの脱着ゾーンに通されて吸着剤から水分が脱着されるので、吸着剤が再生されて吸着能力が回復する。第2吸脱着ローターの脱着ゾーンに通された空気は排気口から排出される。
【0043】
さらに、第1,第2吸脱着ローターは、回転駆動されるのに伴って吸着ゾーンであった部分が徐々に脱着ゾーンに移行するとともに、脱着ゾーンであった部分が徐々に吸着ゾーンに移行する。したがって、吸着ゾーンの吸着能力ないし脱着ゾーンの脱着能力が低下してくるタイミングを考慮した速度で、第1,第2吸脱着ローターを回転させることにより、連続的に低温な空気を得て、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。
【0044】
このような冷房システムにおいても、主流路に空気が流れると同時に、還流路を介して空気が主流路に戻されるため、主流路および還流路を介して空気の一部が循環する状態になる。
この循環する空気は、第2吸脱着ローターの吸着ゾーンにおいて吸着剤と接触し、その際、いくらかは吸着熱が発生するものの、その吸着熱は第2放熱器において奪われ、その空気が再び第2吸脱着ローターの吸着ゾーンに戻される。そのため、循環する空気の温度は、第2吸脱着ローターの吸着ゾーンと第2放熱器を何度も繰り返し通過する結果、第2放熱器の放熱能力に応じた温度に維持される。
【0045】
また、上記循環する空気以外に、入口からはいくらか新たに空気が流入するが、新たに流入する空気の割合に対して循環する空気の割合を十分に大きくすることにより、新たに流入する空気に起因する温度および湿度の変化は十分に小さく抑制することができる。そして、これらが合流した空気を上述の如く循環させることにより、循環する空気の温度を、第2放熱器の放熱能力に応じた温度に維持することができる。
【0046】
したがって、この冷房システムによれば、第2吸脱着ローターの吸着ゾーン内の温度を、第2放熱器の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【0047】
また、第2吸脱着ローターの吸着ゾーンの内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、第2吸脱着ローターの内部構造が複雑になることもない。
次に、請求項9に記載の冷房システムによれば、流路形成手段によって主流路、還流路、および再生流路が形成された状態で、その主流路、還流路、および再生流路に送風手段が空気を流すと、主流路においては、空気が入口から流入し、その空気が吸脱着ローターの吸着ゾーンに通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が放熱器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が吸脱着ローターの冷却ゾーンに通されて吸着剤から水分が脱着され、水分の脱着に伴って蒸発潜熱が奪われて空気の温度が低下し、その空気が出口から放出されるので、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。また、再生流路においては、空気が再生空気導入口から流入し、その空気が加熱器に通されて加熱され、その空気が吸脱着ローターの再生ゾーンに通されて吸着剤から水分が脱着されるので、吸着剤が再生されて吸着能力が回復する。吸脱着ローターの再生ゾーンに通された空気は排気口から排出される。
【0048】
さらに、吸脱着ローターは、回転駆動されるのに伴って吸着ゾーンであった部分が徐々に冷却ゾーンないし再生ゾーンに移行するとともに、冷却ゾーンないし再生ゾーンであった部分が徐々に吸着ゾーンに移行する。したがって、吸着ゾーンの吸着能力ないし冷却ゾーンないし再生ゾーンの脱着能力が低下してくるタイミングを考慮した速度で、吸脱着ローターを回転させることにより、連続的に低温な空気を得て、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。
【0049】
このような冷房システムにおいても、主流路に空気が流れると同時に、還流路を介して空気が主流路に戻されるため、主流路および還流路を介して空気の一部が循環する状態になる。
この循環する空気は、吸脱着ローターの吸着ゾーンにおいて吸着剤と接触し、その際、いくらかは吸着熱が発生するものの、その吸着熱は放熱器において奪われ、その空気が再び吸脱着ローターの吸着ゾーンに戻される。そのため、循環する空気の温度は、吸脱着ローターの吸着ゾーンと放熱器を何度も繰り返し通過する結果、放熱器の放熱能力に応じた温度に維持される。
【0050】
また、上記循環する空気以外に、入口からはいくらか新たに空気が流入するが、新たに流入する空気の割合に対して循環する空気の割合を十分に大きくすることにより、新たに流入する空気に起因する温度および湿度の変化は十分に小さく抑制することができる。そして、これらが合流した空気を上述の如く循環させることにより、循環する空気の温度を、放熱器の放熱能力に応じた温度に維持することができる。
【0051】
したがって、この冷房システムによれば、吸脱着ローターの吸着ゾーン内の温度を、放熱器の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【0052】
また、吸脱着ローターの吸着ゾーンの内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸脱着ローターの内部構造が複雑になることもない。
なお、以上の説明から明らかなように、本発明は、主流路から分岐した還流路が、その分岐位置よりも主流路上流側となる位置において主流路に合流し、これにより、これらの流路が空気を何回か循環させ、循環する空気が何度となく吸着器および放熱器を通過することにより、その空気が高度に除湿および冷却される点に重要な特徴がある。したがって、請求項1〜請求項4に記載の吸着装置ないし請求項5〜請求項9に記載の冷房システムにおいては、吸着器および放熱器に相当する構成要素を主流路上に配置してあったが、空気が循環する流路(以下、循環流路ともいう。)上であれば、主流路上に配置されていた吸着器相当の構成要素を還流路上に移動させたり、主流路上に配置されていた放熱器相当の構成要素を還流路上に移動させたりしても、循環流路内を流れる空気は、上記各実施形態とほぼ同様に高度に除湿および冷却される。
【0053】
すなわち、本発明の吸着装置は、請求項10に記載の通り、流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、入口から出口に至る主流路および前記主流路から分岐してその分岐位置よりも主流路上流側となる位置において前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備え、前記主流路の一部と前記還流路とによって空気を循環させる循環流路を形成するとともに、前記吸着器および前記放熱器は、前記循環流路を流れる空気が内部を通過する位置に設けられていることを特徴とする吸着装置であるとも言える。
