JP2006170518A - 除加湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヒータによるエネルギー入力量が少なく、調湿部材に接触させる加湿側空気の温度が低いにもかかわらず、単位時間当たりの加湿量の多い除加湿装置を提供。
【解決手段】 除湿側吸気ダクト３から取り込んだ空気を排気ダクト２４に送る除湿側流路８と、加湿側吸気ダクト４から取り込んだ空気を給気ダクト２９に送る加湿側流路９と、除湿側流路８及び加湿側流路９に流れる空気が通過する、疎水性吸着剤を内蔵した調湿部材１１と、除湿側流路８を通過する空気を排気ダクト２４に送る除湿側送風機２０と、加湿側流路９を通過する空気を給気ダクト２９に送る加湿側送風機２７とを備えてなり、調湿部材１１を回転させて、除湿側流路８を通過する空気中の水分を疎水性吸着剤に吸着させる一方で、加湿側流路９を通過する空気中に疎水性吸着剤から水分を放出させるようにしたことを特徴とする除加湿装置１。
【選択図】 図１

Description

本発明は、疎水性吸着剤を内蔵した調湿部材を備えた除加湿装置に関するものである。

最近では、室内の除湿や、加湿、換気を行うにあたり、デシカント除加湿装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。デシカント除加湿装置とは、デシカント（吸着剤または除湿剤）を用いる除加湿装置である。水分を吸着したデシカントは、除湿能力が低下するので、これを加熱することにより、空気中に水分を蒸発させてデシカントを再生する。この動作を交互に繰り返して行うことにより、除湿・加湿を行う装置である。図３に、従来のデシカント除加湿装置の一例を示す。

図３に示したデシカント除加湿装置１００では、デシカント（吸着剤）を内蔵した調湿部材１１１に、二系統の空気を通流させて、この調湿部材１１１を回転させることにより、空気中の水分の吸着（除湿）と放出（脱着）を行っている。図３中の矢印は、空気の流れを表す。この空気の流れは、外気１３０を取り込んで、調湿部材１１１で除湿させた乾燥空気１５０を室外に排気する系統と、室内空気１４０を取り込んで、調湿部材１１１で加湿させた湿潤空気１６０を室内に給気する系統とに分かれている。

また、調湿部材１１１は、乾燥機能ゾーン１１１Ａと加湿機能ゾーン１１１Ｄと熱回収機能ゾーン１１１Ｐとに区画されていて、調湿部材１１１を回転することにより、乾燥機能ゾーン１１１Ａから加湿機能ゾーン１１１Ｄへと、また加湿機能ゾーン１１１Ｄから熱回収機能ゾーン１１１Ｐへと、さらに熱回収機能ゾーン１１１Ｐから乾燥機能ゾーン１１１Ａへと、順次変化するようになっている。

この乾燥機能ゾーン１１１Ａとは、室外から取り込んだ温度の低い外気１３０を通過させ、その空気に含まれる水分を吸着して取り除く機能を発揮するゾーンである。加湿機能ゾーン１１１Ｄとは、ヒータ１２６で加熱して温度の上昇した空気を通過させ、その空気に水分を与えて湿潤化を図ると共に、調湿部材１１１を再生して、その吸着機能を回復させるゾーンである。また、熱回収機能ゾーン１１１Ｐとは、温度の低い室内空気１４０を、温度上昇した調湿部材１１１に通過させて、その空気の温度を高めると共に調湿部材１１１の温度を下げる機能を発揮するゾーンである。

このデシカント除加湿装置１００では、外気１３０は、調湿部材１１１の乾燥機能ゾーン１１１Ａを通過して、その空気中の水分が吸着剤に吸着されることにより、乾燥空気１５０となり、送風機１２０にて室外に排出される。一方、室内空気１４０は、調湿部材１１１の熱回収機能ゾーン１１１Ｐを通過し、まず調湿部材１１１の温度を下げる。その後、ヒータ１２６で加熱され、調湿部材１１１の加湿機能ゾーン１１１Ｄを通過して、その空気中に吸着剤から水分を放出させることにより、湿潤空気１６０となり、送風機１２７にて室内に供給される。この動作を交互に繰り返して行うことにより、湿度調整を行うようになっている。

