JP2005034838A - 除湿装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】単一の送風回路による簡易で安価な構成において、吸湿領域115に供給する空気と放湿領域116に供給する空気の相対湿度の差を拡大して、効率の良い除湿が行える除湿装置を提供する。
【解決手段】圧縮機101と放熱器102と膨張機構103と吸熱器104を配管接続して冷媒106を充填した冷媒回路105と、吸湿領域115において吸湿し、放湿領域116において放湿する吸放湿手段110を備え、供給手段201により供給される除湿対象空気を放熱器102において冷媒106の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を放湿領域116において吸放湿手段110の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を吸熱器104において冷媒106の吸熱により冷却し、冷却された除湿対象空気を吸湿領域115において吸放湿手段110の吸湿により除湿する。
【選択図】図1

Description

本発明は、放熱器、吸熱器等からなるヒートポンプと、吸着剤や吸収剤を用いて吸放湿を行う吸放湿手段を備えた除湿装置に関する。
従来のヒートポンプと吸放湿手段を備えた除湿装置としては、放熱器、吸放湿手段の放湿部、吸熱器の順に空気を循環させるものがある(例えば、特許文献1参照)。
以下、従来の除湿装置の構成及び動作について図13を参照しながら説明する。
図13において、圧縮機101、放熱器102、膨張機構103、吸熱器104を配管接続した冷媒回路105内には冷媒106が充填されており、充填された冷媒106が、圧縮機101で圧縮されることによって、放熱器102、膨張機構103、吸熱器104の順に冷媒回路105内を循環する。放熱器102および吸熱器104は、循環通路107内に配置されており、循環ファン108によって循環通路107内を循環する循環空気が順次供給される。冷媒回路105内を循環する冷媒106は、吸熱器104では循環空気から吸熱し、放熱器102では循環空気に放熱する。この冷媒106の循環空気に対する吸放熱により、ヒートポンプ109が動作する。また、吸放湿手段110は、吸着剤111が担持されたデシカントローター112を備えており、このデシカントローター112は、一部が循環通路107内の循環空気進行方向における放熱器102の後段且つ吸熱器104の前段に、その他の部分が室内ファン113により送風される除湿対象空気の供給通路114内に配置されている。したがって、デシカントローター112に担持されている吸着剤111は、循環通路107内において循環空気と接触し、供給通路114内においては除湿対象空気と接触する。また、デシカントローター112は図示しない駆動手段により回転しており、この回転によって吸着剤111は、循環通路107での循環空気との接触と供給通路114での除湿対象空気との接触を繰り返すことになる。この吸着剤111は晒される空気の相対湿度に対して保持可能な水分量(最大吸着量)が変化するものであり、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を持つ。したがって、吸着剤111が相対湿度の異なる複数の空気との接触を繰り返せば、各々の相対湿度における吸着剤111の最大吸着量の差に応じて水分の吸着および脱着が行われることになる。ここで、循環ファン108により循環する循環空気は、放熱器102で冷媒106の放熱により加熱され、室内ファン113で供給される除湿対象空気よりも低湿度の空気となってデシカントローター112に供給される。この除湿対象空気と循環空気の相対湿度差によって、吸着剤111は除湿対象空気との接触時に空気中の水分を吸着し、循環空気との接触時に吸着している水分を脱着することになる。このようにして吸放湿手段110は、デシカントローター112の供給通路114内に位置する除湿対象空気との接触部分を吸湿部115、デシカントローター112の循環通路107内に位置する循環空気との接触部分を放湿部116として、除湿対象空気からの吸湿と循環空気への放湿を行う。そして、吸湿部115で吸湿された除湿対象空気は低湿の空気となって除湿対象空間に供給され、放湿部116で放湿された循環空気は高湿の空気となって後段にある吸熱器104に供給される。吸熱器104に供給された循環空気は冷媒106の吸熱によって露点温度以下まで冷却され、この冷却により放湿部116での放湿分が飽和して凝縮する。この凝縮した水の量が除湿装置の除湿量となる。
特開昭63−1423号公報(第2−3頁、第1図)
以上の例では、放熱器(102)、放湿部(116)、吸熱器(104)に空気を循環させ、この循環空気を放熱器(102)で加熱して相対湿度を下げた後に放湿部(116)に供給し、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の相対湿度と差を設けることによって吸放湿手段(110)を動作させ、除湿対象空気から吸湿して除湿するようにしている。しかしながら、前述したように吸放湿手段(110)の吸放湿量、即ち除湿装置の除湿量は吸湿部(115)に供給される除湿対象空気と放湿部(116)に供給される循環空気との相対湿度の差に依存しているため、除湿対象空気の相対湿度が低下すると、循環空気との相対湿度差が縮小して除湿量が減少するという問題点があった。
また、除湿対象空気が低湿の場合に除湿量の低下を抑制する施策として、吸湿部(115)に供給する空気と放湿部(116)に供給する相対湿度の差を拡大する、つまり放湿部(116)に供給する除湿対象空気の温度を更に上昇させ相対湿度を低下させる方法があるが、その場合は、放熱器(102)における冷媒(106)の圧力を上昇させる必要があり、圧縮機(101)の信頼性が低下したり、圧縮比が増加して圧縮効率が低下するという問題点があった。
また、除湿対象空気が低湿の場合に除湿量の低下を抑制する施策として、除湿対象空気の風量を増加させる方法もあるが、この場合は、除湿対象空気の風量増加分だけ、放熱器(102)における放熱量を増加させる、即ち、放熱器(102)を流れる冷媒(106)の循環量を増加させる必要があり、圧縮機(101)の圧縮仕事が増えて消費電力が上昇し、除湿効率(除湿した水分の凝縮潜熱量/除湿に要するエネルギー量)が低下するという問題点があった。
また、除湿対象空気を吸湿部(115)に供給するための供給通路(114)及び室内ファン(113)と、放熱器(102)、放湿部(116)、吸熱器(104)に循環空気を循環させるための循環通路(107)および循環ファン(108)という2系統の送風回路が必要であるため、装置が複雑化して高価になるという問題点もあった。
本発明は上記課題を解決するものであり、簡易で安価な構成において、圧縮機(101)の信頼性を損なうことなく、吸湿部(115)に供給する空気と放湿部(116)に供給する空気の相対湿度の差を拡大し、効率の良い除湿が行える除湿装置を提供することを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明が講じた第1の課題解決手段は、供給空気から吸熱する吸熱器(104)と供給空気に放熱する放熱器(102)とを有するヒートポンプ(109)と、供給空気から吸湿する吸湿部(115)と供給空気に放湿する放湿部(116)とを有する吸放湿手段(110)とを備え、除湿対象空気を前記放熱器(102)の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を前記放湿部(116)の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を前記吸熱器(104)の吸熱により冷却し、冷却した除湿対象空気を前記吸湿部(115)の吸湿により除湿するものである。
また、本発明が講じた第2の課題解決手段は、上記第1の課題解決手段において、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気の絶対湿度が、放熱器(102)に供給される除湿対象空気の絶対湿度より高くなるように、放湿部(116)で除湿対象空気を加湿するものである。
また、本発明が講じた第3の課題解決手段は、上記第1または第2の課題解決手段において、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の相対湿度が、放熱器(102)に供給される除湿対象空気の相対湿度以上となるように、吸熱器(104)で除湿対象空気を冷却するものである。
また、本発明が講じた第4の課題解決手段は、上記第1、第2または第3の課題解決手段において、ヒートポンプ(109)を、圧縮機(101)、放熱器(102)、膨張機構(103)、吸熱器(104)とを備えた蒸気圧縮式ヒートポンプで構成し、前記ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)の放熱により除湿対象空気を加熱するとともに、前記冷媒(106)の吸熱により除湿対象空気の冷却を行うものである。
また、本発明が講じた第5の課題解決手段は、冷媒(106)を圧縮する圧縮機(101)と、前記冷媒(106)が供給空気に放熱する放熱器(102)と、前記冷媒(106)を膨張させて減圧する膨張機構(103)と、前記冷媒(106)が供給空気から吸熱する吸熱器(104)と、前記圧縮機(101)と前記放熱器(102)と前記膨張機構(103)と前記吸熱器(104)を配管接続して前記冷媒(106)を充填した冷媒回路(105)と、相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する吸放湿手段(110)と、前記吸放湿手段(110)が供給空気から吸湿する吸湿部(115)と、前記吸放湿手段(110)が供給空気に放湿する放湿部(116)と、除湿対象空気を前記放熱器(102)、前記放湿部(116)、前記吸熱器(104)、前記吸湿部(115)の順に供給する供給手段(201)とを備えたものである。
また、本発明が講じた第6の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4または第5の課題解決手段において、吸放湿手段(110)は、少なくとも1種類以上の吸着剤(111)が担持されたデシカントローター(112)を備え、吸湿部(115)において前記吸着剤(111)が除湿対象空気中の水分を吸着するともに放湿部(116)において前記吸着剤(111)が保持する水分を除湿対象空気中に脱着するように前記デシカントローター(112)を配し、前記デシカントローター(112)の回転によって、前記吸湿部(115)における水分吸着と前記放湿部(116)における水分脱着を繰り返すように構成されるである。
また、本発明が講じた第7の課題解決手段は、上記第6の課題解決手段において、吸着剤(111)は、少なくとも1種類を高湿度雰囲気における吸湿率が高い特性を有するものにより構成されるものである。
また、本発明が講じた第8の課題解決手段は、上記第6または第7の課題解決手段において、吸着剤(111)は、少なくとも1種類をB型シリカゲルにより構成されるものである。
また、本発明が講じた第9の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7または第8の課題解決手段において、放熱器(102)において加熱されて放湿部(116)に供給される除湿対象空気の温度低下を抑制する温度低下抑制手段(204)を備えたものである。
また、本発明が講じた第10の課題解決手段は、上記第9の課題解決手段において、温度低下抑制手段(204)は、放熱器(102)と放湿部(116)を接近させて配置するように構成されるものである。
また、本発明が講じた第11の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9または第10の課題解決手段において、放熱器(102)の熱放射により放湿部(116)が加熱されるものである。
また、本発明が講じた第12の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10または第11の課題解決手段において、吸熱器(104)において冷却されて吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段(205)を備えたものである。
