JP2008111649A - 除湿空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の小型化を図りながら、運転に要するコストを低減させることができる除湿空調装置を提供すること。
【解決手段】除湿ロータ２０と、導入した処理空気を除湿し対象室内に供給する除湿処理ユニット３０と、再生空気を通過させて水分を放出させる再生処理ユニット４０とを備えた除湿空調装置１０において、内部に作動流体が減圧状態で封入された流体循環回路５０を有し、流体循環回路５０は、水分吸着領域３３の下流域に配設され、作動流体と処理空気との間で熱交換させる第１集熱器５１と、水分放出領域４３の上流域に配設され、作動流体と再生空気との間で熱交換させる第１放熱器５２と、第１集熱器５１で処理空気より熱を取得した作動流体を第１放熱器５２まで移動させる第１ライン５３と、第１放熱器５２で放熱した作動流体を第１集熱器５１まで移動させる第２ライン５４とを備えて成り、作動流体を密度差により自然循環させている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、除湿空調装置に関し、より詳細には、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗に適用され、室内への外気導入による換気、除湿、空気調和の各機能を有する除湿空調装置の改良に関する。

従来、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗等に適用される除湿空調装置として、除湿ロータと、顕熱交換ロータと、除湿処理ユニットと、再生処理ユニットとを備えたものが知られている。

除湿ロータは、円板状の水分吸着体が設けられている。水分吸着体は、２つに仕切られ、かつ空気の流路を構成する水分吸着領域と水分放出領域とを交互に通過する態様で回転する。すなわち、水分吸着体が回転すると、水分吸着領域に位置した部分は水分放出領域に移動し、次いで、再び水分吸着領域に移動することを順次繰り返す。

顕熱交換ロータは、円板状の熱交換体が設けられている。熱交換体は、２つに仕切られ、かつ空気の流路を構成する冷却領域と加熱領域とを交互に通過する態様で回転する。ここで、冷却領域は、水分吸着領域の下流域に設けられ、加熱領域は、水分放出領域の上流域に設けてられている。

除湿処理ユニットは、送風機を用いて、外気を取り入れ、取り入れた空気を除湿ロータの水分吸着領域に通過させることにより、通過する空気の水分を水分吸着体に吸着させて除湿し、かかる水分吸着領域を通過した空気を冷却領域にて所定温度に冷却して、冷却した空気を対象室内に導入するものである。

再生処理ユニットは、送風機を用いて、再生空気（例えば外気）を取り入れ、取り入れた再生空気を加熱領域で加熱し、加熱した空気を除湿ロータの水分放出領域に通過させることにより、水分吸着体に水分を放出させて乾燥し、かかる水分放出領域を通過した空気を外部に送出するものである。

このような除湿空調装置は、除湿ロータと顕熱交換ロータとを有して構成されていることから２ロータ式除湿空調装置と称されるものである（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

しかしながら、２ロータ式除湿空調装置では、装置筐体の外形寸法及び設置面積が大きくなる、空気流路抵抗が大きいために送風機が大型化する、並びにロータの回転動力が過大になるという問題があった。

そこで、装置の小型化及びロータの回転動力の低減を図るべく、顕熱交換ロータの代わりに、冷却領域に冷却器が配設され、かつ加熱領域に加熱器が配設された除湿空調装置、つまり１ロータ式除湿空調装置が知られている（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。