従来のデシカント除加湿装置では、吸着剤として、シリカゲル、ゼオライト等が使用されている。例えば、図４は、親水性ゼオライトと疎水性ゼオライトの吸湿特性を示したグラフである。図４に示したように、親水性ゼオライトの方が疎水性ゼオライトよりも吸湿量は多い。このため、調湿部材に内蔵させる吸着剤材料としては、疎水性ゼオライトではなく、親水性ゼオライトを用いるのが一般的である。

親水性ゼオライトを調湿部材に用いた従来のデシカント除加湿装置の運転条件としては、単位時間当たりの加湿量（湿潤空気中の水分量）を多くするためには、加湿側風量を多くすると共に、除湿と加湿でその吸湿量の差が大きくなるように、装置を運転するのが一般的である。

例えば、除湿側空気通気路には外気を導入するため、その相対湿度は６０〜９０％近くとなり、この空気から吸着剤への水分の吸着が行われる。一方、加湿側空気通気路に導入する空気は、水分を吸着している吸着剤からその放出を充分に行わせるため、除湿と加湿の吸湿量の差を大きく取る点から、できる限り相対湿度の低い空気であることが好ましい。例えば、相対湿度が５％程度である。このような低湿度の空気を外気または室内空気から作り出すには、空気をヒータで加熱してから調湿部材に導入する必要があり、１５０〜２００℃程度に加熱しているのが一般的である。そのため、単位時間当たりの加湿量を多くするには、加湿側風量を多くすると、それに伴ってヒータによるエネルギー入力量も多くしなければならず、多大なエネルギーを要するという問題があった。

また、このような１５０〜２００℃の高温の空気を調湿部材に接触させ、加湿を行い続けると、調湿部材の温度が上昇し過ぎて、除湿の際の水分の吸着能力が低下してしまう。このため、調湿部材を冷却する必要があり、従来のデシカント除加湿装置１００では、上述した図３で説明したような熱回収機能ゾーン１１１Ｐを調湿部材１１１の一区画に設けている。調湿部材１１１に熱回収機能ゾーン１１１Ｐを設けると、乾燥機能ゾーン１１１Ａと加湿機能ゾーン１１１Ｄに割り当てられる区画体積が必然的に減少するため、除湿側および加湿側の風量を多く取れないという問題があった。
特開平１１−２４１８３７号公報

上述した問題は、そもそも吸着剤として親水性ゼオライト等の親水性材料を用いていることから起る問題である。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、ヒータによるエネルギー入力量が少なく、調湿部材に接触させる加湿側空気の温度が低いにもかかわらず、単位時間当たりの加湿量の多い除加湿装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討の結果、除加湿装置の吸着剤として疎水性材料を用いると、ヒータによるエネルギー入力量が少なくても加湿量を多くできることを見出した。

かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、除湿側吸気ダクトから取り込んだ空気を排気ダクトに送る除湿側流路と、加湿側吸気ダクトから取り込んだ空気を給気ダクトに送る加湿側流路と、前記除湿側流路及び前記加湿側流路に流れる空気が通過する、疎水性吸着剤を内蔵した調湿部材と、前記除湿側流路を通過する空気を前記排気ダクトに送る除湿側送風機と、前記加湿側流路を通過する空気を前記給気ダクトに送る加湿側送風機とを備えてなり、前記調湿部材を回転させて、前記除湿側流路を通過する空気中の水分を前記疎水性吸着剤に吸着させる一方で、前記加湿側流路を通過する空気中に前記疎水性吸着剤から水分を放出させるようにしたことを特徴とする除加湿装置である。

請求項２にかかる発明は、前記調湿部材が、空気中の水分を吸着する除湿ゾーンと空気中の水分を放出する加湿ゾーンのみに分かれ、熱回収ゾーンを有しない請求項１に記載の除加湿装置である。

請求項３にかかる発明は、前記加湿側流路に温度１０〜４０℃、相対湿度１０〜５０％の空気を導入し、前記調湿部材を通過させて加湿を行う請求項１又は２に記載の除加湿装置である。