【0054】
また、本発明の冷房システムは、請求項11に記載の通り、流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる脱着器と、入口から出口に至る主流路および前記主流路から分岐してその分岐位置よりも主流路上流側となる位置において前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備え、前記主流路の一部と前記還流路とによって空気を循環させる循環流路を形成するとともに、前記吸着器および前記放熱器は、前記循環流路を流れる空気が内部を通過する位置に設けられ、前記脱着器は、前記循環流路から流出して前記出口へと流れる空気が内部を通過する位置に設けられていることを特徴とする冷房システムであるとも言える。
【0055】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、いくつかの例を挙げて説明する。
[第1実施形態]
以下に説明する吸着装置は、図1に示すように、吸脱着器1、熱交換器2、第1ダンパー3、第2ダンパー4、および送風機5を備えている。
【0056】
吸脱着器1は、内部に吸着剤が充填された充填層を備えており、流路上流側から流入する空気を充填層に通すことにより、空気と吸着剤とを接触させ、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、吸着剤としては、粒径1.7mm〜4.0mmの球状A型シリカゲルを利用しており、充填層は、吸着剤3.5kgを220mm×190mm×100mmの容器に充填したものとなっている。
【0057】
熱交換器2は、熱交換媒体として冷却水を導入する水冷式のもので、流路上流側から流入する空気と冷却水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、冷却水の温度は25℃に設定されている。
【0058】
第1ダンパー3は、入口側から流入する空気と第2ダンパー4側から流入する空気とを合流させて、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。
第2ダンパー4は、熱交換器2側から流入する空気を分流して、一方を出口側、他方を第1ダンパー3側へ流出させるように構成されている。
【0059】
送風機5は、流路上流側から流路下流側に向かって空気を送る装置である。
そして、これら吸脱着器1、熱交換器2、第1ダンパー3、第2ダンパー4、および送風機5が、配管を介して結ばれることにより、入口から、第1ダンパー3、吸脱着器1、熱交換器2、および第2ダンパー4を経て、出口に至る主流路が形成されている。また、第2ダンパー4と第1ダンパー3との間も配管を介して結ばれ、熱交換器2と出口との間で主流路から分岐して入口と吸脱着器1との間で主流路に合流する還流路が形成されている。
【0060】
送風機5は、主流路および還流路の双方に空気を流す送風手段であり、主流路を流れる空気と還流路を流れる空気との流量比は、第1ダンパー3および第2ダンパー4によって無段階に可変調整することができる。
以上のように構成された吸着装置において、吸着破過特性を測定した。
【0061】
まず、吸脱着器1内の吸着剤は、あらかじめ温度90℃、相対湿度2%(絶対湿度10g/kg)の空気と十分に接触させることによって再生しておいた。
そして、送風機5を作動させるとともに、第1ダンパー3および第2ダンパー4を調整することにより、入口から温度30℃、絶対湿度20g/kgの空気を導入して、出口から流量20m3/hの空気が放出され、還流路を流量40m3/hの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量:循環風量が1:2となる状態にした。
【0062】
この状態で吸脱着器1の充填層内の温度T1〜T3と、出口における絶対湿度AHとを測定した(以下、実施例という。)。温度T1〜T3は、それぞれ充填層の入口付近、中央付近、出口付近の3点における温度である。実施例の測定結果を図2に示す。
【0063】
また、比較のため、還流路を空気が流れないように(流量0m3/hとなるように)第1ダンパー3および第2ダンパー4を調整するとともに、上記同様、出口からは流量20m3/hの空気が放出される状態となるように送風機5の出力を調整した。すなわち、出口風量:循環風量が1:0となる状態にした。なお、これは公知の吸着器と同様の構成に相当するものである。
【0064】
この状態で、上記同様、吸脱着器1の充填層内の温度T1〜T3と、出口における絶対湿度AHとを測定した(以下、比較例という。)。比較例の測定結果を図3に示す。
実施例の場合、図2から明らかなように、吸着開始直後に、吸脱着器1の充填層内温度T3がわずかに上昇するものの、その上昇は抑制されており、特に充填層内温度T1、T2については、ほとんど変化がなく、等温系吸着状態で吸着が進んだ。このことから、還流路を介して空気を戻し、空気を循環させることにより、吸着熱除去が良好に行われていることがわかる。また、出口空気湿度は、吸着開始から約40分が経過するまで5g/kg未満の状態が続き、その後、60分経過時点でも絶対湿度が大幅に上昇することはなかった。
【0065】
一方、比較例の場合、吸着開始直後に、充填層内温度T1〜T3が急激に上昇してしまい、非等温吸着状態で吸着が進んだ。これは、空気を循環させていないため、充填層内から吸着熱が除去されないためであると考えられる。充填層内温度T3は、吸着開始から約4分後に最大に達し、その後は、入口空気が熱を持ち出すため、充填層内温度T1〜T3は徐々に低下したが、吸着開始から60分経過時点でも40℃を下回ることはなく、実施例よりも高温状態を維持する結果となった。また、出口空気湿度は、充填層内温度T3が最大に達する約4分で5g/kg以上となった。その後、出口空気湿度は徐々に上昇する結果が得られ、約10g/kgに近い状態が続た。
【0066】
実施例と比較例とを対比すると、実施例においては、比較例の約10倍の吸着量が得られた。この結果から、空気を循環させることにより、吸着容量を大幅に向上させ得ることが明らかである。湿度スイング冷房において必要となる除湿空気の絶対湿度は、数g/kg程度であることから、上記吸着装置は、湿度スイング冷房システムに組み込む吸着装置として、きわめて有望なものであると考えられる。
【0067】
さらに、実施例の吸着装置においては、熱交換器2内を流れる冷却水の流量、冷却水の温度、および還流路の空気流量のうち、いずれか一つまたは二つ以上を変化させることにより、出口から放出される空気の温度または湿度を可変制御することができる。例えば、出口から放出される空気の温度が上昇傾向にある場合は、冷却水の流量を増加させるか、冷却水の温度を下げるか、還流路の空気流量を増大させることにより、空気の温度上昇を抑制するように制御することができる。また、例えば、出口から放出される空気の絶対湿度が上昇傾向にある場合は、冷却水の流量をさらに増加させるか、冷却水の温度をさらに下げるか、還流路の空気流量をさらに増大させることにより、循環する空気の温度を徐々に低下させ、経時変化に伴う吸着量の減少を補うことができる。