特開２００２−０１３７５９号公報 特開２００４−２７０９５０号公報 特開２００１−１９３９６５号公報 特開２００３−２２７６７７号公報

ところが、そのような１ロータ式除湿空調装置では、冷却器で冷却を行うための圧縮機等の冷却ユニットが必要となるだけでなく、加熱器で加熱で行うための加熱源（例えば、ボイラ、ヒータ）が必要となり、結果的に運転に要するコストが増大してしまうという問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みて、装置の小型化を図りながら、運転に要するコストを低減させることができる除湿空調装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る除湿空調装置は、区画された水分吸着領域と水分放出領域との間で、水分吸着体を循環移動させる除湿器と、前記水分吸着領域に外部より導入した処理空気を通過させることにより、通過する処理空気の水分を前記水分吸着体に吸着させて該処理空気を除湿し、除湿した処理空気を対象室内に供給する除湿処理ユニットと、前記水分放出領域に外部より導入した再生空気を通過させることにより、前記水分吸着体に水分を放出させる再生処理ユニットとを備えた除湿空調装置において、内部に作動流体が減圧状態で封入されて成り、前記水分吸着領域の下流域に配設され、内部を通過する作動流体と前記水分吸着領域を通過した処理空気との間で熱交換させる第１熱交換部と、前記水分放出領域の上流域に配設され、内部を通過する作動流体と前記水分放出領域に向けて通過する再生空気との間で熱交換させる第２熱交換部と、前記第１熱交換部で前記処理空気と熱交換して該処理空気より熱を取得した作動流体を前記第２熱交換部まで移動させる第１ラインと、前記第２熱交換部で前記再生空気と熱交換して放熱した作動流体を前記第１熱交換部まで移動させる第２ラインとを有し、前記作動流体を密度差により自然循環させる流体循環回路を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る除湿空調装置は、上述した請求項１において、内部に作動流体が減圧状態で封入されて成り、前記水分放出領域の下流域に配設され、内部を通過する作動流体と前記水分放出領域を通過した再生空気との間で熱交換させる第３熱交換部と、前記第２熱交換部の上流域に配設され、内部を通過する作動流体と前記第２熱交換部に向けて通過する再生空気との間で熱交換させる第４熱交換部と、前記第３熱交換部で前記再生空気と熱交換して該再生空気より熱を取得した作動流体を前記第４熱交換部まで移動させる第３ラインと、前記第４熱交換部で前記再生空気と熱交換して放熱した作動流体を前記第３熱交換部まで移動させる第４ラインとを備え、前記作動流体を密度差により自然循環させて熱伝達を行う熱伝達回路を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る除湿空調装置は、上述した請求項１又は請求項２において、前記流体循環回路は、前記第１熱交換部で熱交換した作動流体が蒸発し、かつ前記第２熱交換部で熱交換した作動流体が凝縮して、相変化しながら自然循環することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る除湿空調装置は、上述した請求項３において、前記流体循環回路には、当該装置の使用温度範囲において常に気体状態である非凝縮気体が所定量封入してあることを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る除湿空調装置は、上述した請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記作動流体は、メチルアルコールであることを特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る除湿空調装置は、上述した請求項１〜５のいずれか一つにおいて、前記水分放出領域の上流域に配設され、装置外部に設けてある機器の排熱を利用して前記第２熱交換部を通過した再生空気を補助的に加熱する補助加熱器を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る除湿空調装置は、上述した請求項６において、前記補助加熱器は、前記第２熱交換部と一体化した構成で配設したことを特徴とする。

本発明によれば、流体循環回路にて作動流体が密度差により自然循環することにより、第１熱交換部を通じて処理空気から取得した熱を、第２熱交換部を通じて再生空気に放熱して輸送するので、動力等を必要とせずに熱輸送を行うことができ、これにより、処理空気が除湿されることにより生ずる吸着熱を効率よく回収でき、しかも運転に要するコストを低減させることができる。また、従来の１ロータ式除湿空調装置と同様に装置の小型化を図ることができる。従って、装置の小型化を図りながら、運転に要するコストを低減させることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る除湿空調装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、除湿空調装置の対象室は、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗であるとして説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。この図１において、除湿空調装置１０は、店舗の内部への外気導入による換気、除湿、空気調和を行うものである。対象となる店舗内の説明については割愛する。

除湿空調装置１０は、除湿ロータ２０と、除湿処理ユニット３０と、再生処理ユニット４０と、流体循環回路５０とを備えて構成してある。

除湿ロータ２０は、円板状に形成した例えば紙やゼオライト系等の水分吸着体２１が設けてある。水分吸着体２１は、モータ（図示せず）の駆動により回転するものである。より詳細に説明すると、水分吸着体２１は、２つに仕切られた空気の流路を構成する水分吸着領域３３と水分放出領域４３とを交互に通過する態様で回転するものである。すなわち、水分吸着体２１が回転すると、水分吸着領域３３に位置した部分は水分放出領域４３に移動し、次いで、再び水分吸着領域３３に移動することを順次繰り返すことになる。

除湿処理ユニット３０は、導入した外気（処理空気）を除湿して店舗の内部に導入するためのものであり、除湿処理経路３０ａを有している。

除湿処理経路３０ａは、外気取入口３１から取り入れた処理空気を、空気吐出口３５を通じて店舗の内部に導くための経路であり、除湿ロータ２０の水分吸着領域３３及び除湿処理ファン３４が外気取入口３１側から順に設けてある。図１中の符号３２は、フィルターである。

除湿ロータ２０の水分吸着領域３３は、通過する処理空気の水分を水分吸着体２１に吸着させる領域である。これにより、外気取入口３１を通じて取り入れられた処理空気は、水分吸着領域３３で除湿される。

除湿処理ファン３４は、外気取入口３１を通じての処理空気の導入、並びに店舗の内部への処理空気の送出の送風源となるものである。従って、除湿処理ファン３４により、処理空気は空気吐出口３５を通じて店舗の内部に供給される。