本発明によれば、疎水性吸着剤を内蔵した調湿部材を用いることにより、ヒータによるエネルギー入力量が少なく、調湿部材に接触させる加湿側空気の温度が低いにもかかわらず、単位時間当たりの加湿量を０．５ｋｇ／時間以上とすることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る除加湿装置の例を図面に示し、詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る除加湿装置を示す斜視図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る除加湿装置の図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。この除加湿装置１は、直方体状のケース２と、その内部に長手方向に沿って設けた仕切り板７と、円柱形状の調湿部材１１と、除湿側送風機２０と、加湿側送風機２７と、ヒータ２６とから概略構成されている。

ケース２の内部に、その長手方向に沿って設けられた仕切り板７は、ケース２内部の空間を分割して、除湿側流路８と、加湿側流路９とに区画している。図１及び図２では、除湿側流路８と加湿側流路９とがほぼ同体積となるよう、１枚の平板状の仕切り板７で区画されているが、仕切り板を屈曲させて、または複数枚組合わせて、除湿側流路８の体積が加湿側流路９のそれよりも大きくなるように区画してもよい。この仕切り板７の中央付近には、切欠き部１０が形成されている。

除湿側流路８には、ケース２の側面２ａに除湿側吸気ダクト３が設けられている。この除湿側吸気ダクト３は、主に外気を取り込むためのものである。除湿側流路８内には、除湿側吸気ダクト３の下流に沿って、調湿部材１１の除湿ゾーン１１Ａと、除湿側送風機２０と、排気ダクト２４とが、この順に配置されている。

除湿側送風機２０は、その内部に羽根車が回転自在に設けられた吸い込み型のファンである。排気ダクト２４内には、流量調整手段としてのダンパー２５が設けられており、このダンパー２５は、排気口５からの排気量が所定量になるように、回転角度が予め調整されている。これにより、除湿側流路８では、除湿側吸気ダクト３から取り込まれた空気は、調湿部材１１の除湿ゾーン１１Ａを通過して、除湿側送風機２０に吸い込まれ、排気ダクト２４の排気口５から室外または室内に排出されるようになっている。

また、加湿側流路９には、ケース２の側面２ａに加湿側吸気ダクト４が設けられている。この加湿側吸気ダクト４は、主に外気を取り込むためのものである。加湿側流路９内には、加湿側吸気ダクト４の下流に沿って、ヒータ２６と、調湿部材１１の加湿ゾーン１１Ｄと、加湿側送風機２７と、給気ダクト２９とが、この順に配置されている。

ヒータ２６は、電気や、温水、蒸気等を用いて空気を加熱する加熱源である。加湿側送風機２７は、除湿側送風機２０と同様の吸い込み型のファンである。給気ダクト２９内には、流量調整手段としてのダンパー３０が設けられており、このダンパー３０は、給気口６からの給気量が所定量になるような回転角度、例えば、前記した除湿側送風機２０側のダンパー２５よりも流路面積が小さくなるような回転角度に、予め調整されている。加湿側送風機２７側のダンパー３０の方を、除湿側送風機２０側のダンパー２５よりも流路面積が小さくなるような回転角度に調整することにより、加湿側風量を除湿側のそれよりも少なくすることができ、加湿側流路９を通過する空気への吸着剤からの水分の放出を確実に行わせることができる。

また、加湿側流路９では、加湿側吸気ダクト４から取り込まれた空気は、ヒータ２６で加熱された後、調湿部材１１の加湿ゾーン１１Ｄを通過して、加湿側送風機２７に吸い込まれ、給気ダクト２９の給気口６から室内に供給されるようになっている。

調湿部材１１は、仕切り板７に挟まれ、この仕切り板７と軸線を一致させた状態で切欠き部１０に設けられている。調湿部材１１の前面１２及び後面１３は、除湿側流路８と加湿側流路９とに直交していて、除湿側流路８及び加湿側流路９を通過する空気と接触できるようになっている。

調湿部材１１の外周部分は支持部１４に回転自在に支持されている。この外周部分は、図示していないドライブモータの回転軸に連結されており、ドライブモータの回転に伴って、除湿側流路８及び加湿側流路９の長手方向と平行な軸線回りに、調湿部材１１が、２０ｒｐｈという低速で連続的に回転するようになっている。また、調湿部材１１は、除湿側流路８を流れる空気と接する除湿ゾーン１１Ａと、加湿側流路９を流れる空気と接する加湿ゾーン１１Ｄとに区画されている。