【0068】
以上説明したように、この吸着装置によれば、吸脱着器1内の温度を、熱交換器2の放熱能力に応じた温度に維持できるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器に比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。また、吸脱着器1の内部に冷却水などの熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器に比べ、吸脱着器1の内部構造が複雑になることもない。
【0069】
[第2実施形態]
次に、一部の構成が上記第1実施形態で示した吸着装置と同様の構成となっている冷房システムについて説明する。
以下に説明する冷房システムは、図4に示すように、第1吸脱着器11、第2吸脱着器12、第3吸脱着器13、第4吸脱着器14、第1熱交換器15、第2熱交換器16、第1ダンパー17、第2ダンパー18、第3ダンパー19、第4ダンパー20、第1送風機21、および第2送風機22を備えている。
【0070】
第1吸脱着器11、第2吸脱着器12、第3吸脱着器13、および第4吸脱着器14は、いずれも内部に吸着剤が充填された充填層を備えており、流路上流側から流入する空気を充填層に通すことにより、空気と吸着剤とを接触させ、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、吸着剤としては、粒径1.7mm〜4.0mmの球状A型シリカゲルを利用しており、充填層は、吸着剤3.5kgを220mm×190mm×100mmの容器に充填したものとなっている。
【0071】
第1熱交換器15、および第2熱交換器16は、熱交換媒体として冷却水または温熱水を導入可能で、冷却水導入時には放熱器として機能し、温熱水導入時に加熱器として機能するもので、流路上流側から流入する空気と熱交換媒体(冷却水または温熱水)との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、冷却水の温度は25℃、温熱水の温度は60〜100℃に設定されている。
【0072】
第1ダンパー17、第2ダンパー18、第3ダンパー19、および第4ダンパー20は、流路の構成を切り替える手段であり、また、合流する空気の流量比、分流する空気の流量比を制御する役割をも果たしている。
第1送風機21、および第2送風機22は、流路上流側から流路下流側に向かって空気を送る装置であり、送風方向を反転できるように構成されている。
【0073】
そして、これら第1吸脱着器11、第2吸脱着器12、第3吸脱着器13、第4吸脱着器14、第1熱交換器15、第2熱交換器16、第1ダンパー17、第2ダンパー18、第3ダンパー19、第4ダンパー20、第1送風機21、および第2送風機22が、配管を介して結ばれるとともに、第1ダンパー17、第2ダンパー18、第3ダンパー19、および第4ダンパー20によって流路の構成を切り替えて、以下に説明する第1流路群または第2流路群のいずれかを選択的に形成できるように構成されている。
【0074】
まず、第1流路群は、第1主流路、第1還流路、および第1再生流路、以上3つの流路からなる。第1主流路は、図4において実線で示した流路であり、入口(上記請求項6に記載の第1出入口に相当。)から、第1吸脱着器11、第1ダンパー17、第2吸脱着器12、第1送風機21、第1熱交換器15、第2ダンパー18、第3吸脱着器13を経て、出口(上記請求項6に記載の第2出入口に相当。)に至る流路である。第1還流路も、図4において実線で示した流路であり、第1熱交換器15と第3吸脱着器13との間で第1主流路から分岐して第1吸脱着器11と第2吸脱着器12との間で第1主流路に合流する流路である。第1再生流路は、図4において破線で示した流路であり、入口から、第1吸脱着器11、第4ダンパー20、第2熱交換器16、第2送風機22、第4吸脱着器14、第3ダンパー19を経て、第1排気口に至る流路である。
【0075】
一方、第2流路群は、第2主流路、第2還流路、および第2再生流路、以上3つの流路からなり、ちょうど第1流路群の鏡像に相当するような流路群となる。すなわち、第2主流路は、図4上では出口として示された側を入口として、その入口(上記請求項6に記載の第2出入口に相当。)から、第3吸脱着器13、第3ダンパー19、第4吸脱着器14、第2送風機22、第2熱交換器16、第4ダンパー20、第1吸脱着器11を経て、図4上では入口として示された側を出口として、その出口(上記請求項6に記載の第1出入口に相当。)に至る流路である。第2還流路は、第2熱交換器16と第1吸脱着器11との間で第2主流路から分岐して第3吸脱着器13と第4吸脱着器14との間で第2主流路に合流する流路である。第2再生流路は、図4上では出口として示された側を入口として、その入口から、第3吸脱着器13、第2ダンパー18、第1熱交換器15、第1送風機21、第2吸脱着器12、第1ダンパー17を経て、第2排気口に至る流路である。
【0076】
第1吸脱着器11と第3吸脱着器13、第2吸脱着器12と第4吸脱着器14、第1熱交換器15と第2熱交換器16、第1ダンパー17と第3ダンパー19、第2ダンパー18と第4ダンパー20、第1送風機21と第2送風機22、以上のものは、図4において同等な機能を有するものが左右対称に配置され、それらを結ぶ配管も左右対称に配設されている。そのため、第1ダンパー17、第2ダンパー18、第3ダンパー19、および第4ダンパー20によって流路の構成を切り替え、第1送風機21および第2送風機22による送風方向を反転させることにより、上記第1流路群を形成する第1の状態と、上記第1流路群の鏡像に相当する第2流路群を形成する第2の状態とを、切り替えることができるのである。
【0077】
以上のように構成された冷房システムにおいて、冷房能力を検証した。
まず、第1吸脱着器11および第2吸脱着器12内の吸着剤は、あらかじめ温度90℃、相対湿度2%の空気と十分に接触させることによって再生しておいた。また、第3吸脱着器13内の吸着剤は、あらかじめ温度25℃、相対湿度80%の空気と十分に接触させることによって吸着飽和状態としておいた。
【0078】
そして、第1熱交換器15は、25℃の冷却水を導入することにより放熱器として機能させ、第2熱交換器16は、90℃の温熱水を導入することにより加熱器として機能させた。その状態で、第1送風機21および第2送風機22を作動させるとともに、第1ダンパー17〜第4ダンパー20を調整することにより、第1主流路においては、入口から温度30℃、絶対湿度20g/kgの空気を導入して、出口から流量20m3/hの空気が放出され、第1還流路を流量40m3/hの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量:循環風量が1:2となる状態にした。