再生処理ユニット４０は、導入した外気（空気）を加熱して、除湿ロータ２０の水分放出領域４３に通過させることにより、該除湿ロータ２０を構成する水分吸着体２１に水分を放出させるものであり、再生処理経路４０ａを有している。

再生処理経路４０ａは、除湿処理経路３０ａに並設してあり、再生空気取入口４１から取り入れた再生空気（外気）を、再生空気吐出口４５を通じて外部に送出するための経路であり、除湿ロータ２０の水分放出領域４３及び再生処理ファン４４が再生空気取入口４１側から順に設けてある。図１中の符号４２は、フィルターである。

除湿ロータ２０の水分放出領域４３は、再生空気が通過することにより、水分吸着体２１に水分を放出させて乾燥させるための領域である。再生処理ファン４４は、再生空気取入口４１を通じての再生空気の導入、並びに外部への再生空気の送出の送風源となるものである。従って、再生処理ファン４４により、再生空気は、再生空気吐出口４５を通じて外部に送出される。

流体循環回路５０は、内部に作動流体が減圧状態で封入してあり、第１集熱器（第１熱交換部）５１と第１放熱器（第２熱交換部）５２とを、第１ライン５３及び第２ライン５４で別個に接続して構成してある。ここに、作動流体としては、例えば二酸化炭素、水、アンモニア、メチルアルコール等の自然冷媒が用いられるが、本実施例ではメチルアルコールを用いたものとして説明する。

第１集熱器５１は、除湿処理経路３０ａにおける水分吸着領域３３の下流域、すなわち水分吸着領域３３と除湿処理ファン３４との間に配設してある。この第１集熱器５１は、図には明示しないが、内部に作動流体が通過する流路が形成してあり、該流路を通過する作動流体と、水分吸着領域３３を通過した処理空気との間で熱交換させるものである。より具体的には、流路を通過する作動流体に、水分吸着領域３３を通過した処理空気の熱を取得させるものである。ここで、処理空気の熱としては、主に水分吸着領域３３で除湿されることにより生ずる吸着熱等である。これにより、第１集熱器５１の周辺を通過する処理空気は、冷却されることになる。

第１放熱器５２は、再生処理経路４０ａにおける水分放出領域４３の上流域に配設してある。この第１放熱器５２は、図には明示しないが、内部に作動流体が通過する流路が形成してあり、該流路を通過する作動流体と、再生空気取入口４１から取り入れられフィルター４２を通過して水分放出領域４３に向けて通過する再生空気との間で熱交換させるものである。より具体的には、流路を通過する作動流体に放熱させ、通過する再生空気を加熱するものである。

第１ライン５３は、第１集熱器５１と第１放熱器５２とを繋ぐ管路である。この第１ライン５３は、第１集熱器５１で処理空気から熱を取得した作動流体を第１放熱器５２に移動させるためのものである。

第２ライン５４は、上記第１ライン５３とは別個に、第１集熱器５１と第１放熱器５２とを繋ぐ管路である。この第２ライン５４は、第１放熱器５２で放熱した作動流体を第１集熱器５１に移動させるためのものである。

ここで、第２ライン５４が第１ライン５３よりも相対的に下方側に配設している。これは、第２ライン５４を通る作動流体の密度の方が、第１ライン５３を通る作動流体の密度よりも大きいためである。また、第１ライン５３と第２ライン５４との間で作動流体の通過に対する抵抗に差を設けても良い。すなわち、密度の大きい作動流体が通過する第２ライン５４には絞り構造を設けても良いし、密度の小さい作動流体が通過する第１ライン５３を第２ライン５４に比して拡径にしても良い。

このような流体循環回路５０では、第１集熱器５１の流路内の作動流体が、該第１集熱器５１の周辺を通過する処理空気（水分吸着領域３３を通過した処理空気）から熱を取得して温度上昇する。これにより、処理空気は、水分吸着領域３３で除湿されることにより吸着熱によって高温となるが、第１集熱器５１で作動流体と熱交換をする結果、冷却される。第１集熱器５１の流路内で熱を取得した作動流体は上昇移動し、その後、第１ライン５３を移動して第１放熱器５２に至る。この第１放熱器５２において、流路内の作動流体が、該第１放熱器５２の周辺を通過する再生空気に放熱して冷却されて下降移動する。つまり、第１放熱器５２の周辺を通過する再生空気は加熱される。第１放熱器５２で放熱した作動流体は、第２ライン５４を通じて第１集熱器５１に移動し、該第１集熱器５１で再び処理空気より熱を取得して上述したように移動し、循環する。つまり、流体循環回路５０は、作動流体を密度差により自然循環させている。流体循環回路５０は、別個に設けられた第１ライン５３及び第２ライン５４を通じて、第１集熱器５１と第１放熱器５２との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。