本実施形態の調湿部材１１は、その外形が略円柱形状を有し、例えば、ハニカム構造等、通気が可能な構造になっており、疎水性材料からなるデシカント（吸着剤）が内蔵されている。このような調湿部材としては、例えばデシカントロータが挙げられる。調湿部材の形状は、円柱形状または円筒形状の他、多角柱形状であってもよい。そのなかでも、調湿部材としては、円筒形状、ハニカム構造であるのが好ましい。また、疎水性吸着剤としては、疎水性シリカゲル、疎水性ゼオライトが挙げられる。そのなかでも、疎水性ゼオライトが好ましい。

疎水性ゼオライトとは、一般式Ｍ_２／ｎＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・ｘＳｉＯ_２・ｙＨ_２Ｏ（ｎは陽イオンＭの価数、ｘは２以上の数、ｙは０以上の数）で表される結晶性含水アルミノケイ酸塩のうち、ｘで表されるシリカ／アルミナ比（Ｓｉ／Ａｌ比）が高いものである。シリカ／アルミナ比が高くなるにつれて疎水性が高まるのは、ゼオライトの表面極性が弱くなり極性物質（例えば水）との親和性が低下するためである。

具体的には、Ｆａｕｊａｓｉｔｅ構造（Ｘ，Ｙ）型ゼオライト（Ｓｉ／Ａｌ比２〜６）、ＭＦＩ構造（ＺＳＭ−５）型ゼオライト（Ｓｉ／Ａｌ比１０〜数千）、Ｍｏｒｄｅｎｉｔｅ型ゼオライト（Ｓｉ／Ａｌ比１０〜３００）、Ｌ型ゼオライト（Ｓｉ／Ａｌ比５〜１０）、Ｆｅｒｒｉｅｒｉｔｅ型ゼオライト（Ｓｉ／Ａｌ比１５〜２０）、Ｂｅｔａ型ゼオライト（Ｓｉ／Ａｌ比２５〜５００）等が挙げられる。

疎水性吸着剤を用いることにより、ヒータ２６によるエネルギー入力量が少なく、調湿部材１１に接触させる加湿側空気の温度が従来の場合よりも低いにもかかわらず、単位時間当たりの加湿量を０．５ｋｇ／時間以上とすることができる。この理由については、後述する。

また、この調湿部材１１は、空気中の水分を吸着する除湿ゾーン１１Ａと空気中の水分を放出する加湿ゾーン１１Ｄのみに分かれ、熱回収ゾーンを有しないのが好ましい。熱回収ゾーンとは、温度の低い空気を温度上昇した調湿部材に通過させて、その空気の温度を高めると共に調湿部材の温度を下げる機能を発揮するゾーンをいう。従来のデシカント除加湿装置において、熱回収ゾーンを設けているのは、加湿側で調湿部材の加湿ゾーンに１５０〜２００℃の高温の空気を導入することにより、調湿部材の温度が上昇し過ぎて、除湿側の水分吸着量が減少するのを防止するため、調湿部材を冷却しているからである。

本実施形態の除加湿装置１では、調湿部材１１の加湿ゾーン１１Ｄに導入する空気の温度が低く、調湿部材１１の過熱現象は起らないため、熱回収ゾーンを設ける必要がない。調湿部材１１に熱回収ゾーンを設けないことにより、加湿側および除湿側の風量を、従来の装置のそれらよりも多くすることができる。

また、調湿部材１１の除湿ゾーン１１Ａと加湿ゾーン１１Ｄとの体積比は、熱回収ゾーンを有しない点から、３：１とするのが好ましい。体積比を３：１とすることにより、加湿側の風量を除湿側のそれよりも少なくして、通過する加湿側空気に吸着剤からの水分の放出を確実に行わせることができる。

また、本実施形態では、除湿側流路８を流れる空気の向きと、加湿側流路９を流れる空気の向きとが、同一方向となっている。

従来のデシカント除加湿装置１００では、図３に示したように、乾燥空気１５０を室外に排気する系統の空気の流れ方向と、湿潤空気１６０を室内に給気する系統の空気の流れ方向とが反対方向（対向流）になるのが一般的である。このため、除加湿装置１００内では、両者の空気の通気路を区切るための仕切り板（図示せず）が設けられている。