【0079】
この状態で、第1熱交換器15の出口側からは、温度25℃、絶対湿度5g/kg未満の空気を約40分間にわたって安定して得ることができた。また、出口からは、温度15℃の冷却空気を約40分間にわたって安定して得ることができた。
【0080】
また、第1再生流路においては、再生空気導入口から、温度25℃、絶対湿度10g/kgの空気を導入し、その空気を第2熱交換器16で90℃に昇温し、第4吸脱着器14内を流量40m3/hの空気が流れる状態にした。その結果、約20分後に吸着剤の再生を終えた。その後、約20分間は、第2熱交換器16に25℃の冷却水を導入することにより放熱器として機能させ、第3ダンパー19を排気出口方向へは閉かつ第4ダンパー20方向へは開とし、第4ダンパー20を第1吸脱着器11方向へは閉かつ第2熱交換器16方向へは開とすることにより、第2送風機22から、第4吸脱着器14、第3ダンパー19、第4ダンパー20、および第2熱交換器16を経て、第2送風機22に戻る閉ループの空気流路を構成し、この閉ループ空気流路内において空気を循環させ、第4吸着器14内の温度を低下させた。
【0081】
稼働開始から約40分後、第1熱交換器15の出口側空気の絶対湿度が5g/kgに達した時点で、上記第1流路群を形成する第1の状態から、上記第2流路群を形成する第2の状態に切り替えた。
そして、第1熱交換器15は、90℃の温熱水を導入することにより加熱器として機能させ、第2熱交換器16は、引き続き25℃の冷却水を導入することにより放熱器として機能させた。その状態で、第1送風機21および第2送風機22を作動させるとともに、第1ダンパー17〜第4ダンパー20を調整することにより、第2主流路においては、入口(図4上の出口)から温度30℃、絶対湿度20g/kgの空気を導入して、出口から流量20m3/hの空気が放出され、第2還流路を流量40m3/hの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量:循環風量が1:2となる状態にした。この状態で、出口から温度15℃の冷却空気を得ることができた。
【0082】
また、第2再生流路においては、再生空気導入口から、温度25℃、絶対湿度10g/kgの空気を導入し、その空気を第1熱交換器15で90℃に昇温し、第2吸脱着器12内を流量40m3/hの空気が流れる状態にし、吸着剤を再生した。再生完了後、第1熱交換器15には25℃の冷却水を導入し、第1ダンパー17を排気出口方向へは閉かつ第2ダンパー18方向へは開とし、第2ダンパー18を第3吸脱着器13方向へは閉かつ第1熱交換器15方向へは開とすることにより、第1送風機21から、第2吸脱着器12、第1ダンパー17、第2ダンパー18、および第1熱交換器15を経て、第1送風機21に戻る閉ループの空気流路を構成し、この閉ループ空気流路内において空気を循環させ、第2吸脱着器12内の温度を低下させた。
【0083】
以後は、第1熱交換器15または第2熱交換器16の出口側空気の絶対湿度が5g/kgに達する毎に、上記第1の状態と第2の状態とを交互に切り替えて、連続的に冷房運転を実施することができた。
なお、外気湿度が低い場合は、第1再生流路における空気の流動方向を反転させ、第4吸脱着器14から流出する高湿な排気を、第1吸脱着器11に導入し、また、第2再生流路における空気の流動方向を反転させ、第2吸脱着器12から流出する高湿な排気を、第3吸脱着器13に導入してもよい。
【0084】
以上説明した冷房システムにおいても、吸着器として機能する第2吸脱着器12および第4吸脱着器14内の温度を、放熱器として機能する第1熱交換器15または第2熱交換器16の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【0085】
また、吸着器として機能する第2吸脱着器12および第4吸脱着器14の内部に冷却水などの熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、第2吸脱着器12および第4吸脱着器14の内部構造が複雑になることもない。
【0086】
[第3実施形態]
次に、一部の構成が上記第1実施形態で示した吸着装置と同様の構成となっている冷房システムであって、上記第2実施形態とは異なる構成の冷房システムについて説明する。
【0087】
以下に説明する冷房システムは、図5に示すように、第1吸脱着ローター31、第2吸脱着ローター32、第1放熱器33、第2放熱器34、加熱器35、ダンパー36、第1送風機37、および第2送風機38を備えている。
第1吸脱着ローター31、および第2吸脱着ローター32は、回転中心となる軸線に対して平行な多数の貫通穴を有するハニカム構造の円柱体で、その貫通穴をなす内壁面は、吸着剤であるA型シリカゲルを主成分とする組成物によって形成されている。この第1吸脱着ローター31、および第2吸脱着ローター32において、上記多数の貫通穴は流路として利用され、その一部が、流路上流側から流入する空気と空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン31a、32a、別の一部が、流路上流側から流入する空気と空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、空気を流路下流側へ流出させる脱着ゾーン31b、32bになっている。そして、第1吸脱着ローター31、および第2吸脱着ローター32が回転駆動されるのに伴って、吸着ゾーン31a、32aであった部分が徐々に脱着ゾーン31b、32bに移行するとともに、脱着ゾーン31b、32bであった部分が徐々に吸着ゾーン31a、32aに移行するように構成されている。
【0088】
第1放熱器33、および第2放熱器34は、熱交換媒体として冷却水を導入する熱交換器で、流路上流側から流入する空気と冷却水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、冷却水の温度は25℃に設定されている。
【0089】
加熱器35は、熱交換媒体として温熱水を導入する熱交換器で、流路上流側から流入する空気と温熱水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、温熱水の温度は90℃に設定されている。
【0090】
ダンパー36は、第2放熱器34側から流入する空気を分流して、一方を第1吸脱着ローター31の脱着ゾーン31b側、他方を第2吸脱着ローター32の吸着ゾーン32a側へ流出させるように構成されている。
第1送風機37、および第2送風機38は、流路上流側から流路下流側に向かって空気を送る装置である。
【0091】