そして、除湿空調装置１０は、次のようにして店舗の内部を換気、除湿する。除湿処理ファン３４の駆動により、処理空気が外気取入口３１を通じて取り入れられ、取り入れられた処理空気は、フィルター３２を通過した後、水分吸着領域３３に至る。

水分吸着領域３３において、処理空気に含有される水分が水分吸着体２１の対応する部分に吸着され、処理空気の湿度が低下する。すなわち、処理空気は除湿される。このとき、処理空気は、吸着熱により温度が上昇する。また、水分吸着体２１の水分吸着領域３３に対応する部分に吸着された水分は、水分吸着体２１の回転とともに、水分吸着領域３３から水分放出領域４３に移動する。

水分吸着領域３３で除湿された処理空気は、除湿処理ファン３４の駆動により下流側に流れ、第１集熱器５１で作動流体との間で熱交換して冷却され、その後、空気吐出口３５を通じて店舗の内部に供給される。

一方、再生処理ファン４４が駆動することにより、再生空気取入口４１を通じて再生空気が取り入れられ、取り入れられた再生空気は、フィルターを通過した後、第１放熱器５２に至る。第１放熱器５２に至った再生空気は、第１放熱器５２の流路を通過する作動流体との間で熱交換して加熱されて、水分放出領域４３に至る。

水分放出領域４３において、第１放熱器５２で加熱された再生空気が通過することにより、水分吸着体２１の対応する部分から水分が放出され、該空気の湿度が上昇する。その後、水分放出領域４３を通過した再生空気は、再生処理ファン４４の駆動により、再生空気吐出口４５を通じて外部に送出される。

水分吸着体２１の水分放出領域４３に対応する部分は、水分が放出されて乾燥する。この温度が上昇した水分吸着体２１の対応部分は、水分吸着体２１の回転とともに、水分放出領域４３から水分吸着領域３３に移動し、上述した動作を繰り返す。

つまり、上記除湿空調装置１０において、除湿処理ユニット３０は、導入した処理空気を水分吸着領域３３に通過させることにより水分吸着体２１に水分を吸着させて除湿し、除湿した空気を第１集熱器５１で冷却して店舗の内部に供給している。また、再生処理ユニット４０は、再生空気を第１放熱器５２で加熱して水分放出領域４３に通過させることにより水分吸着体２１から水分を放出させている。そして、流体循環回路５０は、作動流体が密度差により自然循環することにより、水分吸着領域３３を通過した処理空気から取得した熱を、水分放出領域４３に向けて通過する再生空気に輸送する熱輸送手段を構成している。

以上説明したように、本発明の実施の形態１における除湿空調装置１０によれば、流体循環回路５０にて作動流体が密度差により自然循環することにより、第１集熱器５１を通じて処理空気から取得した熱を、第１放熱器５２を通じて再生空気に放熱して輸送するので、動力等を必要とせずに熱輸送を行うことができ、これにより、吸着熱を効率よく回収でき、しかも運転に要するコストを低減させることができる。また、従来の１ロータ式除湿空調装置と同様に装置の小型化を図ることができる。従って、装置の小型化を図りながら、運転に要するコストを低減させることができる。

＜実施の形態２＞
図２は、本発明の実施の形態２における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。尚、上述した実施の形態１における除湿空調装置１０と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。この図２における除湿空調装置１００も、店舗の内部への外気導入による換気、除湿、空気調和を行うものである。対象となる店舗内の説明については割愛する。

除湿空調装置１００は、除湿ロータ２０、除湿処理ユニット３０、再生処理ユニット４０及び流体循環回路５０の他に、熱伝達回路６０を備えて構成してある。

熱伝達回路６０は、内部に作動流体が減圧状態で封入してあり、第２集熱器（第３熱交換部）６１と第２放熱器（第４熱交換部）６２とを、第３ライン６３及び第４ライン６４で別個に接続して構成してある。ここに、作動流体としては、例えば二酸化炭素、水、アンモニア、メチルアルコール等の自然冷媒が用いられるが、本実施例ではメチルアルコールを用いたものとして説明する。

第２集熱器６１は、再生処理経路４０ａにおける水分放出領域４３の下流域、すなわち水分放出領域４３と再生処理ファン４４との間に配設してある。この第２集熱器６１は、図には明示しないが、内部に作動流体が通過する流路が形成してあり、該流路を通過する作動流体と、水分放出領域４３を通過した再生空気との間で熱交換させるものである。より具体的には、流路を通過する作動流体に、水分放出領域４３を通過した再生空気の熱を取得させるものである。これにより、第２集熱器６１の周辺を通過する再生空気は、冷却されることになる。