また、本発明が講じた第13の課題解決手段は、上記第12の課題解決手段において、温度上昇抑制手段(205)は、吸熱器(104)と吸湿部(115)を接近させて配置するように構成されるものである。
また、本発明が講じた第14の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11、第12または第13の課題解決手段において、吸熱器(104)の熱放射により吸湿部(115)が冷却されるものである。
また、本発明が講じた第15の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11、第12、第13または第14の課題解決手段において、吸湿部(115)において除湿された除湿対象空気と、放熱器(102)に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段(206)を備えたものである。
また、本発明が講じた第16の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11、第12、第13、第14または第15の課題解決手段において、放湿部(116)において加湿され吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段(207)を備えたものである。
また、本発明が講じた第17の課題解決手段は、上記第16の課題解決手段において、冷却手段(207)は、放湿部(116)において加湿され吸熱器(104)に供給される除湿対象空気と、放熱器(102)に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段(206)を備えたものである。
また、本発明が講じた第18の課題解決手段は、上記第16または第17の課題解決手段において、冷却手段(207)は、放湿部(116)において加湿され吸熱器(104)に供給される除湿対象空気と除湿装置外部を熱交換する熱交換手段(206)を備えたものである。
また、本発明が講じた第19の課題解決手段は、上記第16、第17または第18の課題解決手段において、冷却手段(207)は、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)を熱伝導の高い材料で形成するものである。
また、本発明が講じた第20の課題解決手段は、上記第19の課題解決手段において、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)は防錆のある金属材料で形成されるものである。
また、本発明が講じた第21の課題解決手段は、上記第19または第20の課題解決手段において、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)の外面に送風するものである。
また、本発明が講じた第22の課題解決手段は、上記第21の課題解決手段において、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)の外面への送風を供給手段(201)により行うものである。
また、本発明が講じた第23の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11、第12、第13、第14、第15、第16、第17、第18、第19、第20、第21または第22の課題解決手段において、ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)が放熱器(102)において超臨界圧力にて放熱を行うものである。
また、本発明が講じた第24の課題解決手段は、上記第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11、第12、第13、第14、第15、第16、第17、第18、第19、第20、第21、第22または第23の課題解決手段において、ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)として二酸化炭素を用いたものである。
次に上記課題解決手段による作用を説明する。
上記第1の課題解決手段では、放熱器(102)と吸熱器(104)を備えたヒートポンプ(109)と吸湿部(115)と放湿部(116)を備えた吸放湿手段(110)が設けられる。放熱器(102)では除湿対象空気に対してヒートポンプ(109)の作動により放熱する。放湿部(116)では放熱器(102)における放熱により加熱した除湿対象空気に対して吸放湿手段(110)が放湿する。吸熱器(104)では放湿部(116)における放湿により加湿した除湿対象空気からヒートポンプ(109)の作動により吸熱する。吸湿部(115)では吸熱器(104)における吸熱により冷却した除湿対象空気から吸放湿手段(110)が吸湿する。このようにして放湿部(116)には放熱器(102)で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部(115)には吸熱器(104)において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給する。これにより、吸湿部(115)と放湿部(116)に供給される空気の相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段(110)の吸放湿量が増大して除湿効率が向上する。
また、上記第2の課題解決手段では、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気の絶対湿度が、放熱器(102)に供給される除湿対象空気の絶対湿度より高くなるように、放湿部(116)で除湿対象空気への加湿が行われる。具体的には、放熱器(102)ではヒートポンプ(109)の作動により、除湿対象空気へ顕熱のみが与えられる。したがって、放熱器(102)において顕熱のみ上昇した除湿対象空気が放湿部(116)に供給される。放湿部(116)では吸放湿手段(110)が除湿対象空気に対して放湿する。この放湿により除湿対象空気は加湿される。この加湿により除湿対象空気中に含まれる水蒸気量が増加するので絶対湿度が上昇する。この絶対湿度が上昇した除湿対象空気が吸熱器(104)に供給される。これにより吸熱器(104)で回収できる凝縮水の量が増加する。この単位時間当たりに回収できる凝縮水量が除湿能力に相当するので、除湿装置の除湿能力が向上する。
また、上記第3の課題解決手段では、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の相対湿度が、放熱器(102)に供給される除湿対象空気の相対湿度以上となるように、吸熱器(104)で除湿対象空気の冷却が行われる。具体的には、吸熱器(104)に供給された除湿対象空気は、吸熱器(104)の冷却によって、まず顕熱の除去が行われる。顕熱除去では、除湿対象空気中に含まれる水蒸気は除去されず温度のみが低下する。この温度低下に応じて除湿対象空気の相対湿度が上昇する。顕熱除去が進み除湿対象空気の温度がその露点温度まで低下すると相対湿度は略百パーセントとなり、更に冷却を行うと飽和状態を維持したまま除湿対象空気中の水蒸気が凝縮して顕熱と潜熱が同時に除去される。このようにして、吸熱器(104)で除湿対象空気をその露点温度以下まで冷却して、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気を飽和状態にし、放熱器(102)に供給される除湿対象空気の相対湿度以上を確保する。これにより吸湿部(115)には、放湿部(116)に供給される除湿対象空気より高い相対湿度の除湿対象空気が常に供給される。したがって、除湿装置が除湿を行う除湿対象の空気状態変化による影響を受け難く、安定した除湿を行う。
また、上記第4の課題解決手段では、ヒートポンプ(109)が、圧縮機(101)、放熱器(102)、膨張機構(103)、吸熱器(104)を備えた蒸気圧縮式ヒートポンプにより構成される。そして、放熱器(102)では、蒸気圧縮式ヒートポンプの作動流体である冷媒(106)の放熱により除湿対象空気を加熱する。放湿部(116)では、放熱器(102)において冷媒(106)の放熱により加熱された除湿対象空気に対して吸放湿手段(110)が放湿する。吸熱器(104)では、吸放湿手段(110)の放湿によって加湿した除湿対象空気を蒸気圧縮式ヒートポンプの作動流体である冷媒(106)の吸熱により冷却する。吸湿部(115)では吸熱器(104)において冷媒(106)の吸熱により冷却された除湿対象空気から吸放湿手段(110)が吸湿する。このようにして放湿部(116)には作動流体である冷媒(106)の放熱により加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部(115)には作動流体である冷媒(106)吸熱により冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給する。これにより、吸湿部(115)と放湿部(116)に供給される空気の相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段(110)の吸放湿量が増大して除湿効率が向上する。
また、上記第5の課題解決手段では、圧縮機(101)、放熱器(102)、膨張機構(103)、吸熱器(104)を配管接続し、冷媒(106)を充填した冷媒回路(105)が設けられ、圧縮機(101)により圧縮された冷媒(106)が放熱器(102)、膨張機構(103)、吸熱器(104)の順に冷媒回路(105)内を循環する。また、供給空気から吸湿する吸湿部(115)と供給空気に放湿する放湿部(116)を備えた吸放湿手段(110)が設けられ、供給手段(201)によって除湿対象空気が放熱器(102)、放湿部(116)、吸熱器(104)、吸湿部(115)の順に供給される。放熱器(102)では、冷媒(106)の放熱により除湿対象空気を加熱し、放湿部(116)では、放熱器(102)において加熱された除湿対象空気に対して吸放湿手段(110)が放湿し、吸熱器(104)では、吸放湿手段(110)の放湿によって加湿した除湿対象空気を冷媒(106)の吸熱により冷却し、吸湿部(115)では吸熱器(104)において冷却された除湿対象空気から吸放湿手段(110)が吸湿する。このようにして放湿部(116)には放熱器(102)で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部(115)には吸熱器(104)において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給する。したがって、吸湿部(115)と放湿部(116)に供給される空気の相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段(110)の吸放湿量が増大して除湿効率が向上する。そして、仮に除湿対象空気の相対湿度が低下しても、吸湿部(115)には常に吸熱器(104)により冷却された高い相対湿度の除湿対象空気が供給されるため、放湿部(116)に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が維持できるので、吸放湿手段(110)の吸放湿量の低下を招かない。