しかしながら、従来のデシカント除加湿装置１００にあっては、この仕切り板を挟んで、各通気路間の静圧差が大きくなり、この静圧差によって、空気が、調湿部材１１１と仕切り板との間の隙間を通って、一方の高圧側（上流側）の通気路から、もう一方の低圧側（下流側）の通気路に向かって混入してしまうという問題がある。このような空気の混入が生じると、例えば、湿潤空気１６０を室内に給気する系統の空気通気路の調湿部材１１１下流側に、乾燥空気１５０を室外に排気する系統の空気通気路上流側からの加湿されていない外気１３０が混入するので、湿潤空気１６０の湿度が下がり、加湿能力の低下を招くという問題がある。

ところが、本実施形態では、除湿側流路８を流れる空気の向きと、加湿側流路９を流れる空気の向きとを同一方向としているため、除湿側流路８を流れる空気と加湿側流路９を流れる空気との混入は生じないことを、以下に説明する。

図２を参考にして、この除加湿装置１で調湿部材１１の上流・下流における静圧を比較すると、除湿側流路８では、調湿部材１１の上流側の静圧Ｐ１は略大気圧であり、下流側の静圧Ｐ２（負圧）よりも高くなる。同様に、加湿側流路９では、調湿部材１１の上流側の静圧Ｐ３は略大気圧であり、下流側の静圧Ｐ４（負圧）よりも高くなる。

したがって、除湿側流路８を流れる空気の向きと、加湿側流路９を流れる空気の向きとが同一方向であると、調湿部材１１の上流側の静圧Ｐ１と静圧Ｐ３との差は、従来のような対向流の場合に比べて小さくなる。同様に、調湿部材１１の下流側の静圧Ｐ２と静圧Ｐ４との差も、従来のような対向流の場合に比べて小さくなる。このため、調湿部材１１の前面１２と仕切り板７との間の隙間から漏れて混入する空気の量は、少なくなる。また、調湿部材１１の後面１３と仕切り板７との間の隙間から漏れて混入する空気の量も少なくなる。

このように、除湿側流路８を流れる空気の向きと、加湿側流路９を流れる空気の向きとを同一方向とすることにより、除湿側流路８と加湿側流路９との間での空気の漏れが抑制されるため、空気の混入を防止でき、除加湿装置１における吸着ロスや、加湿ロスを低減することができる。

また、本実施形態の除加湿装置１は、調湿部材１１を回転させて、除湿側流路８を通過する空気中の水分を、疎水性吸着剤に吸着させる一方で、加湿側流路９を通過する空気中に、この疎水性吸着剤から水分を放出させるようにしたものである。この作用について、以下に説明する。

まず、図示しない制御装置によって、ドライブモータで調湿部材１１を回転させると共に、除湿側送風機２０と加湿側送風機２７を駆動させる。このとき、除湿側送風機２０と加湿側送風機２７とを、１基のモータで同時に駆動し、両者を同じ回転数で回転させてもよい。

除湿側送風機２０により、除湿側流路８には、除湿側吸気ダクト３から所定流量の空気が吸い込まれる。この空気は、調湿部材１１の除湿ゾーン１１Ａ中を通流し、除湿側送風機２０に吸い込まれるが、その途中で、空気中に含まれている水分が除湿ゾーン１１Ａの吸着剤に吸着されて、乾いた除湿空気になる。この除湿空気は、除湿側送風機２０の排気ダクト２４を通り、排気口５から排出される。なお、この経路上にあるダンパー２５によって除湿側流路８の風量が律せられている。

また、加湿側流路９には、加湿側送風機２７により、加湿側吸気ダクト４から所定流量の空気が吸い込まれる。この空気は、ヒータ２６に送られて加熱される。ヒータ２６によって加熱された加温空気は、調湿部材１１の加湿ゾーン１１Ｄを通流して、加湿側送風機２７に吸い込まれる。このとき、調湿部材１１は回転しているため、除湿側流路８内での除湿ゾーン１１Ａが、加湿側流路９内に移動してきて、加湿ゾーン１１Ｄの役割を果たすことになる。加温空気が加湿ゾーン１１Ｄに接触すると、吸着剤が保持していた水分が、この空気中に放出（脱着）されて、その結果、加湿側送風機２７に吸い込まれる空気は、加湿された湿潤空気となる。