第２放熱器６２は、再生処理経路４０ａにおける第１放熱器５２の上流域に配設してある。この第２放熱器６２は、図には明示しないが、内部に作動流体が通過する流路が形成してあり、該流路を通過する作動流体と、再生空気取入口４１から取り入れられフィルター４２を通過して第１放熱器５２に向けて通過する再生空気との間で熱交換させるものである。より具体的には、流路を通過する作動流体に放熱させ、通過する再生空気を加熱するものである。

第３ライン６３は、第２集熱器６１と第２放熱器６２とを繋ぐ管路である。この第３ライン６３は、第２集熱器６１で再生空気から熱を取得した作動流体を第２放熱器６２に移動させるためのものである。

第４ライン６４は、上記第３ライン６３とは別個に、第２集熱器６１と第２放熱器６２とを繋ぐ管路である。この第４ライン６４は、第２放熱器６２で放熱した作動流体を第２集熱器６１に移動させるためのものである。

ここで、第４ライン６４が第３ライン６３よりも相対的に下方側に配設している。これは、第４ライン６４を通る作動流体の密度の方が、第３ライン６３を通る作動流体の密度よりも大きいためである。また、第３ライン６３と第４ライン６４との間で作動流体の通過に対する抵抗に差を設けても良い。すなわち、密度の大きい作動流体が通過する第４ライン６４には絞り構造を設けても良いし、密度の小さい作動流体が通過する第３ライン６３を第４ライン６４に比して拡径にしても良い。

このような熱伝達回路６０では、第２集熱器６１の流路内の作動流体が、該第２集熱器６１の周辺を通過する再生空気（水分放出領域４３を通過した再生空気）から熱を取得して温度上昇する。これにより、再生空気は、第２集熱器６１で作動流体と熱交換をする結果、冷却される。第２集熱器６１の流路内で熱を取得した作動流体は上昇移動し、その後、第３ライン６３を移動して第２放熱器６２に至る。この第２放熱器６２において、流路内の作動流体が、該第２放熱器６２の周辺を通過する再生空気に放熱して冷却されて下降移動する。つまり、第２放熱器６２の周辺を通過する再生空気は加熱される。第２放熱器６２で放熱した作動流体は、第４ライン６４を通じて第２集熱器６１に移動し、該第２集熱器６１で再び再生空気より熱を取得して上述したように移動し、循環する。つまり、熱伝達回路６０は、作動流体を密度差により自然循環させている。熱伝達回路６０は、別個に設けられた第３ライン６３及び第４ライン６４を通じて、第２集熱器６１と第２放熱器６２との間で循環するものであり、ループ型サーモサイフォン式ヒートパイプと称されるものである。

このように熱伝達回路６０において作動流体が自然循環することにより、水分放出領域４３を通過した再生空気、すなわち脱湿再生後の空気が保持している熱を取得して、再生空気取入口４１より取り入れられ、第１放熱器５２に向けて通過する再生空気に取得した熱を放熱することで当該再生空気に熱伝達を行うことができる。これにより、脱湿再生後の空気が保持している熱を利用して再生空気取入口４１を通じて取り入れられた再生空気を加熱することができ、その結果、流体循環回路５０を構成する第１放熱器５２での再生空気の加熱を補足することができる。

従って、本発明の実施の形態２における除湿空調装置１００によれば、熱伝達回路６０にて作動流体が密度差により自然循環することにより、第２集熱器６１を通じて再生空気から取得した熱を、第２放熱器６２を通じて再生空気に放熱して熱伝達するので、動力等を必要とせずに熱伝達を行うことができ、これにより、流体循環回路５０を構成する第１放熱器５２での加熱を補足することができ、しかも作動流体の循環に動力等を必要としないので、運転に要するコストを低減させることができる。また、従来の１ロータ式除湿空調装置０と同様に装置の小型化を図ることができる。従って、装置の小型化を図りながら、運転に要するコストを低減させることができる。

＜実施の形態３＞
図３は、本発明の実施の形態３における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。尚、上述した実施の形態１における除湿空調装置１０と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。本発明の実施の形態３における除湿空調装置１０１も、店舗の内部への外気導入による換気、除湿、空気調和を行うものである。対象となる店舗内の説明については割愛する。

除湿空調装置１０１は、除湿ロータ２０と、除湿処理ユニット３０と、再生処理ユニット４０と、熱サイフォン５００とを備えて構成してある。すなわち、本実施の形態３に係る除湿空調装置１０１は、実施の形態１における除湿空調装置１０１と流体循環回路の構成が異なるだけである。