また、上記第6の課題解決手段では、吸放湿手段(110)として吸着剤(111)が担持されたデシカントローター(112)が設けられる。吸着剤(111)は、吸湿部(115)において、吸熱器(104)によって冷却された除湿対象空気と接触するとともに、放湿部(116)において、放熱器(102)により加熱された除湿対象空気と接触する。そして、デシカントローター(112)の回転に伴い、吸着剤(111)は吸湿部(115)における除湿対象空気との接触と放湿部(116)における除湿対象空気との接触を繰り返す。この吸着剤(111)は晒される空気の相対湿度に対して保持可能な水分量(最大吸着量)が変化するものであり、晒される空気の相対湿度が高ければ多くの水分を保持でき、相対湿度が低くなると保持可能な水分量が減少する特性を持つ。したがって、吸着剤(111)が接触を繰り返す吸湿部(115)と放湿部(116)の各々に供給される除湿対象空気の相対湿度が異なれば、各々の相対湿度における吸着剤(111)の最大吸着量の差に応じて水分の吸着および脱着が行われることになる。ここで、放湿部(116)には、放熱器(102)において冷媒(106)の放熱により加熱されて相対湿度が低下した除湿対象空気が供給される。一方、吸湿部(115)には吸熱器(104)において冷媒(106)の吸熱により露点温度以下まで冷却され相対湿度が上昇した除湿対象空気が供給される。したがって、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気と放湿部(116)に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が十分に確保される。これにより、吸湿部(115)における高湿度の除湿対象空気との接触時に吸着剤(111)が除湿対象空気中の水分を吸着し、この吸着した水分を放湿部(116)における低湿度の除湿対象空気との接触時に除湿対象空気中に脱着することになる。
また、上記第7の課題解決手段では、吸着剤(111)の少なくとも1種類は高湿度雰囲気における吸湿率が高い特性を有するものにより構成される。吸湿部(115)に供給される除湿対象空気は、吸熱器(104)により露点温度以下に冷却されることにより極めて高湿度の状態となる。吸着剤(111)は高湿度雰囲気における吸着容量が高いため、高湿度の空気が供給されても直ちに飽和に達しない。したがって、高湿状態の除湿対象空気中から多量な水分を吸着できる。これにより、デシカントローター(112)の吸湿量が増加して除湿効率が向上する。
また、上記第8の課題解決手段では、吸着剤(111)の少なくとも1種類はB型シリカゲルにより構成される。B型シリカゲルは、高湿度雰囲気における最大吸着量が高い特性を有する。吸湿部(115)に供給される除湿対象空気は、吸熱器(104)により露点温度以下に冷却されることにより極めて高湿度の状態となる。B型シリカゲルは高湿度雰囲気における吸着容量が高いため、高湿度の空気が供給されても直ちに飽和に達しない。したがって、高湿状態の除湿対象空気中から多量な水分を吸着できる。これにより、デシカントローター(112)の吸湿量が増加して除湿効率が向上する。
また、上記第9の課題解決手段では、放熱器(102)において加熱された除湿対象空気の温度低下を抑制する温度低下抑制手段(204)が設けられる。放熱器(102)に供給された除湿対象空気は、冷媒(106)の放熱により加熱されて、相対湿度が低下する。相対湿度が低下した除湿対象空気が放湿部(116)に供給されるが、その中途において除湿対象空気の温度が低下すると、除湿対象空気の相対湿度が上昇する。放湿部(116)に供給される除湿対象空気の相対湿度が上昇すると、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が縮小して吸放湿手段(110)の吸放湿量が低下する。しかしながら温度低下抑制手段(204)は、放熱器(102)において加熱された除湿対象空気の温度低下を抑制するものである。これにより、放湿部(116)に供給される除湿対象空気の相対湿度の上昇が抑制される。したがって、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が確保され吸放湿手段(110)の吸放湿量が維持される。
また、上記第10の課題解決手段では、温度低下抑制手段(204)が放熱器(102)と放湿部(116)を接近させて配置することで構成される。放熱器(102)に供給された除湿対象空気は、冷媒(106)の放熱により加熱されて相対湿度が低下する。相対湿度が低下した除湿対象空気が放湿部(116)に供給されるが、その中途において除湿対象空気の温度が低下すると、除湿対象空気の相対湿度が上昇し、吸放湿手段(110)の吸放湿量が低下する。この除湿対象空気の温度低下は、放熱器(102)と放湿部(116)の間における除湿対象空気から外部への熱伝達に起因する。除湿対象空気から外部への熱伝達量は、除湿対象空気と外部との温度差、除湿対象空気と外部との間に介在する隔壁の面積及び熱伝導率が影響する。即ち、除湿対象空気と外部の間に介在する隔壁の面積が大きいと除湿対象空気から外部への熱伝達量が増加して除湿対象空気の温度低下が大きくなる。しかしながら、放熱器(102)と放湿部(116)を接近させて配置することにより、除湿対象空気と外部の間に介在する隔壁の面積が小さくなり、除湿対象空気から外部への熱伝達量が減少する。この熱伝達量の減少により除湿対象空気の温度低下が抑制される。更に放熱器(102)には高温の冷媒(106)が流れている。この高温の冷媒(106)が持つ熱は、除湿対象空気に放熱されるとともに放熱器(102)から放射される。放熱器(102)と放湿部(116)を接近させて配置することにより、放湿部(116)に在る吸放湿手段(110)が放熱器(102)の放射を受けて加熱される。この加熱により吸放湿手段(110)の温度が上昇して放湿が促進される。
また、上記第11の課題解決手段では、放熱器(102)の熱放射により放湿部(116)が加熱される。具体的には、放熱器(102)における作動流体の加熱により放熱器(102)の温度が上昇する。この温度上昇により放熱器(102)から熱が放射される。この放射された熱が放湿部(116)に到達し、放湿部(116)を加熱する。
また、上記第12の課題解決手段では、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段(205)が設けられる。吸熱器(104)に供給された除湿対象空気は、冷媒(106)の吸熱により冷却される。この冷却により除湿対象空気の相対湿度が上昇する。相対湿度が上昇した除湿対象空気が吸湿部(115)に供給されるが、その中途において除湿対象空気の温度が上昇すると、除湿対象空気の相対湿度が低下する。吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の相対湿度が低下すると、放湿部(116)に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が縮小して吸放湿手段(110)の吸放湿量が低下する。しかしながら、温度上昇抑制手段(205)は、吸熱器(104)において冷却された除湿対象空気の温度上昇を抑制するものである。これにより、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の相対湿度の低下が抑制される。したがって、放湿部(116)に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が確保されて吸放湿手段(110)の吸放湿量が維持される。
また、上記第13の課題解決手段では、温度上昇抑制手段(205)が吸熱器(104)と吸湿部(115)を接近させて配置することで構成される。吸熱器(104)に供給された除湿対象空気は、冷媒(106)の吸熱により冷却されて相対湿度が上昇する。相対湿度が上昇した除湿対象空気が吸湿部(115)に供給されるが、その中途において除湿対象空気の温度が上昇すると、除湿対象空気の相対湿度が低下し、吸放湿手段(110)の吸放湿量が低下する。この除湿対象空気の温度上昇は、吸熱器(104)と吸湿部(115)の間における外部から除湿対象空気への熱伝達に起因する。除湿対象空気への熱伝達量は、除湿対象空気と外部との温度差、除湿対象空気と外部との間に介在する隔壁の面積及び熱伝導率が影響する。即ち、除湿対象空気と外部の間に介在する隔壁の面積が大きいと外部から除湿対象空気への熱伝達量が増加して除湿対象空気の温度上昇が大きくなる。しかしながら、吸熱器(104)と吸湿部(115)を接近させて配置することにより、除湿対象空気と外部の間に介在する隔壁の面積が小さくなり、外部から除湿対象空気への熱伝達量が減少する。この熱伝達量の減少により除湿対象空気の温度上昇が抑制される。更に吸熱器(104)には低温の冷媒(106)が流れている。この低温の冷媒(106)が持つ熱は、除湿対象空気から吸熱するとともに吸熱器(104)から放射される。吸熱器(104)と吸湿部(115)を接近させて配置することにより、吸湿部(115)に在る吸放湿手段(110)が吸熱器(104)の放射を受けて冷却される。この冷却により吸放湿手段(110)の除湿対象空気からの吸湿が促進されて吸湿量が増加する。
また、上記第14の課題解決手段では、吸熱器(104)の冷放射により吸湿器(115)が冷却される。具体的には、吸熱器(104)における作動流体の冷却により吸熱器(104)の温度が低下する。この温度低下により吸熱器(104)から冷熱が放射される。この放射された冷熱が吸湿部(115)に到達し、吸湿部(115)を冷却する。
また、上記第15の課題解決手段では、吸湿部(115)において吸湿された除湿対象空気と、放熱器(102)に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段(206)が設けられる。熱交換手段(206)には、吸湿部(115)において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気と放熱器(102)に供給される前の除湿対象空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、吸湿部(115)において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気は、放熱器(102)に供給される除湿対象空気により冷却され、温度が低下して熱交換手段(206)から流出する。また、放熱器(102)に供給される除湿対象空気は、吸湿部(115)において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気により加熱されて熱交換手段(206)から流出する。この加熱した除湿対象空気が放熱器(102)に供給される。放熱器(102)では、除湿量に応じた所定の温度まで除湿対象空気を加熱する。放熱器(102)流入前の除湿対象空気が既に加熱されているので、その分の放熱器102での放熱量が削減される。
また、上記第16の課題解決手段では、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段(207)が設けられる。冷却手段(207)は、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気を冷却する。冷却手段(207)により冷却されて温度が低下した除湿対象空気が吸熱器(104)に供給される。これにより、吸熱器(104)が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。
また、上記第17の課題解決手段では、冷却手段(207)として熱交換手段(206)が設けられる。熱交換手段(206)には、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気と放熱器(102)に供給される前の除湿対象空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気は、放熱器(102)に供給される除湿対象空気により冷却され、温度が低下して熱交換手段(206)から流出する。これにより、吸熱器(104)が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。また、放熱器(102)に供給される除湿対象空気は放湿部(116)において加湿された除湿対象空気により加熱されて熱交換手段(206)から流出する。この加熱した除湿対象空気が放熱器(102)に供給される。放熱器(102)では、除湿量に応じた所定の温度まで除湿対象空気を加熱する。放熱器(102)流入前の除湿対象空気が既に加熱されているので、その分の放熱器102での放熱量が削減される。
また、上記第18の課題解決手段では、冷却手段(207)として熱交換手段(206)が設けられる。熱交換手段(206)には、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気と除湿装置外部の空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気は、除湿装置外部の空気により冷却され、温度が低下して熱交換手段(206)から流出する。これにより、吸熱器(104)が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。