この湿潤空気は、加湿側送風機２７の給気ダクト２９内のダンパー３０によって流量が律せられた状態で、給気口６から室内等に供給される。なお、加湿側流路９内で水分を放出した吸着剤は、調湿部材１１の回転に伴って除湿側流路８内に再び移動し、除湿ゾーン１１Ａとして機能して水分を吸着する。この動作を交互に繰り返して行うことにより、吸着剤が飽和することなく、水分の吸着と放出を交互に行い、湿度調整を行うことができる。

次に、本実施形態に係る疎水性吸着剤を用いた場合の除加湿装置の運転条件について説明する。

一般的に、デシカント除加湿装置では、除湿側流路に相対湿度の高い空気を通過させて、吸着剤に水分を吸着させ、一方、加湿側流路に相対湿度の低い乾いた空気を通過させて、吸着剤からの水分を、この空気中に放出させている。このため、除湿と加湿での吸湿量の差が大きくなるように、導入する空気の相対湿度を調整している。

上述したように、図４は、親水性ゼオライトと疎水性ゼオライトの吸湿特性を示したグラフであり、このグラフによれば、疎水性ゼオライトの方が親水性ゼオライトよりも絶対的な吸湿量は少ない。そのため、従来のデシカント除加湿装置では、疎水性ゼオライトを吸着剤として用いている例はなかった。

図４のグラフを詳細に検討すると、親水性ゼオライトでは、相対湿度が０〜２０％付近までは吸湿量が急激に立ち上がり、２０〜９０％にかけては緩やかな直線となり、２０％付近に極大値を持つ曲線となっている。相対湿度が２０〜９０％にかけての緩やかな直線上では、吸湿量は飽和状態にあると考えられる。このため、例えば、加湿側の相対湿度を２０％に設定して運転すると、除湿側の相対湿度は６０〜９０％であるから、両者とも緩やかな直線上にあり、除湿と加湿での吸湿量の差を稼ぐことは難しい。

親水性ゼオライトの場合、除湿と加湿での吸湿量の差を稼ぐためには、加湿側に導入する空気の相対湿度を２０％よりも低くした方が効率的となる。そのため、一般的には、相対湿度５％程度の空気を調湿部材の加湿ゾーンに導入して、除湿と加湿での吸湿量の差を稼いで運転している。加湿側空気の相対湿度を５％にするには、外気または室内空気を１５０〜２００℃程度に加熱する必要がある。

それに対し、疎水性ゼオライトでは、図４に示した相対湿度と吸湿量の関係を表す曲線は、傾きがほぼ一定の直線に近いものである。相対湿度０〜９０％の範囲内で、吸湿量の飽和は見られない。このため、除湿と加湿の相対湿度条件をどこに設定しても、ある程度の吸湿量の差を取ることができる。

例えば、加湿側の相対湿度を、従来の一般的な値である５％よりも高い２０％に設定したとしても、除湿と加湿での吸湿量の差を稼ぐことができる。加湿側空気の相対湿度を２０％にするには、ヒータで加熱する温度を高くする必要はなく、４０℃程度まで加温できれば充分である。

したがって、調湿部材に疎水性吸着剤を用いることにより、加湿側空気の温度が１５０℃より低くても、除湿と加湿での吸湿量の差を稼ぐことができるため、ヒータによるエネルギー入力量を少なくすることができる。

また、調湿部材に疎水性吸着剤を用いることにより、加湿側空気の温度が１５０℃より低くなるため、調湿部材の過熱現象が起らず、これを冷却する必要はなく、上述したように熱回収ゾーンをわざわざ設ける必要もない。そのため、加湿側および除湿側の風量を多くすることができ、その結果、加湿側風量を多くしてもヒータによるエネルギー入力量を増やすことなく、単位時間当たりの加湿量を増加することができる。