熱サイフォン５００は、除湿処理経路３０ａにおける水分吸着領域３３の下流域と、再生処理経路４０ａにおける水分放出領域４３の上流域とに跨る態様で設けてある。この熱サイフォン５００は、無端状の配管に複数のフィンＦが並ぶ態様で立設して構成してあり、水分吸着領域３３の下流域の部分は蒸発部（第１熱交換部）５１０、水分放出領域４３の上流域は凝縮部（第２熱交換部）５２０と成っている。

熱サイフォン５００を構成する配管の内部には、作動流体の他に非凝縮気体が所定量封入してある。非凝縮気体は、当該除湿空調装置１０１の使用温度範囲において常に気体状態となるものである。ここで、非凝縮気体の封入量は、詳細は後述するが、例えば冬季の暖房運転時、すなわち水分吸着領域３３を通過した処理空気の温度が３０℃未満となる時に凝縮部５２０に対応する配管内を充満する程度の量であることが好ましい。

蒸発部５１０は、配管を通過する作動流体と、水分吸着領域３３を通過した処理空気との間で熱交換させるものである。より具体的には、配管を通過する作動流体に、水分吸着領域３３を通過した処理空気の熱を取得させて蒸発させるものである。ここで、処理空気の熱としては、主に水分吸着領域３３で除湿されることにより生ずる吸着熱等である。これにより、蒸発部５１０の周辺を通過する処理空気は、冷却されることになる。

凝縮部５２０は、配管を通過する作動流体と、再生空気取入口４１から取り入れられフィルター４２を通過して水分放出領域４３に向けて通過する再生空気との間で熱交換させるものである。より具体的には、配管を通過する作動流体に放熱させて凝縮させ、通過する再生空気を加熱するものである。

このような熱サイフォン５００では、通常の除湿運転時、水分吸着領域３３を通過した処理空気の温度が３０℃以上の時において、次のようにして熱輸送を行う。ここで、通常の除湿運転時には、作動流体の圧力で非凝縮気体は、凝縮部５２０に対応する配管の上方の微小空間を占有しているだけである。

蒸発部５１０に対応する配管内の作動流体が、該蒸発部５１０の周辺を通過する処理空気（水分吸着領域３３を通過した処理空気）から熱を取得して蒸発する。これにより、処理空気は、水分吸着領域３３で除湿されることにより吸着熱によって高温となるが、蒸発部５１０で作動流体と熱交換をする結果、冷却される。蒸発部５１０に対応する配管内で蒸発した作動流体は、無端状の配管のうち、上下方向に延在する部分の一方側５３０（図３中では除湿ロータ２０側）を通過（上昇移動）して凝縮部５２０に至る。この凝縮部５２０において、配管内の作動流体が、該凝縮部５２０の周辺を通過する再生空気に放熱して凝縮する。これにより、凝縮部５２０の周辺を通過する再生空気は加熱される。凝縮部５２０で凝縮した作動流体は、上下方向に延在する配管の他方側５４０を通過（下降移動）して蒸発部５１０に移動し、該蒸発部５１０で再び処理空気より熱を取得して蒸発し、上述したように移動して循環する。つまり、熱サイフォン５００は、作動流体を相変化により自然循環させている。また、熱サイフォン５００を構成する無端状の配管のうち、上下方向に延在する部分の一方側５３０が上記第１ライン５３に対応し、その他方側５４０が上記第２ライン５４に対応している。

従って、本発明の実施の形態３における除湿空調装置１０１によれば、熱サイフォン５００において作動流体が相変化により自然循環することにより、蒸発部５１０を通じて処理空気から取得した熱を、凝縮部５２０を通じて再生空気に放熱して輸送するので、動力等を必要とせずに熱輸送を行うことができ、これにより、吸着熱を効率よく回収でき、しかも運転に要するコストを低減させることができる。また、従来の１ロータ式除湿空調装置１と同様に装置の小型化を図ることができる。従って、装置の小型化を図りながら、運転に要するコストを低減させることができる。

上記熱サイフォン５００では、例えば冬季の暖房運転時において、作動流体が圧力が低下して、非凝縮気体が膨張し、凝縮部５２０に対応する配管を充満する。このように非凝縮気体が凝縮部５２０に対応する配管を充満する結果、作動流体が凝縮部５２０で凝縮することを抑制し、熱輸送を自動的に停止させることができる。

