JP2009136750A - デシカント除湿器及びデシカント空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化・省エネルギ化に優れ、且つ設備コストを低減し得るデシカント除湿器を提供する。
【解決手段】吸湿部１１ａと吸湿部１１ａより高温の再生部１１ｂとを有して回転可能に構成され、吸湿部１１ａに通流される気体の水分を吸着し、その吸着した水分を再生部１１ｂに通流される気体に放出する除湿ロータ１１を備えたデシカント除湿器１０であって、吸湿部１１ａ及び再生部１１ｂの熱が伝達され、再生部１１ｂの温度未満で磁性を発現する除湿ロータ用感温性磁性部材１３を、除湿ロータ１１の回転軸１２の周囲に設け、再生部１１ｂの側から吸湿部１１ａの側に向けて除湿ロータ用感温性磁性部材１１に磁力を付与し、吸湿部１１ａを吸引する除湿ロータ駆動用永久磁石１４を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸湿部と前記吸湿部より高温の再生部とを有して回転可能に構成され、前記吸湿部に通流される気体の水分を吸着し、その吸着した水分を前記再生部に通流される気体に放出する除湿ロータを備えたデシカント除湿器、及びそのデシカント除湿器を備えたデシカント空調システムに関する。

近年、フロンを使用しない空調システムとして、デシカントユニットを備えたデシカント空調システムが注目されている。
かかるデシカント空調システムとして、例えば、外気中の水分を吸着除去し、その水分を再生部に通流させる空気に放出する除湿ロータと、除湿後の空気と室内の還気との顕熱交換を行う顕熱回収ロータとを、外気又は還気の通流経路に沿って並設配置した除湿空調機が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

図７に、特許文献１に代表される従来のデシカントを用いたデシカント空調システム４００の概略構成図を示す。このデシカント空調システム４００は、全外気方式の空調システムとして構築されている。

外気ファン９１によって取り込まれた外気は、吸着剤を収納した除湿ロータ９２の除湿ゾーン９２ａに導入される。外気が除湿ゾーン９２ａを通過する際、その外気に含まれる水分が吸着剤によって吸着され、同時に吸着剤が水和反応等によって発熱する。このため、除湿ロータ９２の除湿ゾーン９２ａを通過した除湿処理後の空気は、高温・低湿度状態となっている。この高温・低湿度状態の空気は、次いで顕熱回収ロータ９３の外気導入ゾーン９３ａに導入され、排気ファン９４を駆動させることによって空調対象空間（室内）９５から導入された還気との間で顕熱交換が行われ、適温に冷却される。

このようにして、空調対象区間に給気される空気は、除湿処理が行われると同時に温度調整が行われる。なお、除湿ロータ９２及び顕熱回収ロータ９３は、夫々除湿ロータ用駆動モータ９７及び顕熱回収ロータ用駆動モータ９８によって、矢印で示す方向に個別に回転駆動されている。これにより、除湿処理及び温度調整は連続的に実行される。

一方、空調対象空間内から顕熱回収ロータ９３に導入される還気は、顕熱回収ロータ９３の還気導入ゾーン９３ｂを通過する際に、前記の高温・低湿度状態の空気と顕熱交換が行われて昇温される。顕熱回収ロータ９３を通過した空気は、次いで再生コイル（ヒータ）９６を通ってさらに加熱・昇温され、除湿ロータ９２の再生ゾーン９２ｂに導入される。この加熱された高温の空気は除湿ロータ９２から脱離した水分を受け取った後、排気ファン９４によって室外に排出される。