そして、これら第1吸脱着ローター31、第2吸脱着ローター32、第1放熱器33、第2放熱器34、加熱器35、ダンパー36、第1送風機37、および第2送風機38が、配管を介して結ばれることにより、室外の入口から、第1吸脱着ローター31の吸着ゾーン31a、第1放熱器33、第2吸脱着ローター32の吸着ゾーン32a、第2放熱器34、ダンパー36、および第1吸脱着ローター31の脱着ゾーン31bを経て、室内の出口に至る主流路が形成されている。また、第2吸脱着ローター32の吸着ゾーン32aと第1吸脱着ローター31の脱着ゾーン31bとの間で主流路から分岐して、第1放熱器33と第2吸脱着ローター32の吸着ゾーン32aとの間で主流路に合流する還流路が形成されている。さらに、室内の再生空気導入口から、第2送風機38、加熱器35、第2吸脱着ローター32の脱着ゾーン32bを経て、室外の排気口に至る再生流路が形成されている。
【0092】
第1送風機37は、主流路および還流路の双方に空気を流す送風手段であり、主流路を流れる空気と還流路を流れる空気との流量比は、ダンパー36によって無段階に可変調整することができる。
以上のように構成された冷房システムにおいて、冷房能力を検証した。
【0093】
まず、第1吸脱着ローター31および第2吸脱着ローター32の各吸着ゾーン31a、32aの吸着剤は、あらかじめ温度90℃、相対湿度2%の空気と十分に接触させることによって再生しておいた。また、第1吸脱着ローター31の脱着ゾーン31bの吸着剤は、あらかじめ温度25℃、相対湿度80%の空気と十分に接触させることによって吸着飽和状態としておいた。
【0094】
そして、第1吸脱着ローター31および第2吸脱着ローター32を回転駆動しながら、第1送風機37および第2送風機38を作動させるとともに、ダンパー36を調整することにより、主流路においては、室外の入口から温度30℃、絶対湿度20g/kgの空気を導入して、室内の出口から流量20m3/hの空気が放出され、還流路を流量40m3/hの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量:循環風量が1:2となる状態にした。
【0095】
また、再生流路においては、再生空気導入口から、温度25℃、絶対湿度10g/kgの空気を導入し、その空気を加熱器35で90℃に昇温し、第2吸脱着ローター32の脱着ゾーン32bを流量40m3/hの空気が流れる状態にした。
【0096】
以上の状態で、第2放熱器34の出口側からは、温度25℃、絶対湿度5g/kg未満の空気を連続的に安定して得ることができた。また、出口からは、温度15℃の冷却空気を連続的に安定して得ることができた。
なお、外気湿度が低い場合は、第2吸脱着ローター32の脱着ゾーン32bから流出する高湿な排気を、第1吸脱着ローター31の脱着ゾーン31bへ移行する直前の部分に導入してもよい。
【0097】
以上説明した冷房システムにおいても、第2吸脱着ローター32の吸着ゾーン32a内の温度を、第2放熱器34の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【0098】
また、第2吸脱着ローター32の吸着ゾーン32aの内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、第2吸脱着ローター32の内部構造が複雑になることもない。
【0099】
[第4実施形態]
次に、一部の構成が上記第1実施形態で示した吸着装置と同様の構成となっている冷房システムであって、上記第2,第3実施形態とは異なる構成の冷房システムについて説明する。
【0100】
以下に説明する冷房システムは、図6に示すように、吸脱着ローター41、放熱器42、加熱器43、第1ダンパー44、第2ダンパー45、第1送風機46、および第2送風機47を備えている。
吸脱着ローター41は、回転中心となる軸線に対して平行な多数の貫通穴を有するハニカム構造の円柱体で、その貫通穴をなす内壁面は、吸着剤であるA型シリカゲルを主成分とする組成物によって形成されている。この吸脱着ローター41において、上記多数の貫通穴は流路として利用され、その一部が、流路上流側から流入する空気と空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン41a、41c、別の一部が、流路上流側から流入する空気と空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、空気を流路下流側へ流出させる再生ゾーン41bおよび冷却ゾーン41dになっている。そして、吸脱着ローター41が回転駆動されるのに伴って、各ゾーンに含まれていた部分が徐々に吸着ゾーン41a、再生ゾーン41b、吸着ゾーン41c、冷却ゾーン41dへと移行するように構成されている。
【0101】
放熱器42は、熱交換媒体として冷却水を導入する熱交換器で、流路上流側から流入する空気と冷却水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、冷却水の温度は25℃に設定されている。
【0102】
加熱器43は、熱交換媒体として温熱水を導入する熱交換器で、流路上流側から流入する空気と温熱水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、温熱水の温度は90℃に設定されている。
【0103】
第1ダンパー44は、吸脱着ローター41の吸着ゾーン41a側から流入する空気と第2ダンパー45側から流入する空気を合流させて、吸脱着ローター41の吸着ゾーン41c側へ流出させるように構成されている。
第2ダンパー45は、放熱器42側から流入する空気を分流して、一方を吸脱着ローター41の冷却ゾーン41d側、他方を第1ダンパー44側へ流出させるように構成されている。
【0104】
第1送風機46、および第2送風機47は、流路上流側から流路下流側に向かって空気を送る装置である。
そして、これら吸脱着ローター41、放熱器42、加熱器43、第1ダンパー44、第2ダンパー45、第1送風機46、および第2送風機47が、配管を介して結ばれることにより、室外の入口から、吸脱着ローター41の吸着ゾーン41a、第1ダンパー44、吸脱着ローター41の吸着ゾーン41c、放熱器42、第2ダンパー45、および吸脱着ローター41の冷却ゾーン41dを経て、室内の出口に至る主流路が形成されている。また、放熱器42と吸脱着ローター41の冷却ゾーン41dとの間にある第2ダンパー45において主流路から分岐して、吸脱着ローター41の吸着ゾーン41aと吸脱着ローター41の吸着ゾーン41cとの間にある第1ダンパー44において主流路に合流する還流路が形成されている。さらに、室内の再生空気導入口から、第2送風機47、加熱器43、吸脱着ローター41の再生ゾーン41bを経て、室外の排気口に至る再生流路が形成されている。
【0105】
第1送風機46は、主流路および還流路の双方に空気を流す送風手段であり、主流路を流れる空気と還流路を流れる空気との流量比は、第1ダンパー44、第2ダンパー45によって無段階に可変調整することができる。
以上のように構成された冷房システムにおいて、冷房能力を検証した。
【0106】