また、上記第19の課題解決手段では、冷却手段(207)として放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)が熱伝導の高い材料により形成される。これにより、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気は熱伝導の高い材料を介して供給通路(202)の周囲の空気により冷却された後に吸熱器(104)に供給される。これにより、吸熱器(104)が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。
また、上記第20の課題解決手段では、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)が防錆のある金属材料で形成される。金属材料は樹脂材料に対し熱伝導率が高いため、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気はこの金属材料を介して供給通路(202)の周囲の空気により冷却された後に吸熱器(104)に供給される。これにより、吸熱器(104)が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。
また、上記第21の課題解決手段では、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)の外面に送風が行われる。この送風される空気により、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気が冷却され、吸熱器(104)に供給される。これにより、吸熱器(104)が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。
また、上記第22の課題解決手段では、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)の外面への送風を供給手段(201)が行う。この供給手段(201)により送風される空気により、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気が冷却され、吸熱器(104)に供給される。これにより、吸熱器(104)が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。したがって、吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下が抑制される。
また、上記第23の課題解決手段では、ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)が放熱器(102)において超臨界圧力にて放熱を行う。即ち、冷媒(106)が放熱器(102)において凝縮しない超臨界サイクルとして動作する。この超臨界サイクルでは放熱器(102)における冷媒温度が比較的高温となる。このため、放熱器(102)において加熱される除湿対象空気の温度も高くなり、放湿部(116)に供給される除湿対象空気の相対湿度が更に低下する。この相対湿度の低下によって、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により、吸放湿手段(110)の吸放湿量が増加して除湿効率が向上する。
また、上記第24の課題解決手段では、ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)として二酸化炭素が用いられる。二酸化炭素は、その物性から臨界圧力よりも高い圧力まで圧縮され、放熱器(102)において凝縮しない超臨界サイクルとして動作する。この超臨界サイクルでは放熱器(102)における冷媒温度が比較的高温となる。このため、放熱器(102)において加熱される除湿対象空気の温度も高くなり、放湿部(116)に供給される除湿対象空気の相対湿度が更に低下する。この相対湿度の低下によって、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が拡大する。この相対湿度の差の拡大により、吸放湿手段(110)の吸放湿量が増加して除湿効率が向上する。
本発明によれば、放湿部(116)には放熱器(102)で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気を供給し、吸湿部(115)には吸熱器(104)において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気を供給できる。これにより、吸湿部(115)と放湿部(116)に供給される空気の相対湿度の差を拡大することができる。この相対湿度の差の拡大によって吸放湿手段(110)の吸放湿量を増大させ、除湿効率を高めることができる。
また、上記第2の課題解決手段によれば、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気の絶対湿度を放熱器(102)に供給される除湿対象空気の絶対湿度より高くすることができる。これにより吸熱器(104)で回収できる凝縮水の量を増加することができる。この単位時間当たりに回収できる凝縮水量が除湿能力に相当するので、除湿装置の除湿能力を向上することができる。
また、上記第3の課題解決手段によれば、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の相対湿度を放熱器(102)に供給される除湿対象空気の相対湿度以上にすることができる。これにより吸湿部(115)には、放湿部(116)に供給される除湿対象空気より高い相対湿度の除湿対象空気を常に供給できるので、除湿装置が除湿を行う除湿対象の空気状態変化による影響を受け難く、安定した除湿を行うことができる。
また、上記第4の課題解決手段によれば、吸熱器(104)において作動流体である冷媒(106)の吸熱によって冷却された除湿対象空気を吸湿部(115)に供給し、放熱器(102)において作動流体である冷媒(106)の放熱によって加熱された除湿対象空気を放湿部(116)に供給することができる。これにより、吸湿部(115)には高い相対湿度の除湿対象空気を供給し、放湿部(116)には低い相対湿度の除湿対象空気を供給することができる。したがって吸湿部(115)に供給される空気と放湿部(116)に供給される空気との相対湿度の差を、放熱器(102)における冷媒(106)の圧力を上昇させずに拡大することができる。これにより、圧縮機(101)の信頼性を確保しつつ吸放湿手段(110)の吸放湿量を増加させ、除湿効率を高めることができる。
また、上記第5の課題解決手段によれば、除湿装置に除湿対象空気を供給する供給手段(201)を、放熱器(102)、放湿部(116)、吸熱器(104)、吸湿部(115)を順に配して除湿対象空気を供給する単一の送風回路から構成することができる。これにより除湿装置を簡易な構成とすることができ、安価にもできる。
また、上記第6の課題解決手段によれば、吸放湿手段(110)としてデシカントローター(112)を用いることにより、デシカントローター(112)の回転という簡単な操作で、吸湿部(115)における吸着剤(111)の水分吸着と、放湿部(116)における吸着剤(111)の水分脱着を容易に繰り返すことができ、除湿装置を安価に構成できる。
また、上記第7の課題解決手段によれば、デシカントローター(112)に担持される吸着剤(111)として、高湿度雰囲気での吸湿率が高い特性を有する吸着剤を用いることができる。これにより、吸湿部(115)には吸熱器(104)で冷却された高湿度の除湿対象空気が供給されるので、吸着剤(111)の高湿度での高い吸湿特性が適合して、吸湿量を高め、除湿効率を向上することができる。
また、上記第8の課題解決手段によれば、デシカントローター(112)に担持される吸着剤(111)として、高湿度の吸湿率が高いB型シリカゲルを用いることができる。これにより、吸湿部(115)には吸熱器(104)で冷却された高湿度の除湿対象空気が供給されるので、B型シリカゲルの高湿度での高い吸湿特性が適合して、吸湿量を高め、除湿効率を向上することができる。
また、上記第9の課題解決手段によれば、温度低下抑制手段(204)を設けることにより、放熱器(102)で加熱された除湿対象空気の温度低下が抑制できる。これにより、放湿部(116)に流入する除湿対象空気の相対湿度の上昇を抑制でき、放湿部(116)における放湿量を確保することができる。
また、上記第10の課題解決手段によれば、温度低下抑制手段(204)を放熱器(102)と放湿部(116)を接近させて配置する構成とすることによって、温度低下抑制手段(204)を安価に構成できる。更に放熱器(102)からの熱放射を吸着剤(111)が保持している水分の脱着促進に利用することができる。
また、上記第11の課題解決手段によれば、放熱器(102)の熱放射により放湿部(116)を加熱することができる。これにより放熱器(102)からの熱放射を吸着剤(111)が保持している水分の脱着促進に利用することができる。
また、上記第12の課題解決手段によれば、温度上昇抑制手段(205)を設けることにより、吸熱器(104)で冷却された除湿対象空気の温度上昇を抑制できる。これにより、吸湿部(115)に流入する除湿対象空気の相対湿度の低下を抑制でき、吸湿部(115)における吸湿量を確保することができる。
また、上記第13の課題解決手段によれば、温度上昇抑制手段(205)を吸熱器(104)と吸湿部(115)を接近させて配置する構成とすることによって、温度上昇抑制手段(205)を安価に構成できる。更に吸熱器(104)からの冷熱放射を除湿対象空気中の水分の吸着促進に利用することができる。
また、上記第14の課題解決手段によれば、吸熱器(104)の冷熱放射により吸湿部(115)を冷却することができる。これにより吸熱器(104)からの冷熱放射を除湿対象空気中の水分の吸着促進に利用することができる。
また、上記第15の課題解決手段によれば、吸湿部(115)において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気と、放熱器(102)に供給される前の除湿対象空気を熱交換手段(206)を設けることにより、放熱器(102)に供給される除湿対象空気の温度を高めて、放熱器(102)の放熱量を削減することができる。これにより放熱に要するエネルギーが削減でき、除湿効率を向上することができる。
また、上記第16の課題解決手段によれば、放湿部(116)において加湿された除湿対象空気を冷却する冷却手段(207)を設けることにより、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却して、吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
また、上記第17の課題解決手段によれば、冷却手段(207)を放湿部(116)において加湿された除湿対象空気と放熱器(102)に供給される前の除湿対象空気を熱交換する熱交換手段(206)によって構成することにより、放熱器(102)に供給される除湿対象空気の温度を高めて、放熱器(102)の放熱量を削減することができる。これにより放熱に要するエネルギーが削減でき、除湿効率を向上することができる。更に、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却して、吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
また、上記第18の課題解決手段によれば、冷却手段(207)を放湿部(116)において加湿された除湿対象空気と除湿装置外部の空気を熱交換するする熱交換手段(206)によって構成することにより、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却することができる。これにより吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