これにより、本発明の実施の形態３における除湿空調装置１０１によれば、通常の除湿運転時には、熱輸送を行って吸着熱を回収しながら再生空気を効率よく加熱することができる一方、冬季の暖房運転時には、熱輸送を自動的に停止して店舗内に供給される処理空気が必要以上に低くなることを抑制することができる。

＜実施の形態４＞
図４は、本発明の実施の形態４における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。尚、上述した実施の形態１における除湿空調装置１０と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。この図４における除湿空調装置１０４も、店舗の内部への外気導入による換気、除湿、空気調和を行うものである。対象となる店舗内の説明については割愛する。

除湿空調装置１０４は、除湿ロータ２０、除湿処理ユニット３０、再生処理ユニット４０及び流体循環回路５０を備えるとともに、補助加熱器７０を備えて構成してある。

補助加熱器７０は、再生処理経路４０ａにおける水分放出領域４３の上流域、すなわち第１放熱器５２と水分放出領域４３との間の所定域に配設してある。この補助加熱器７０は、図には明示しないが、上下方向に沿って蛇行する態様で設けた冷媒流路と、この冷媒流路に熱的に接続する態様で再生空気の通過方向と直交する方向に沿って並設させた複数のフィンとを有して形成してある。

このような補助加熱器７０は、２つの冷媒配管７１，７２とともに冷媒循環回路を構成し、除湿空調装置１０４の外部にある機器（以下、外部機器と称する）７３に熱的に接続してある。冷媒循環回路は、内部に冷媒が封入してあり、上記補助加熱器７０と受熱器（図示せず）とを、第１冷媒配管７１及び第２冷媒配管７２で別個に接続して構成してある。ここに冷媒としては、例えば二酸化炭素、水、アンモニア、メチルアルコール等の自然冷媒が用いられている。受熱器は、外部機器７３に熱的に接続する態様で配設してある。この受熱器は、内部に冷媒が通過する流路が形成してあり、該流路を通過する冷媒に、外部機器７３から排出される排熱（高熱）を受熱させるものである。この外部機器７３としては、例えば発電機器等が該当する。

第１冷媒配管７１は、補助加熱器７０と受熱器とを繋ぐ管路である。この第１冷媒配管７１は、補助加熱器７０を通過した冷媒を受熱器に移動させるためのものである。第２冷媒配管７２は、上記第１冷媒配管７１とは別個に、補助加熱器７０と受熱器とを繋ぐ管路である。この第２冷媒配管７２は、受熱器を通過した冷媒を補助加熱器７０に移動させるためのものである。

このような冷媒循環回路では、補助加熱器７０と受熱器との間で冷媒が次のようにして自然循環、あるいはポンプ等の動力源により循環することになる。すなわち、受熱器の流路内の冷媒が、外部機器７３から排出される排熱（高温）を取得して高温となり、第２冷媒配管７２を移動して補助加熱器７０に至る。この補助加熱器７０において、冷媒流路内の冷媒が、該補助加熱器７０の周辺を通過する再生空気に放熱して冷却される。つまり、補助加熱器７０の周辺を通過する再生空気、すなわち第１放熱器５２を通過した再生空気は加熱される。補助加熱器７０で放熱した冷媒は、第１冷媒配管７１を通じて受熱器に移動し、該受熱器で再び外部機器７３より排出される排熱を取得して上述したように移動し循環することになる。これにより、補助加熱器７０は、外部機器７３の排熱を利用して第１放熱器５２を通過した再生空気を補助的に加熱するものである。

従って、本発明の実施の形態４における除湿空調装置１０４によれば、上述した実施の形態１における除湿空調装置１０が奏する作用効果に加え、再生処理経路４０ａにおける水分放出領域４３の上流域に配設された補助加熱器７０が、外部機器７３の排熱を利用して第１放熱器５２を通過した再生空気を補助的に加熱するので、外部機器７３の排熱を有効に活用しながら、流体循環回路５０を構成する第１放熱器５２での加熱を補足することができ、省エネルギー化を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明これらに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述の実施の形態２においては、第３ライン６３及び第４ライン６４がそれぞれ１つずつで熱伝達回路６０を構成していたが、本発明ではこれに限定されずに、複数のラインがそれぞれ第２集熱器６１と第２放熱器６２とを通過する態様で無端状に設けてあっても良い。このような構成によれば、上述の実施の形態２の構成により奏する作用効果の他、ラインの設置数により輸送熱量を柔軟に設計することが可能になる。