まず、吸脱着ローター41の各吸着ゾーン41a、41cの吸着剤は、あらかじめ温度90℃、相対湿度2%の空気と十分に接触させることによって再生しておいた。また、吸脱着ローター41の冷却ゾーン41dの吸着剤は、あらかじめ温度25℃、相対湿度80%の空気と十分に接触させることによって吸着飽和状態としておいた。
【0107】
そして、吸脱着ローター41を回転駆動しながら、第1送風機46および第2送風機47を作動させるとともに、第1ダンパー44、第2ダンパー45を調整することにより、主流路においては、室外の入口から温度30℃、絶対湿度20g/kgの空気を導入して、室内の出口から流量20m3/hの空気が放出され、還流路を流量40m3/hの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量:循環風量が1:2となる状態にした。
【0108】
また、再生流路においては、再生空気導入口から、温度25℃、絶対湿度10g/kgの空気を導入し、その空気を加熱器43で90℃に昇温し、吸脱着ローター41の再生ゾーン41bを流量40m3/hの空気が流れる状態にした。
以上の状態で、放熱器42の出口側からは、温度25℃、絶対湿度5g/kg未満の空気を連続的に安定して得ることができた。また、出口からは、温度15℃の冷却空気を連続的に安定して得ることができた。
【0109】
なお、外気湿度が低い場合は、吸脱着ローター41の再生ゾーン41bから流出する高湿な排気を、吸脱着ローター41の吸着ゾーン41cに導入してもよい。
以上説明した冷房システムにおいても、吸脱着ローター41の吸着ゾーン41c内の温度を、放熱器42の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【0110】
また、吸脱着ローター41の吸着ゾーン41cの内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸脱着ローター41の内部構造が複雑になることもない。
【0111】
さらに、この冷房システムの場合、単一の吸脱着ローター41を設ければよいので、同種のローターを2つ採用している第3実施形態に比べ、全体構造をよりコンパクトな構造にすることができる。
[その他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
【0112】
例えば、上記第2実施形態の冷房システムにおいては、第1主流路において第1吸脱着器11から流出した空気をそのまま第2吸脱着器12に導入し、また、第2主流路において第3吸脱着器13から流出した空気をそのまま第4吸脱着器14に導入していたが、空気が1つ目の吸脱着器を通過した後、2つ目の吸脱着器を通過する前に、その空気を放熱器に通す構成とし、1つ目の吸脱着器内で発生した吸着熱を除去してもよい。
【0113】
また、上記第2実施形態の冷房システムにおいては、第1再生流路において第1吸脱着器11から流出した空気を第2熱交換器16に導入して加熱し、また、第2再生流路において第3吸脱着器13から流出した空気を第1熱交換器15に導入して加熱していたが、別途設けられた再生空気導入口から第1熱交換器15ないし第2熱交換器16に空気を導入して加熱する構成とし、第1吸脱着器11ないし第3吸脱着器13から流出する空気を、すべて第1,第2主流路に流すようにしてもよい。
【0114】
このように再生空気導入口から第1熱交換器15ないし第2熱交換器16に空気を導入する場合、できる限り低湿な空気を導入する方が望ましい。したがって、例えば外気より室内の空気が低湿度である場合が多いのであれば、室内の空気を導入すべく、再生空気導入口を室内に設けるとよい。また、外気より室内の空気が高湿度である場合が多いのであれば、外気を導入すべく、再生空気導入口を室外に設けてもよい。
【0115】
また、図7に示すように、上記第2実施形態の冷房システムに対して、さらに第5ダンパー25および第6ダンパー26を加えることにより、第1吸脱着器11ないし第3吸脱着器13から流出する空気を第1熱交換器15ないし第2熱交換器16に導入するモードと、別途設けられた再生空気導入口から第1熱交換器15ないし第2熱交換器16に空気を導入するモードとを、切り替え可能に構成してもよい。このような切り替えが可能であれば、通常は、外気を第1吸脱着器11ないし第3吸脱着器13に通して再生用空気として利用することができる。
しかも、第1吸脱着器11ないし第3吸脱着器13内の充填層が破過に達した場合、外気が高湿度では第1熱交換器15ないし第2熱交換器16で昇温後の再生用空気の相対湿度が高くなり、次工程での吸着性能が低くなるので、第5ダンパー25ないし第6ダンパー26で流路を切り替えることにより、外気より比較的低湿度な室内空気を第1吸脱着器11ないし第3吸脱着器13に通して再生用空気として利用する、といったこともできるようになる。
【0116】
さらに、上記第3実施形態の冷房システムにおいては、主流路において空気が第1吸脱着ローター31の吸着ゾーン31aを通過した後、第2吸脱着ローター32の吸着ゾーン32aを通過する前に、その空気を第1放熱器33に通す構成とし、第1吸脱着ローター31の吸着ゾーン31a内で発生した吸着熱を除去していたが、第2吸脱着ローター32通過後の熱交換で十分に冷却された空気が還流路を経て第2吸脱着ローター32の入口側へと循環されることで、第2吸脱着ローター32へ導入する直前の空気温度が十分に冷却されるのであれば、第1吸脱着ローター31の吸着ゾーン31aから流出した空気をそのまま第2吸脱着ローター32の吸着ゾーン32aに導入してもよい。
【0117】
また、上記第3実施形態の冷房システムにおいては、再生流路において別途設けられた再生空気導入口から加熱器35に空気を導入して加熱する構成とし、第1吸脱着ローター31の吸着ゾーン31aから流出する空気については、すべて主流路に流すように構成してあったが、第1吸脱着ローター31の吸着ゾーン31aから流出した空気を加熱器35に導入して加熱し、その空気で第2吸脱着ローター32の脱着ゾーン32bを再生するようにしてもよい。
【0118】
加えて、上記第4実施形態の冷房システムにおいて、吸脱着ローター41には、二つの吸着ゾーン41a、41cを設けてあったが、これら二つの吸着ゾーン41a、41cについては入れ替えてもよい。すなわち、図8に示すように、二つの吸着ゾーン41a、41cを入れ替えるとともに、これに合わせて他の構成を設けてもよい。この場合、吸脱着ローター41が回転駆動されると、吸脱着ローター41上の部分は、吸着ゾーン41a、冷却ゾーン41d、吸着ゾーン41c、再生ゾーン41bの順に各ゾーンを通過することになる。
【0119】
二つの吸着ゾーン41a、41cをどのように配置すべきかは、一長一短があるので、使用環境に応じてより好適な方を選べばよい。
すなわち、上記第4実施形態の場合は、冷却ゾーン41dにて吸着水を脱着する事で冷却空気を得ると同時に吸着剤が一部再生されるため、この再生分を一次除湿用の吸着ゾーン41aとして利用することで、循環熱交換用の吸着ゾーン41cにかかる負荷を軽減する効果がある。また、冷却ゾーン41dは、吸脱着ローター41のハニカム自体も冷却されており、吸脱着ローター41が回転して吸着ゾーン41aに移行した際、冷熱顕熱移動効果により、吸着ゾーン41aの吸着能力が向上するという効果もある。