また、上記第19の課題解決手段によれば、冷却手段(207)を放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)を熱伝導の高い材料で形成することによって、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却することができる。これにより吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
また、上記第20の課題解決手段によれば、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)を防錆のある金属材料で形成することによって、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却することができる。これにより吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
また、上記第21の課題解決手段によれば、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)の外面に送風することによって、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却することができる。これにより吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
また、上記第22の課題解決手段によれば、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)の外面への送風を供給手段(201)で行うことによって、吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却することができる。これにより吸熱器(104)の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
また、上記第23の課題解決手段によれば、ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)が放熱器(102)において超臨界圧力にて放熱を行うことにより、放熱器(102)において加熱される除湿対象空気の温度を高くして、相対湿度がより低下した除湿対象空気を放湿部(116)に供給できる。これにより、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気と放湿部(116)に供給される除湿対象空気の相対湿度の差が拡大し、吸放湿手段(110)の吸放湿量が増加して除湿効率を向上することができる。
また、上記第24の課題解決手段によれば、ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)として二酸化炭素を用いることにより、放熱器(102)において加熱される除湿対象空気の温度を高くして、相対湿度がより低下した除湿対象空気を放湿部(116)に供給できる。これにより、吸湿部(115)に供給される除湿対象空気と放湿部(116)に供給される除湿対象空気の相対湿度の差が拡大し、吸放湿手段(110)の吸放湿量が増加して除湿効率を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、従来の例と同一の構成要素については同一の符号を用い、詳細な説明は省略する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施形態1にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。図1において、冷媒106を圧縮する圧縮機101と、冷媒106が供給空気に対して放熱する放熱器102と、冷媒106を膨張させて減圧する膨張機構103と、冷媒106が供給空気から吸熱する吸熱器104と、圧縮機101と放熱器102と膨張機構103と吸熱器104を配管接続して冷媒106を充填した冷媒回路105と、相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する吸放湿手段110と、吸放湿手段110が供給空気から吸湿する吸湿部115と、吸放湿手段110が供給空気に対して放湿する放湿部116と、除湿対象空気を放熱器102、放湿部116、吸熱器104、吸湿部115の順に供給する供給手段201が設けられ、供給手段201として放熱器102、放湿部116、吸熱器104、吸湿部115を順に配した供給通路202と、供給通路202に送風する送風機203を備えた構成としている。また、吸放湿手段110として、少なくとも1種類以上の吸着剤111を担持したデシカントローター112を備え、吸湿部115において吸着剤111が除湿対象空気中の水分を吸着するともに放湿部116において吸着剤111が保持する水分を除湿対象空気中に脱着するようにデシカントローター112を配し、図示しない駆動手段によりデシカントローター112を回転して、吸湿部115における水分吸着と放湿部116における水分脱着を繰り返し為すように構成している。また、放熱器102において加熱されて放湿部116に供給される除湿対象空気の温度低下を抑制する温度低下抑制手段204として、放熱器102と放湿部116を、供給通路202内において接近させて配置している。具体的には、放熱器102と放湿部116が接触しないように所定の間隔を設けるように構成している。更に、吸熱器104において冷却されて吸湿部115に供給される除湿対象空気の温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段205として、吸熱器104と吸湿部115を、供給通路202内において接近させて配置している。具体的には、吸熱器104と吸湿部115が接触しないように所定の間隔を設けつように構成している。次に除湿装置の動作を説明する。
図2は、図1に示した除湿装置の冷媒106の状態変化を示すモリエル線図(圧力−エンタルピ線図)である。図2に示した点A、点B、点C、点Dを矢符で結んだサイクルは、冷媒回路105内を循環する冷媒106の状態変化を示しており、冷媒106は圧縮機101において圧縮されることにより圧力とエンタルピが上昇して点Aから点Bの状態変化を行い、放熱器102において供給される除湿対象空気に対して放熱することによりエンタルピが減少して点Bから点Cの状態となり、膨張機構103において膨張して減圧することにより圧力が低下して点Cから点Dの状態となり、吸熱器104において供給される除湿対象空気から吸熱することによりエンタルピが増加して点Dから点Aの状態に戻る。このような冷媒106の状態変化により、吸熱器104において吸熱し、放熱102において放熱するヒートポンプ109が動作し、この時、点Bと点Cのエンタルピ差に冷媒循環量を乗じた値が放熱器102における放熱量、点Aと点D(点C)のエンタルピ差に冷媒循環量を乗じた値が吸熱器104における吸熱量となり、放熱量と吸熱量の差、即ち点Bと点Aのエンタルピ差に冷媒循環量を乗じた値が圧縮機101の圧縮仕事量になる。
図3は、図1に示した除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図3に示した湿り空気線図において、まず、点aの状態の除湿対象空気が放熱器102に供給され、冷媒106の放熱により加熱されて点bの状態となる。次に放湿部116に供給されてデシカントローター112に担持された吸着剤111が保有している水分を脱着することにより加湿されて、湿度が上昇するとともに温度が低下し点cの状態となる。点cの状態となった除湿対象空気は次に吸熱器104に供給され、冷媒106の吸熱により露点温度以下まで冷却されて点dの飽和状態となる。この時に飽和した水分は凝縮して凝縮水として回収される。最後に除湿対象空気は吸湿部115に供給され、デシカントローター112に担持された吸着剤111が除湿対象空気中の水分を吸着することによって除湿され、湿度が低下するとともに温度が上昇して点eの状態の乾燥空気となる。以上の除湿対象空気の状態変化において、吸熱器104において回収される凝縮水の量は、点cと点dの絶対湿度差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となり、また、点cと点b或いは点cと点aの絶対湿度差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値が放湿部116における放湿量、点dと点eの絶対湿度差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値が吸湿部115における吸湿量となる。放湿部116の出口である点cの状態は理想的には吸湿部115の入口である点dの相対湿度である点C’に、吸湿部115の出口である点eの位置は、放湿部116の入口である点bの相対湿度である点e’に近づく。したがって点dの相対湿度を上昇させ、点bの相対湿度を低下させること、即ち、吸湿部115に供給される点dの空気と放湿部116に供給される点bの空気の相対湿度差を拡大することが吸放湿量を高めることになる。また、点aと点bのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値は放熱器102における放熱量となり、点cと点dのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値は吸熱器104における吸熱量となる。この放熱器102における放熱量および吸熱器102における吸熱量は、図2の冷媒106の状態変化から得られる放熱量および吸熱量と等しくなる。
図4は、図1に示した除湿装置にデシカントローター112に担持する吸着剤111の水蒸気吸着等温線を示した図である。デシカントローター112に担持する吸着剤111としては、吸湿性があってデシカントローター112に担持でき、水分脱着のためにある程度の耐熱性がある物質であれば良く、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機質の吸着型吸湿剤、有機高分子電解質(イオン交換樹脂)などの吸湿剤、塩化リチウムなどの吸収型吸湿剤等を用いることができる。図4に示した水蒸気吸着等温線は、表面に多数のシラノール基を有する多孔質状のシリカゲルのものである。シリカゲルはその製法によって細孔径が異なり、A型は平均細孔直径が約22Å、B型は約70Åのものである。また、その細孔直径の相違により、水蒸気の吸着特性も異なる。シリカゲルは一般的に高湿度で吸着率が高くなる特性を持つが、B型は特に高湿度での吸湿率の高さが顕著である。通常の除湿装置では、除湿可能な除湿対象空気の相対湿度範囲をある程度確保する必要があるため、中間の50%近傍の相対湿度で吸湿率が低下するB型のシリカゲルは吸着剤111として使用し難い。しかしながら本実施形態の除湿装置では、吸湿部115に供給される除湿対象空気は、吸熱器104において露点温度以下に冷却された飽和、即ち相対湿度100%に近い状態で常に供給される。したがって高湿度雰囲気で高い吸湿率を有する吸着剤111、例えば、B型のシリカゲルを用いることにより、吸放湿量を高めることが可能となる。