また、上述の実施の形態４においては、補助加熱器７０は、再生処理経路４０ａにおける水分放出領域４３の上流域、すなわち第１放熱器５２と水分放出領域４３との間の所定域に配設していたが、すなわち第１放熱器５２とは別体として配設していたが、本発明は次のようにしても良い。すなわち、第１放熱器５２における作動流体の流路と、補助加熱器７０における冷媒の流路とのそれぞれに熱的に接続する態様でフィンを形成することにより、第１放熱器５２と補助加熱器７０とを一体化して構成しても良い。つまり、補助加熱器７０は、第１放熱器５２と一体化した構成で配設しても良い。これによれば補助加熱器７０をコンパクトなものとすることができ、装置全体が大型化することを抑制することができる。

以上のように、本発明は、例えばスーパーマーケット、コンビニエンスストア、ショッピングセンター等の店舗に適用され、店舗内への外気導入による換気、除湿、空気調和の各機能を有する除湿空調装置として有用である。

本発明の実施の形態１における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。 本発明の実施の形態２における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。 本発明の実施の形態３における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。 本発明の実施の形態４における除湿空調装置の構成を模式的に示した模式図である。

符号の説明

１０，１００，１０１，１０２ 除湿空調装置
２０ 除湿ロータ
２１ 水分吸着体
３０ 除湿処理ユニット
３３ 水分吸着領域
４０ 再生処理ユニット
４３ 水分放出領域
５０ 流体循環回路
５１ 第１集熱器（第１熱交換部）
５２ 第１放熱器（第２熱交換部）
５３ 第１ライン
５４ 第２ライン
６０ 熱伝達回路
６１ 第２集熱器（第３熱交換部）
６２ 第２放熱器（第４熱交換部）
６３ 第３ライン
６４ 第４ライン
５００ 熱サイフォン
５１０ 蒸発部
５２０ 凝縮部
７０ 補助加熱器
７１ 第１冷媒配管
７２ 第２冷媒配管
７３ 外部機器

Claims (7)

1. 区画された水分吸着領域と水分放出領域との間で、水分吸着体を循環移動させる除湿器と、
   前記水分吸着領域に外部より導入した処理空気を通過させることにより、通過する処理空気の水分を前記水分吸着体に吸着させて該処理空気を除湿し、除湿した処理空気を対象室内に供給する除湿処理ユニットと、
   前記水分放出領域に外部より導入した再生空気を通過させることにより、前記水分吸着体に水分を放出させる再生処理ユニットと
   を備えた除湿空調装置において、
   内部に作動流体が減圧状態で封入されて成り、
   前記水分吸着領域の下流域に配設され、内部を通過する作動流体と前記水分吸着領域を通過した処理空気との間で熱交換させる第１熱交換部と、
   前記水分放出領域の上流域に配設され、内部を通過する作動流体と前記水分放出領域に向けて通過する再生空気との間で熱交換させる第２熱交換部と、
   前記第１熱交換部で前記処理空気と熱交換して該処理空気より熱を取得した作動流体を前記第２熱交換部まで移動させる第１ラインと、
   前記第２熱交換部で前記再生空気と熱交換して放熱した作動流体を前記第１熱交換部まで移動させる第２ラインと
   を有し、前記作動流体を密度差により自然循環させる流体循環回路を備えたことを特徴とする除湿空調装置。
2. 内部に作動流体が減圧状態で封入されて成り、
   前記水分放出領域の下流域に配設され、内部を通過する作動流体と前記水分放出領域を通過した再生空気との間で熱交換させる第３熱交換部と、
   前記第２熱交換部の上流域に配設され、内部を通過する作動流体と前記第２熱交換部に向けて通過する再生空気との間で熱交換させる第４熱交換部と、
   前記第３熱交換部で前記再生空気と熱交換して該再生空気より熱を取得した作動流体を前記第４熱交換部まで移動させる第３ラインと、
   前記第４熱交換部で前記再生空気と熱交換して放熱した作動流体を前記第３熱交換部まで移動させる第４ラインと
   を備え、前記作動流体を密度差により自然循環させて熱伝達を行う熱伝達回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の除湿空調装置。
3. 前記流体循環回路は、前記第１熱交換部で熱交換した作動流体が蒸発し、かつ前記第２熱交換部で熱交換した作動流体が凝縮して、相変化しながら自然循環することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の除湿空調装置。
4. 前記流体循環回路には、当該装置の使用温度範囲において常に気体状態である非凝縮気体が所定量封入してあることを特徴とする請求項３に記載の除湿空調装置。
5. 前記作動流体は、メチルアルコールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の除湿空調装置。
6. 前記水分放出領域の上流域に配設され、装置外部に設けてある機器の排熱を利用して前記第２熱交換部を通過した再生空気を補助的に加熱する補助加熱器を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の除湿空調装置。
7. 前記補助加熱器は、前記第２熱交換部と一体化した構成で配設したことを特徴とする請求項６に記載の除湿空調装置。

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