【0120】
これに対し、上述のごとく二つの吸着ゾーン41a、41cを入れ替えると、一次除湿用の吸着ゾーン41aが冷却ゾーン41dの直前にくるので、冷却ゾーン41dに移行する直前の吸着水分量が、上記第4実施形態の場合よりも多くなると期待される。吸着水分量が多いほど脱着冷却効果は高くなるので、上記第4実施形態では吸着水分量が十分でない場合、二つの吸着ゾーン41a、41cを入れ替えるとよい。
【0121】
また、上記第4実施形態の冷房システムにおいて、吸脱着ローター41には、二つの吸着ゾーン41a、41cを設けてあったが、図9に示すように、一次除湿用の吸着ゾーン41aについては省略し、循環熱交換用の吸着ゾーン41cだけを設けてもよい。この場合、一次除湿工程が無い分だけ循環熱交換用の吸着ゾーン41cにかかる負荷は増大するが、流路構成が簡素なものになるので装置全体をコンパクトに構成することができる。
【0122】
さらに加えて、本発明は、主流路から分岐した還流路が、その分岐位置よりも主流路上流側となる位置において主流路に合流し、これにより、これらの流路が空気を何回か循環させ、循環する空気が何度となく吸着器および放熱器を通過することにより、その空気が高度に除湿および冷却される点に重要な特徴がある。したがって、上記各実施形態においては、吸着器および放熱器を主流路上に配置してあったが、空気が循環する流路(以下、循環流路ともいう。)上であれば、主流路上に配置されていた吸着器を還流路上に移動させたり、主流路上に配置されていた放熱器を還流路上に移動させたりしても、循環流路内を流れる空気は、上記各実施形態とほぼ同様に高度に除湿および冷却される。
【0123】
したがって、例えば、上記第3実施形態においては、吸着器に相当する吸着ゾーン32aが主流路上となる位置に配置され、還流路上となる位置には吸着器に相当する構成が設けられていなかったが、図10に示すように、吸着ゾーン32aが還流路上となる位置に配置されるように流路構成を代えても、上記第3実施形態のものとほぼ同様に機能する冷房システムを構成できる。この場合、一部の空気は一度も吸着ゾーン32aを通過することなく循環流路外へと流出することになるが、出口側へ流出する流量と循環流路内を循環する流量の流量比は任意に設定できるので、循環する空気の流量を適宜調節し、循環流路内で高度に除湿および冷却される空気の割合を大きくすれば、循環流路外へと流出する空気の湿度を所望の程度まで低下させることができる。
【0124】
上記第3実施形態以外の各実施形態においても、循環流路に相当する流路上に設けられた吸着器または放熱器に相当する構成は、循環流路上に相当する位置であれば、どこに設けられていても構わず、上記各実施形態において例示したものとほぼ同様の作用、効果を奏するものとなる。
【0125】
なお、図10においては、上記第3実施形態において採用していた第1放熱器33を省略してあるが、これは吸着ゾーン32aを還流路上に移動させたこととは無関係であり、上記第3実施形態と同様に第1放熱器33を採用してもよいのはもちろんである。また、第1送風機37を設ける位置についても、主流路および還流路に空気を流す上で問題がない位置であれば、任意に変更しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の吸着装置の概略構成図である。
【図2】第1実施形態の吸着装置において還流路に空気を流した場合の吸脱着器内温度と出口湿度の変化を示すグラフである。
【図3】第1実施形態の吸着装置において還流路に空気を流さない場合の吸脱着器内温度と出口湿度の変化を示すグラフである。
【図4】第2実施形態の冷房システムの概略構成図である。
【図5】第3実施形態の冷房システムの概略構成図である。
【図6】第4実施形態の冷房システムの概略構成図である。
【図7】第2実施形態の変形例に相当する冷房システムの概略構成図である。
【図8】第4実施形態の変形例に相当する冷房システムの概略構成図である。
【図9】第4実施形態の別の変形例に相当する冷房システムの概略構成図である。
【図10】第3実施形態の変形例に相当する冷房システムの概略構成図である。
【符号の説明】
1・・・吸脱着器、2・・・熱交換器、3・・・第1ダンパー、4・・・第2ダンパー、5・・・送風機、11・・・第1吸脱着器、12・・・第2吸脱着器、13・・・第3吸脱着器、14・・・第4吸脱着器、15・・・第1熱交換器、16・・・第2熱交換器、17・・・第1ダンパー、18・・・第2ダンパー、19・・・第3ダンパー、20・・・第4ダンパー、21・・・第1送風機、22・・・第2送風機、25・・・第5ダンパー、26・・・第6ダンパー、31・・・第1吸脱着ローター、32・・・第2吸脱着ローター、31a,32a・・・吸着ゾーン、31b,32b・・・脱着ゾーン、33・・・第1放熱器、34・・・第2放熱器、35・・・加熱器、36・・・ダンパー、37・・・第1送風機、38・・・第2送風機、41・・・吸脱着ローター、41a,41c・・・吸着ゾーン、41b・・・再生ゾーン、41d・・・冷却ゾーン、42・・・放熱器、43・・・加熱器、44・・・第1ダンパー、45・・・第2ダンパー、46・・・第1送風機、47・・・第2送風機。
Claims (11)
- 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
入口から、前記吸着器、前記放熱器を経て、出口に至る主流路、および、前記放熱器と前記出口との間で前記主流路から分岐して前記入口と前記吸着器との間で前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする吸着装置。 - 前記熱交換媒体の流量を変化させて、前記出口から放出される空気の温度または湿度を制御することを特徴とする請求項1に記載の吸着装置。
- 前記熱交換媒体の温度を変化させて、前記出口から放出される空気の温度または湿度を制御することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の吸着装置。
- 前記還流路を流れる空気の流量を変化させて、前記出口から放出される空気の温度または湿度を制御することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の吸着装置。
- 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる脱着器と、
入口から、前記吸着器、前記放熱器、前記脱着器を経て、出口に至る主流路、および、前記放熱器と前記脱着器との間で前記主流路から分岐して前記入口と前記吸着器との間で前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする冷房システム。 - 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着または該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる第1〜第4吸脱着器と、