本実施形態の除加湿装置は、以下のように運転するのが好ましい。

除湿側吸気ダクト３から外気（温度５〜１０℃、相対湿度６０〜９０％）を取り込み、除湿側送風機２０により、調湿部材１１の除湿ゾーン１１Ａ中を通流させ、この空気中の水分を疎水性吸着剤に吸着させる。除湿ゾーン１１Ａを通過する空気の風速は、好ましくは１．６〜３．２ｍ／秒、より好ましくは２ｍ／秒である。例えば、半径２１０ｍｍのデシカントロータの３／４の体積を除湿ゾーン１１Ａとすると、除湿側流路８を通過する空気の風量は、好ましくは１０〜２０ｍ^３／分、より好ましくは１２．５ｍ^３／分である。除湿後の乾いた除湿空気は、除湿側送風機２０の排気ダクト２４を通り、排気口５から室外または室内に排出される。

一方、加湿側吸気ダクト４からも外気（温度５〜１０℃、相対湿度６０〜９０％）を取り込み、この空気をヒータ２６でヒータ電力量１ｋＷにて、好ましくは温度１０〜４０℃、より好ましくは２０〜３０℃、好ましくは相対湿度１０〜５０％、より好ましくは１０〜２０％まで加熱した後、調湿部材１１の加湿ゾーン１１Ｄを通流させ、加湿側流路９を通過する空気中に疎水性吸着剤から水分を放出させる。加湿ゾーン１１Ｄを通過する空気の風速は、好ましくは１．６〜３．２ｍ／秒、より好ましくは２ｍ／秒である。例えば、半径２１０ｍｍのデシカントロータの１／４の体積を加湿ゾーン１１Ｄとすると、加湿側流路９を通過する空気の風量は、好ましくは３〜５ｍ^３／分、より好ましくは４．２ｍ^３／分である。加湿後の湿潤空気は、加湿側送風機２７により、加湿側送風機２７の給気ダクト２９を通り、給気口６から室内に供給される。

このときの調湿部材１１の除湿ゾーン１１Ａと加湿ゾーン１１Ｄとの体積比は、上述したように３：１とするのが好ましい。また、外気がさらに冷たい場合（温度−５〜０℃、相対湿度６０〜７０％）には、ヒータ２６の手前に電熱交換器等を設けて、これにより加湿側吸気ダクト４から吸い込んだ空気を二段階で加熱してもよい。

この除加湿装置１では、単位時間当たりの加湿量を０．５ｋｇ／時間以上とすることができる。なお、上記条件で、加湿側吸気ダクト４からの外気を、ヒータ２６で２００℃まで加熱しようとすると、ヒータ電力量は１４〜２０ｋＷ近く必要になる。

本実施形態では、調湿部材１１に疎水性吸着剤を内蔵させることにより、加湿側流路に相対湿度１０〜５０％の空気を導入しても、加湿した空気を供給することができる。

また、例えば、室内空気（２０℃、５０％）又は外気（７℃、８７％）を相対湿度５％の空気にしようとすると、１５０〜２００℃近くまで加熱する必要があり、ヒータによるエネルギー入力量も多くする必要がある。しかしながら、疎水性吸着剤を用いる場合には、調湿部材１１の加湿ゾーン１１Ｄに導入する空気の相対湿度は、１０〜５０％でよいため、温度も１０〜４０℃に加熱するだけで充分なことから、ヒータによるエネルギー入力量を少なくすることができる。

なお、親水性ゼオライトを用いた一般的なデシカント除加湿装置では、ヒータ電力量を１ｋＷ以下に抑えようとすると、風量を本実施形態の１／４〜１／１５程度にする必要があり、単位時間当たりの加湿量も０．５ｋｇ／時間未満となってしまう。また、調湿部材に熱回収ゾーンが必要となるため、除湿ゾーン：加湿ゾーン：熱回収ゾーンの体積比は２〜３：１：１となり、熱回収ゾーンの分だけ加湿側および除湿側の風量を減らす必要もある。

本実施形態によれば、疎水性吸着剤を内蔵した調湿部材を用いることにより、ヒータ電力量が１ｋＷ程度と少なくて、調湿部材に接触させる加湿側空気の温度が１０〜４０℃と低いにもかかわらず、加湿側及び除湿側風量を多くすることができ、かつ単位時間当たりの加湿量を０．５ｋｇ／時間以上とすることができる。