図5は、図1に示した除湿装置の温度低下抑制手段204及び温度上昇抑制手段205の動作を説明するための湿り空気線図である。温度低下抑制手段204及び温度上昇抑制手段205が動作しない場合には、放熱器102において加熱された点bで示される除湿対象空気は、放湿部116に供給される前に外部、例えば点aで示される除湿装置外部の空気に放熱して温度が下がり、点b’に移動する。また、吸熱器104において冷却された点dで示される除湿対象空気は、吸湿部115に供給される前に外部、例えば点aで示される除湿装置外部の空気から放熱されて温度が上がり、点d’に移動する。放湿部116に供給される除湿対象空気の温度が点bから点b’に低下することにより、相対湿度が上昇する。この放湿部116に供給される除湿対象空気の相対湿度上昇に伴い、点eで示される吸湿部115から流出する除湿対象空気の相対湿度が上昇して点e’の状態となる。また、吸湿部115に供給される除湿対象空気の温度が点dから点d’に上昇することにより、相対湿度が低下する。この吸湿部115に供給される除湿対象空気の相対湿度低下に伴い点cで示される放湿部116から流出する除湿対象空気の相対湿度が低下して点c’の状態となる。吸湿部115から流出する空気の点eから点e’の状態変化に伴う相対湿度上昇は吸湿部115における吸湿量の減少を示しており、放湿部116から流出する空気の点cから点c’の状態変化に伴う相対湿度低下は放湿部116における放湿量の減少を示している。したがって、温度低下抑制手段204及び温度上昇抑制手段205が動作しない場合には、吸放湿手段110の吸放湿量が減少して除湿効率が低下することになる。温度低下抑制手段204及び温度上昇抑制手段205は、このような吸放湿量の減少を抑制する働きを持つ。即ち、温度低下抑制手段204は放熱器102で加熱された除湿対象空気の温度低下を抑制する。つまり、点bから点b’への状態変化を抑制する。これにより吸湿部115から流出する除湿対象空気の相対湿度の上昇が抑制される。つまり点eから点e’への状態変化が抑制される。また、温度上昇抑制手段205は吸熱器104で冷却された除湿対象空気の温度上昇を抑制する。つまり、点dから点d’への状態変化を抑制する。これにより放湿部116から流出する除湿対象空気の相対湿度の低下が抑制される。つまり、点cから点c’への状態変化が抑制される。このようして吸湿部115における吸湿量と放湿部116における放湿量の減少が抑制されて吸放湿手段110の吸放湿量が維持される。温度低下抑制手段204は、具体的には放熱器102と放湿部116を供給通路202内において接近させて配置することにより実現される。これにより放熱器102内を流れる高温の冷媒106からの熱が放湿部116に在るデシカントローター112に放射される。このデシカントローター112に放射される熱は吸着剤111を加熱して吸着剤111が保持している水分の脱着に利用される。また、温度上昇抑制手段205は、具体的には吸熱器104と吸湿部115を供給通路202内において接近させて配置することにより実現される。これにより吸熱器102内を流れる低温の冷媒106からの冷熱が吸湿部115に在るデシカントローター112に放射される。このデシカントローター112に放射される冷熱は吸着剤111を冷却して除湿対象空気中の水分を吸着し易くすることに利用される。なお、温度低下抑制手段204及び温度上昇抑制手段205は、上記構成に限るものではなく、除湿対象空気の外部への放熱及び外部から除湿対象空気への放熱を抑制可能なものであれば良い。例えば、供給通路202を構成する材質を低熱伝導率の樹脂材料で形成したり、或いは供給通路202に断熱材を設けても良い。
以上、説明した構成および動作により、本実施形態の除湿装置は以下の効果を奏するものである。
放湿部116には放熱器102で加熱された低い相対湿度の除湿対象空気、即ち、図3における点bで示される低湿状態の空気を供給し、吸湿部115には吸熱器104において冷却された高い相対湿度の除湿対象空気、即ち、図3における点dで示される飽和状態の空気を供給する。これにより、吸湿部115と放湿部116に供給される空気の相対湿度の差を拡大し、この相対湿度の差の拡大によって吸放湿手段110の吸放湿量を増大させ、除湿効率を高めることができる。
また、吸熱器104に供給される除湿対象空気の絶対湿度、即ち、図3における点cで示される空気の絶対湿度を、放熱器102に供給される除湿対象空気の絶対湿度、即ち、図3における点aで示される空気の絶対湿度より高くすることができる。これにより吸熱器104で回収される凝縮水の量、即ち、図3における点cで示される空気の絶対湿度と点dで示される空気の絶対湿度との差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値を増加することができる。この単位時間当たりに回収できる凝縮水量が除湿能力に相当するので、除湿装置の除湿能力を向上することができる。
また、吸湿部115に供給される除湿対象空気の相対湿度、即ち、図3における点cで示される空気の相対湿度を、放熱器102に供給される除湿対象空気の相対湿度、即ち、図3における点aで示される空気の相対湿度以上にすることができる。これにより吸湿部115には、放湿部116に供給される除湿対象空気より高い相対湿度の除湿対象空気を常に供給できるので、除湿装置が除湿を行う除湿対象の空気状態、即ち、図3における点aの空気状態の変化による影響を受け難く、常に安定した除湿を行うことができる。
また、吸熱器104において作動流体である冷媒106の吸熱、即ち、図2における点Dから点Aの冷媒106の状態変化に伴う吸熱によって冷却された除湿対象空気、即ち、図3における点dで示される空気を吸湿部115に供給し、放熱器102において作動流体である冷媒106の放熱、即ち、図2における点Bから点Cの冷媒106の状態変化に伴う放熱によって加熱された除湿対象空気、即ち、図3における点bで示される空気を放湿部116に供給することができる。これにより、吸湿部115には高い相対湿度の除湿対象空気を供給し、放湿部116には低い相対湿度の除湿対象空気を供給することができる。したがって吸湿部115に供給される空気と放湿部116に供給される空気との相対湿度の差を放熱器102における冷媒106の圧力を上昇させずに拡大することができる。これにより、圧縮機101の信頼性を確保しつつ吸放湿手段110の吸放湿量を増加させて、除湿効率を高めることができる。
また、除湿装置に除湿対象空気を供給する供給手段201を、放熱器102、放湿部116、吸熱器104、吸湿部115を順に配した供給通路202と、供給通路202に送風する送風機203からなる単一の送風回路から構成することができる。したがって除湿装置を簡易に且つ安価に構成できる。
また、吸放湿手段110としてデシカントローター112を用いることにより、デシカントローター112の回転という簡単な操作で、吸湿部115における吸着剤111の水分吸着と、放湿部116における吸着剤111の水分脱着を容易に繰り返すことが可能となり、除湿装置を安価に構成できる。
また、デシカントローター112に担持される吸着剤111として、高湿度雰囲気の吸湿率が高い特性を有するもの、例えば、B型シリカゲルを用いることができる。本除湿装置では、露点温度以下に冷却された高湿度の除湿対象空気が吸湿部115に供給されるので、高湿度雰囲気の吸湿率が高い特性を有するもの、例えば、B型シリカゲルの高湿度での高い吸湿特性が適合して、吸湿量を高め、除湿効率を向上することができる。
また、温度低下抑制手段204を設けることにより、放熱器102で加熱された除湿対象空気の温度低下が抑制できる。即ち、図5における点bから点b’への状態変化を抑制できる。これにより、吸湿部115から流出する除湿対象空気の相対湿度の上昇を抑制でき、即ち、図5における点eから点e’への状態変化を抑制でき、吸湿部115における吸湿量を確保できる。
また、温度低下抑制手段204を供給通路202内において放熱器102と放湿部116を接近されて配置する構成とすることによって、放熱器102からの熱放射を吸着剤111が保持している水分の脱着促進に利用することができる。
また、温度上昇抑制手段205を設けることにより、吸熱器104で冷却された除湿対象空気の温度上昇を抑制できる。即ち、図5における点dから点d’への状態変化を抑制できる。これにより、放湿部116から流出する除湿対象空気の相対湿度の上昇を抑制でき、即ち、図5における点cから点c’への状態変化を抑制でき、放湿部116における放湿量を確保できる。
また、温度上昇抑制手段205を供給通路202内において吸熱器104と吸湿部115を接近させて配置する構成とすることによって、吸熱器104からの冷熱放射を除湿対象空気中の水分の吸着促進に利用することができる。
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施形態2にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。図6において、本発明の除湿装置は、吸湿部115において吸湿された除湿対象空気と、放熱器102に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段206を備えた構成としている。この熱交換手段206は複数の空気の顕熱を交換できるものであれば良く、直交流タイプ、対向流タイプの積層型熱交換器や、蓄熱材を回転させて熱交換を行うユングストローム型の熱交換器を用いることができる。次に除湿装置の動作を説明する。
図7は、図6に示した除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図7に示した湿り空気線図において、熱交換手段206には、点eで示される吸湿部115において吸湿されて温度が上昇した除湿対象空気と点aで示される放熱器102に供給される前の除湿対象空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、吸湿部115において吸湿されて温度が上昇した点eの状態の除湿対象空気は、放熱器102に供給される点aの状態の除湿対象空気により冷却され、温度が低下して点e’の状態の空気となって熱交換手段206から流出する。また、放熱器102に供給される点aの状態の除湿対象空気は吸湿部115において吸湿されて温度が上昇した点eの状態の除湿対象空気により加熱されて点a’の状態となって熱交換手段206から流出する。つまり、放熱器102に供給される前の点aの除湿対象空気が熱交換手段206に供給されることにより加熱されて点a’の状態となり放熱器102に供給される。同一の除湿量を得るのに放熱器102において点bの状態まで加熱を行う。この時の放熱器102の放熱量は、点a’と点bのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となる。熱交換手段206を用いない場合の放熱器102の放熱量が点aと点bのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となるので、その差、点aと点a’のエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値の放熱量を削減することができる。一方、凝縮器102において放熱する冷媒106の放熱量は、図2のモリエル線図に示される点Aと点Dのエンタルピー差に冷媒循環量を乗じた値である吸熱能力と、点Bと点Aのエンタルピー差に冷媒循環量を乗じた圧縮仕事との加算値に等しい。したがって、削減した放熱量に応じて圧縮機101の圧縮仕事を減らすことが可能となる。これにより、圧縮機101の消費電力が削減されて除湿効率を高めることになる。
以上、説明した構成および動作により本実施形態の除湿装置は、吸湿部115において吸湿されて温度が上昇した点eで示される除湿対象空気と、放熱器102に供給される点aで示される除湿対象空気を熱交換手段206によって熱交換することにより、放熱器102に供給される除湿対象空気の温度を高めて、放熱器102の放熱量を削減することができる。これにより圧縮機101の仕事量が減少して消費電力を削減し、除湿効率を高めることができる。
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施形態3にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。図8において、放湿部116において加湿されて吸熱器104に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段207として、放湿部116において加湿されて吸熱器104に供給される除湿対象空気と、放熱器102に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段206を備えた構成としている。この熱交換手段206は複数の空気の顕熱を交換できるものであれば良く、直交流タイプ、対向流タイプの積層型熱交換器や、蓄熱材を回転させて熱交換を行うユングストローム型の熱交換器を用いることができる。また、冷却手段207は、熱交換手段206に限らず、放湿部116において加湿されて吸熱器104に供給される除湿対象空気を冷却できるものであれば良く、ペルチェ素子を用いて冷却したり、熱交換手段を設けて装置外部の空気と熱交換しても良い。また、最も簡易な構成では、放湿部116と吸熱器104を接続する供給通路202を熱伝導の高い材料で形成すれば良い。例えば熱伝導率が高く、防錆のあるアルミニウムやステンレスを用いて放湿部116と吸熱器104間の供給通路202を構成しても良い。その際、供給通路202の外面にも送風機203等で送風を行えば更に冷却を促進できる。次に除湿装置の動作を説明する。