流路上流側から流入する空気と熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる第1,第2熱交換器と、
第1出入口から、前記第1吸脱着器、前記第2吸脱着器、前記第1熱交換器、前記第3吸脱着器を経て、第2出入口に至る第1主流路、前記第1熱交換器と前記第3吸脱着器との間で前記第1主流路から分岐して前記第1吸脱着器と前記第2吸脱着器との間で前記第1主流路に合流する第1還流路、および、前記第1出入口から、前記第1吸脱着器、前記第2熱交換器、前記第4吸脱着器を経て、第1排気口に至る第1再生流路、以上3つの流路からなる第1流路群を形成する第1の状態、および、第2出入口から、前記第3吸脱着器、前記第4吸脱着器、前記第2熱交換器、前記第1吸脱着器を経て、第1出入口に至る第2主流路、前記第2熱交換器と前記第1吸脱着器との間で前記第2主流路から分岐して前記第3吸脱着器と前記第4吸脱着器との間で前記第2主流路に合流する第2還流路、および、前記第2出入口から、前記第3吸脱着器、前記第1熱交換器、前記第2吸脱着器を経て、第2排気口に至る第2再生流路、以上3つの流路からなる第2流路群を形成する第2の状態のうち、いずれか一方の状態に切り替え可能な流路形成手段と、
前記第1流路群または前記第2流路群に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする冷房システム。 - 前記第1再生流路が、室外に設けられた前記第1出入口から前記第1吸脱着器を経て前記第2熱交換器に至る流路に加えて、室内の空気を前記第2熱交換器に導入する流路を備えており、前記第2再生流路が、室外に設けられた前記第2出入口から前記第3吸脱着器を経て前記第1熱交換器に至る流路に加えて、室内の空気を前記第1熱交換器に導入する流路を備えており、前記第1熱交換器および第2熱交換器に導入する空気を、室外または室内のいずれから導入するかを切り替え可能に構成されていることを特徴とする請求項6に記載の冷房システム。
- 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン、および流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる脱着ゾーンを有し、回転駆動されるのに伴って前記吸着ゾーンであった部分が徐々に前記脱着ゾーンに移行するとともに、前記脱着ゾーンであった部分が徐々に前記吸着ゾーンに移行する第1,第2吸脱着ローターと、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる第1,第2放熱器と、
流路上流側から流入する空気に熱を加え、該空気を流路下流側へ流出させる加熱器と、
入口から、前記第1吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記第1放熱器、前記第2吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記第2放熱器、前記第1吸脱着ローターの脱着ゾーンを経て、出口に至る主流路、前記第2放熱器と前記第1吸脱着ローターの脱着ゾーンとの間で前記主流路から分岐して前記第1放熱器と前記第2吸脱着ローターの吸着ゾーンとの間で前記主流路に合流する還流路、および、再生空気導入口から、前記加熱器、前記第2吸脱着ローターの脱着ゾーンを経て、排気口に至る再生流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路、前記還流路、および前記再生流路に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする冷房システム。 - 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン、および流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる冷却ゾーンおよび再生ゾーンを有し、回転駆動されるのに伴って前記吸着ゾーンであった部分が徐々に前記冷却ゾーンないし再生ゾーンに移行するとともに、前記冷却ゾーンないし再生ゾーンであった部分が徐々に前記吸着ゾーンに移行する吸脱着ローターと、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
流路上流側から流入する空気に熱を加え、該空気を流路下流側へ流出させる加熱器と、
入口から、前記吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記放熱器、前記吸脱着ローターの冷却ゾーンを経て、出口に至る主流路、前記放熱器と前記吸脱着ローターの冷却ゾーンとの間で前記主流路から分岐して前記入口と前記吸脱着ローターの吸着ゾーンとの間で前記主流路に合流する還流路、および、再生空気導入口から、前記加熱器、前記吸脱着ローターの再生ゾーンを経て、排気口に至る再生流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路、前記還流路、および前記再生流路に空気を流す送風手段とを備えたことを特徴とする冷房システム。 - 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
入口から出口に至る主流路および前記主流路から分岐してその分岐位置よりも主流路上流側となる位置において前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備え、
前記主流路の一部と前記還流路とによって空気を循環させる循環流路を形成するとともに、前記吸着器および前記放熱器は、前記循環流路を流れる空気が内部を通過する位置に設けられていることを特徴とする吸着装置。 - 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着器と、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる脱着器と、
入口から出口に至る主流路および前記主流路から分岐してその分岐位置よりも主流路上流側となる位置において前記主流路に合流する還流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路および前記還流路に空気を流す送風手段とを備え、前記主流路の一部と前記還流路とによって空気を循環させる循環流路を形成するとともに、前記吸着器および前記放熱器は、前記循環流路を流れる空気が内部を通過する位置に設けられ、前記脱着器は、前記循環流路から流出して前記出口へと流れる空気が内部を通過する位置に設けられていることを特徴とする冷房システム。
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