また、本実施形態の除加湿装置では、各流路８，９に空気を通流させる両送風機２０，２７を共に、調湿部材１１の下流側に配置したことにより、調湿部材１１の上流側における静圧Ｐ１，Ｐ３の差、及び下流側における静圧Ｐ２，Ｐ３の差のそれぞれを、小さくすることができる。したがって、調湿部材１１と仕切り板７との間からの空気の漏れ量を少なくすることができ、除湿側流路８を流れる空気と加湿側流路９を流れる空気とが、除加湿装置１内で混入するのを防止し、安定した性能を発揮することができる。

以下、実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。本発明は、下記実施例に何ら制限されるものではない。

［実施例１］
疎水性吸着剤として疎水性ゼオライトを用いて、本実施形態に係る除加湿装置で加湿を行った。調湿部材の除湿ゾーン：加湿ゾーンの体積比は、３：１とし、除湿側流路を通過する空気の風量を１２．５ｍ^３／分とし、加湿側流路を通過する空気の風量を４．２ｍ^３／分とした。ヒータ電力量は１ｋＷとし、ヒータの手前に電熱交換器等を設けて、加湿側吸気ダクトから吸い込んだ空気を二段階で加熱した。

除湿側吸気ダクト及び加湿側吸気ダクトから吸い込んだ外気は、温度３．５℃、相対湿度（ＲＨ）７０％であった。加湿側流路では、これを温度１６．１℃、相対湿度４０％まで加熱して、ヒータに導入した。ヒータ加温後、調湿部材導入直前の空気は、温度２８℃、相対湿度１８％であった。加湿後の湿潤空気の単位時間当たりの加湿量は、０．６２ｋｇ／時間であった。これらの条件と結果を、各々表１に示す。

［比較例１］
吸着剤を親水性ゼオライトとした以外は、実施例１と同様にして実験を行った。この湿潤空気の単位時間当たりの加湿量は、０．４６ｋｇ／時間であった。これらの条件と結果を、各々表１に示す。

以上の結果から、本発明によれば、ヒータ電力量が１ｋＷで、調湿部材の加湿ゾーンに導入する空気の温度が低いにもかかわらず、単位時間当たりの加湿量を０．５ｋｇ／時間以上にできることが確認された。

本発明の実施の形態に係る除加湿装置を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る除加湿装置の図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 従来のデシカント除加湿装置の一例である。 親水性ゼオライトと疎水性ゼオライトの吸湿特性を示したグラフである。

符号の説明

１ 除加湿装置
３ 除湿側吸気ダクト
４ 加湿側吸気ダクト
８ 除湿側流路
９ 加湿側流路
１１ 調湿部材
１１Ａ 除湿ゾーン
１１Ｄ 加湿ゾーン
２０ 除湿側送風機
２４ 排気ダクト
２７ 加湿側送風機
２９ 給気ダクト

Claims (3)

1. 除湿側吸気ダクトから取り込んだ空気を排気ダクトに送る除湿側流路と、
   加湿側吸気ダクトから取り込んだ空気を給気ダクトに送る加湿側流路と、
   前記除湿側流路及び前記加湿側流路に流れる空気が通過する、疎水性吸着剤を内蔵した調湿部材と、
   前記除湿側流路を通過する空気を前記排気ダクトに送る除湿側送風機と、
   前記加湿側流路を通過する空気を前記給気ダクトに送る加湿側送風機とを備えてなり、
   前記調湿部材を回転させて、前記除湿側流路を通過する空気中の水分を前記疎水性吸着剤に吸着させる一方で、前記加湿側流路を通過する空気中に前記疎水性吸着剤から水分を放出させるようにしたことを特徴とする除加湿装置。
2. 前記調湿部材が、空気中の水分を吸着する除湿ゾーンと空気中の水分を放出する加湿ゾーンのみに分かれ、熱回収ゾーンを有しない請求項１に記載の除加湿装置。
3. 前記加湿側流路に温度１０〜４０℃、相対湿度１０〜５０％の空気を導入し、前記調湿部材を通過させて加湿を行う請求項１又は２に記載の除加湿装置。
   
   

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