図9は、図8に示した除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図9に示した湿り空気線図において、熱交換手段206には、放湿部116において加湿された点cで示される除湿対象空気と、放熱器102に供給される前の点aで示される除湿対象空気が供給されて熱交換が行われる。即ち、放湿部116において加湿された点cの状態の除湿対象空気は、放熱器102に供給される点aの状態の除湿対象空気により冷却され、温度が低下して点c’の状態となって熱交換手段206から流出する。これにより、吸熱器104が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。即ち点cと点c’のエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値の冷却能力を削減できる。したがって、吸熱器104の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制できる。また、放熱器102に供給される点aの状態の除湿対象空気は放湿部116において加湿された点cの状態の除湿対象空気により加熱されて点a’の状態となって熱交換手段206から流出する。つまり、放熱器102に供給される前の点aの除湿対象空気が熱交換手段206に供給されることにより加熱されて点a’の状態となり放熱器102に供給される。放熱器102では点bの状態まで加熱を行う。この時の放熱器102の放熱量は、点a’と点bのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となる。熱交換手段206を用いない場合の放熱器102の放熱量が点aと点bのエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値となるので、その差、点aと点a’のエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値の放熱量を削減することができる。一方、放熱器102において放熱する冷媒207の放熱量は、図2のモリエル線図に示される点Aと点Dのエンタルピー差に冷媒循環量を乗じた値である吸熱能力と、点Bと点Aのエンタルピー差に冷媒循環量を乗じた圧縮仕事との加算値に等しい。したがって、削減した放熱量に応じて圧縮機101の圧縮仕事を減らすことが可能となる。これにより、圧縮機101の消費電力が削減されて除湿効率を高めることになる。
以上、説明した構成および動作により本実施形態の除湿装置は、放湿部116において加湿された点cで示される除湿対象空気と、放熱器102に供給される前の点aで示される除湿対象空気を熱交換手段206によって熱交換することにより、吸熱器104に供給される除湿対象空気を冷却して、吸熱器104の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制することができる。
また、放湿部116において加湿された点cで示される除湿対象空気と放熱器102に供給される前の点aで示される除湿対象空気を熱交換手段206によって熱交換することにより、放熱器102に供給される除湿対象空気の温度を高めて、放熱器102の放熱量を削減することができる。これにより圧縮機101の仕事量が減少して消費電力を削減し、除湿効率を高めることができる。
(実施の形態4)
図10は、本発明の実施形態4にかかる除湿装置の概略構成を示した図である。図10において、放湿部116において加湿されて吸熱器104に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段207として、放湿部116と吸熱器104を接続する供給通路202の外面に供給手段201の送風機203により除湿装置外部の空気を送風する構成としており、この送風により放湿部116において加湿されて吸熱器104に供給される除湿対象空気を冷却するものである。そして、供給通路202は、熱伝導の高い材料、即ち、熱伝導率が高く防錆のあるアルミニウムやステンレス等の金属材料により形成されており、より熱が伝わり易くしている。なお、供給通路202の部分に放湿部116において加湿されて吸熱器104に供給される除湿対象空気と装置外部との空気を熱交換する熱交換手段206を設けても同様に冷却を行うことができる。その場合、熱交換手段206としては、複数の空気の顕熱を交換できるものであれば良く、直交流タイプ、対向流タイプの積層型熱交換器や、蓄熱材を回転させて熱交換を行うユングストローム型の熱交換器を用いることができる。
図11は、図10に示した除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図である。図11に示した湿り空気線図において、放湿部116において加湿された点cで示される除湿対象空気が、供給通路202において送風機203により送風される装置外部の空気により冷却され、温度が低下して点c’の状態となって吸熱器104に供給される。これにより、吸熱器104が担う除湿対象空気の冷却量が減少する。即ち点cと点c’のエンタルピー差に除湿対象空気の重量換算風量を乗じた値の冷却能力を削減できる。したがって、吸熱器104の冷却能力不足による除湿量の低下を抑制できる。
(実施の形態5)
本発明の実施形態5にかかる除湿装置は、前述の実施形態1、2、3または4にかかる除湿装置の冷媒回路105に充填する冷媒106として二酸化炭素を用いたものである。
図12は、本発明の実施形態4にかかる除湿装置の状態変化を示すモリエル線図(圧力−エンタルピ線図)である。図12に示した点A、点B、点C、点Dを矢符で結んだサイクルは、冷媒回路105内を循環する冷媒106としての二酸化炭素の状態変化を示している。二酸化炭素冷媒は圧縮機101において臨界圧力よりも高い超臨界圧力の点Bまで圧縮される。放熱器102において二酸化酸素冷媒は供給される除湿対象空気に対して放熱するが、超臨界状態であるため放熱しても凝縮はせず、温度が下がって点Bから点Cの状態となる。その後、膨張機構103において膨張して減圧することにより圧力が低下して点Cから点Dの状態となり、吸熱器104において供給される除湿対象空気から吸熱することによりエンタルピが増加して点Dから点Aの状態に戻る。二酸化炭素に例示される超臨界圧力で放熱する冷媒を用いた場合は、圧縮後の放熱器102における温度が高温となるのが特徴である。このため、放熱器102において加熱される除湿対象空気の温度も高くなる。即ち、相対湿度がより低下して放湿部116に供給され、吸湿部115に供給される除湿対象空気との相対湿度の差が拡大することになる。この相対湿度の差の拡大により吸放湿手段110の吸放湿量が増加して除湿効率が向上することになる。
以上のように本発明にかかる除湿装置は、ヒートポンプを用いて吸湿対象空気と放湿対象空気の相対湿度差を拡大することによって除湿効率を向上するものであり、除湿機、乾燥機、空調機、溶剤回収装置等の高効率な除湿機能が所望される用途に適している。
本発明の実施形態1に係る除湿装置の概略構成を示した図 同、除湿装置の冷媒106の状態変化を示すモリエル線図(圧力−エンタルピ線図) 同、除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図 同、除湿装置のデシカントローター112に担持される吸着剤111の水蒸気吸着等温線を示した図 同、除湿装置の温度低下抑制手段204及び温度上昇抑制手段205の動作を説明するための湿り空気線図 本発明の実施形態2に係る除湿装置の概略構成を示した図 同、除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図 本発明の実施形態3に係る除湿装置の概略構成を示した図 同、除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図 本発明の実施形態4に係る除湿装置の概略構成を示した図 同、除湿装置における除湿対象空気の状態変化を示す湿り空気線図 本発明の実施形態5に係る除湿装置の状態変化を示すモリエル線図(圧力−エンタルピ線図) 従来の除湿装置の概略構成を示した図
符号の説明
101 圧縮機
102 放熱器
103 膨張機構
104 吸熱器
105 冷媒回路
106 冷媒
109 ヒートポンプ
110 吸放湿手段
111 吸着剤
112 デシカントローター
115 吸湿部
116 放湿部
201 供給手段
202 供給通路
204 温度低下抑制手段
205 温度上昇抑制手段
206 熱交換手段
207 冷却手段

Claims (24)

  1. 供給空気から吸熱する吸熱器(104)と供給空気に放熱する放熱器(102)とを有するヒートポンプ(109)と、供給空気から吸湿する吸湿部(115)と供給空気に放湿する放湿部(116)とを有する吸放湿手段(110)とを備え、除湿対象空気を前記放熱器(102)の放熱により加熱し、加熱した除湿対象空気を前記放湿部(116)の放湿により加湿し、加湿した除湿対象空気を前記吸熱器(104)の吸熱により冷却し、冷却した除湿対象空気を前記吸湿部(115)の吸湿により除湿することを特徴とする除湿装置。
  2. 吸熱器(104)に供給される除湿対象空気の絶対湿度が、放熱器(102)に供給される除湿対象空気の絶対湿度より高くなるように、放湿部(116)で除湿対象空気を加湿することをを特徴とする請求項1記載の除湿装置。
  3. 吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の相対湿度が、放熱器(102)に供給される除湿対象空気の相対湿度以上となるように、吸熱器(104)で除湿対象空気を冷却することを特徴とする請求項1または2記載の除湿装置。
  4. ヒートポンプ(109)を、圧縮機(101)、放熱器(102)、膨張機構(103)、吸熱器(104)とを備えた蒸気圧縮式ヒートポンプで構成し、前記ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)の放熱により除湿対象空気を加熱するとともに、前記冷媒(106)の吸熱により除湿対象空気の冷却を行うことを特徴とする請求項1、2または3記載の除湿装置。
  5. 冷媒(106)を圧縮する圧縮機(101)と、前記冷媒(106)が供給空気に放熱する放熱器(102)と、前記冷媒(106)を膨張させて減圧する膨張機構(103)と、前記冷媒(106)が供給空気から吸熱する吸熱器(104)と、前記圧縮機(101)と前記放熱器(102)と前記膨張機構(103)と前記吸熱器(104)を配管接続して前記冷媒(106)を充填した冷媒回路(105)と、相対的に湿度の高い空気から吸湿して相対的に湿度の低い空気に対して放湿する吸放湿手段(110)と、前記吸放湿手段(110)が供給空気から吸湿する吸湿部(115)と、前記吸放湿手段(110)が供給空気に放湿する放湿部(116)と、除湿対象空気を前記放熱器(102)、前記放湿部(116)、前記吸熱器(104)、前記吸湿部(115)の順に供給する供給手段(201)とを備えたことを特徴とする除湿装置。
  6. 吸放湿手段(110)は、少なくとも1種類以上の吸着剤(111)が担持されたデシカントローター(112)を備え、吸湿部(115)において前記吸着剤(111)が除湿対象空気中の水分を吸着するともに放湿部(116)において前記吸着剤(111)が保持する水分を除湿対象空気中に脱着するように前記デシカントローター(112)を配し、前記デシカントローター(112)の回転によって、前記吸湿部(115)における水分吸着と前記放湿部(116)における水分脱着を繰り返すように構成されることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載の除湿装置。
  7. 吸着剤(111)は、少なくとも1種類を高湿度雰囲気における吸湿率が高い特性を有するものにより構成されることを特徴とする請求項6記載の除湿装置。
  8. 吸着剤(111)は、少なくとも1種類をB型シリカゲルにより構成されることを特徴とする請求項7または6記載の除湿装置。
  9. 放熱器(102)において加熱されて放湿部(116)に供給される除湿対象空気の温度低下を抑制する温度低下抑制手段(204)を備えたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7または8記載の除湿装置。
  10. 温度低下抑制手段(204)は、放熱器(102)と放湿部(116)を接近させて配置するように構成されることを特徴とする請求項9記載の除湿装置。
  11. 放熱器(102)の熱放射により放湿部(116)が加熱されることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9または10記載の除湿装置。
  12. 吸熱器(104)において冷却されて吸湿部(115)に供給される除湿対象空気の温度上昇を抑制する温度上昇抑制手段(205)を備えたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10または11記載の除湿装置。
  13. 温度上昇抑制手段(205)は、吸熱器(104)と吸湿部(115)を接近させて配置するように構成されることを特徴とする請求項12記載の除湿装置。
  14. 吸熱器(104)の冷熱放射により吸湿部(115)が冷却されることを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12または13記載の除湿装置。
  15. 吸湿部(115)において除湿された除湿対象空気と、放熱器(102)に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段(206)を備えたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13または14記載の除湿装置。
  16. 放湿部(116)において加湿され吸熱器(104)に供給される除湿対象空気を冷却する冷却手段(207)を備えたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14または15記載の除湿装置。
  17. 冷却手段(207)は、放湿部(116)において加湿され吸熱器(104)に供給される除湿対象空気と、放熱器(102)に供給される除湿対象空気とを熱交換する熱交換手段(206)を備えたことを特徴とする請求項16記載の除湿装置。
  18. 冷却手段(207)は、放湿部(116)において加湿され吸熱器(104)に供給される除湿対象空気と除湿装置外部の空気とを熱交換する熱交換手段(206)を備えたことを特徴とする請求項16または17記載の除湿装置。
  19. 冷却手段(207)は、放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)を熱伝導の高い材料で形成することを特徴とする請求項16、17または18記載の除湿装置。
  20. 放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)は、防錆のある金属材料で形成されることを特徴とする請求項19記載の除湿装置。
  21. 放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)の外面に送風することを特徴とする請求項19または20記載の除湿装置。
  22. 放湿部(116)と吸熱器(104)を接続する供給通路(202)の外面への送風を供給手段(201)により行うことを特徴とする請求項21記載の除湿装置。
  23. ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)が放熱器(102)において超臨界圧力にて放熱を行うことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21または22記載の除湿装置。
  24. ヒートポンプ(109)の作動流体である冷媒(106)として二酸化炭素を用いたことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22または23記載の除湿装置。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006220385A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 除湿装置
EP1772681A2 (en) * 2005-10-07 2007-04-11 Japan Exlan Company Limited A desiccant air-conditioning system
JP2007181792A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 除湿装置
JP2008304113A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Shin Nippon Air Technol Co Ltd 調湿空調システム
WO2012073386A1 (ja) 2010-12-02 2012-06-07 三菱電機株式会社 除湿装置
WO2013014708A1 (ja) * 2011-07-27 2013-01-31 三菱電機株式会社 調湿装置及び空気調和システム
JP2015190729A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 大阪瓦斯株式会社 空調システム
US10086328B2 (en) 2014-09-03 2018-10-02 Sharp Kabushiki Kaisha Humidity controlling apparatus
US10265656B2 (en) 2014-10-16 2019-04-23 Sharp Kabushiki Kaisha Water absorbent material, dehumidification device, and dehumidification method
US10539334B2 (en) 2014-10-29 2020-01-21 Sharp Kabushiki Kaisha Hygroscopic material and dehumidifier using same
US11007475B2 (en) 2015-05-29 2021-05-18 Sharp Kabushiki Kaisha Dehumidification device and dehumidification method
JP7445832B2 (ja) 2020-02-28 2024-03-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 除湿装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101989428B1 (ko) * 2015-11-04 2019-06-14 한국과학기술연구원 습기 및 열 교환기

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS631423A (ja) * 1986-06-20 1988-01-06 Daikin Ind Ltd 除湿装置
JPH07253254A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Toshiba Corp 熱搬送装置
JPH0971410A (ja) * 1995-09-04 1997-03-18 Doukai Kagaku Kogyo Kk 高吸湿性シリカゲル
US6094835A (en) * 1998-12-14 2000-08-01 University Of Central Florida Heat pump dryer with desciccant enhanced moisture removal
JP2001293324A (ja) * 2000-04-14 2001-10-23 Denso Corp 除湿装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS631423A (ja) * 1986-06-20 1988-01-06 Daikin Ind Ltd 除湿装置
JPH07253254A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Toshiba Corp 熱搬送装置
JPH0971410A (ja) * 1995-09-04 1997-03-18 Doukai Kagaku Kogyo Kk 高吸湿性シリカゲル
US6094835A (en) * 1998-12-14 2000-08-01 University Of Central Florida Heat pump dryer with desciccant enhanced moisture removal
JP2001293324A (ja) * 2000-04-14 2001-10-23 Denso Corp 除湿装置

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006220385A (ja) * 2005-02-14 2006-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 除湿装置
EP1772681A2 (en) * 2005-10-07 2007-04-11 Japan Exlan Company Limited A desiccant air-conditioning system
JP2007181792A (ja) * 2006-01-10 2007-07-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 除湿装置
JP4665767B2 (ja) * 2006-01-10 2011-04-06 パナソニック株式会社 除湿装置
JP2008304113A (ja) * 2007-06-07 2008-12-18 Shin Nippon Air Technol Co Ltd 調湿空調システム
WO2012073386A1 (ja) 2010-12-02 2012-06-07 三菱電機株式会社 除湿装置
JP5797205B2 (ja) * 2010-12-02 2015-10-21 三菱電機株式会社 除湿装置
US9234667B2 (en) 2010-12-02 2016-01-12 Mitsubishi Electric Corporation Dehumidifying system
US9297546B2 (en) 2011-07-27 2016-03-29 Mitsubishi Electric Corporation Humidity control apparatus and air-conditioning system
WO2013014708A1 (ja) * 2011-07-27 2013-01-31 三菱電機株式会社 調湿装置及び空気調和システム
JP2015190729A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 大阪瓦斯株式会社 空調システム
US10086328B2 (en) 2014-09-03 2018-10-02 Sharp Kabushiki Kaisha Humidity controlling apparatus
US10265656B2 (en) 2014-10-16 2019-04-23 Sharp Kabushiki Kaisha Water absorbent material, dehumidification device, and dehumidification method
US10539334B2 (en) 2014-10-29 2020-01-21 Sharp Kabushiki Kaisha Hygroscopic material and dehumidifier using same
US11007475B2 (en) 2015-05-29 2021-05-18 Sharp Kabushiki Kaisha Dehumidification device and dehumidification method
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