特開平５−１１５７３７号公報

上述のように、従来のデシカント空調システムは、除湿ロータ及び顕熱回収ロータを夫々の駆動モータによって回転駆動させていた。このため、駆動モータを設置するスペースが必要となり、デシカント空調システム全体のボリュームが大きくなるという問題があった。
また、駆動モータを設置するには電源及び電気配線が必要となるため、一定の設備コストが掛かるとともに、例えば、電気を使用する関係で防爆室等には設置できないという特有の問題もあった。
さらに、デシカント空調システムを２４時間連続運転させる場合においては、除湿ロータ及び顕熱回収ロータを回転し続けるために駆動モータを常時駆動する必要があり、エネルギコストも相当高くなってしまう。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、これまでのデシカント空調システムと比較して、省スペース化・省エネルギ化に優れ、且つ設備コストを低減し得るデシカント空調システムを提供することを目的とする。
また、そのようなデシカント空調システムに使用するデシカント除湿器を提供することを目的とする。

本発明に係るデシカント除湿器の特徴構成は、吸湿部と前記吸湿部より高温の再生部とを有して回転可能に構成され、前記吸湿部に通流される気体の水分を吸着し、その吸着した水分を前記再生部に通流される気体に放出する除湿ロータを備えたデシカント除湿器であって、前記吸湿部及び前記再生部の熱が伝達され、前記再生部の温度未満で磁性を発現する除湿ロータ用感温性磁性部材を、前記除湿ロータの回転軸の周囲に設け、前記再生部の側から前記吸湿部の側に向けて前記除湿ロータ用感温性磁性部材に磁力を付与し、前記吸湿部を吸引する除湿ロータ駆動用永久磁石を備えた点にある。

本構成のデシカント除湿器において使用する除湿ロータ用感温性磁性部材は、除湿ロータの再生部の温度未満で磁性を発現する。このような特性を有する除湿ロータ用感温性磁性部材を、吸湿部とこの吸湿部より高温の再生部とを有して回転可能に構成された除湿ロータの回転軸の周囲に設けると、再生部に沿って設けた部分は比較的高温となるため磁性は示さないが、吸湿部に沿って設けた部分は再生部に設けた部分よりも温度が低くなるため磁性を発現する。一方、本構成のデシカント除湿器には、除湿ロータの再生部の側から吸湿部の側に向けて除湿ロータ用感温性磁性部材に磁力を付与し、吸湿部を吸引する除湿ロータ駆動用永久磁石が備えられている。そうすると、本構成のデシカント除湿器における除湿ロータには、吸湿部が再生部の側へ移動しようとする駆動力が作用し、これにより、除湿ロータが連続回転する。
このように、本構成のデシカント除湿器では、駆動モータを使用せず、除湿ロータ用感温性磁性部材と除湿ロータ駆動用永久磁石とで除湿ロータを回転駆動させるものであるから、駆動モータを設置するスペースが不要となり、デシカント空調システム全体のボリュームを低減することができる。
また、駆動モータを設置しなくてもよいため、電源及び電気配線が不要となり、設備コストを低減することができる。そして、電気を使用しないため、例えば、防爆室等に設置しても安全である。
さらに、除湿ロータの駆動源が電力を消費しないことから、ランニングコストも低減することができ、特に、デシカント空調システムを２４時間連続運転させる場合において効果的である。

本発明に係るデシカント除湿器において、前記除湿ロータ用感温性磁性部材を前記除湿ロータの外周部に設けることが好ましい。

本構成のデシカント除湿器によれば、除湿ロータ用感温性磁性部材を、除湿ロータ駆動用永久磁石に最も近接する位置である除湿ロータの外周部に設けているので、除湿ロータ用感温性磁性部材に対して強い磁力を付与することができる。その結果、除湿ロータの回転駆動力を大きくすることができる。

本発明に係るデシカント除湿器において、前記除湿ロータ用感温性磁性部材からなる複数の環状板と前記水分を吸着又は脱離する吸湿体とを交互に積層して前記除湿ロータを構成し、前記除湿ロータの回転軸方向から流入する気体が前記吸湿体を通って前記除湿ロータの径方向外側に流出可能に構成することが好ましい。

本構成のデシカント除湿器によれば、除湿ロータ用感温性磁性部材の間を気体が通るため、除湿ロータ用感温性磁性部材自体が蓄熱材の機能を有し、その結果、熱交換効率が向上する。
また、除湿ロータ用感温性磁性部材を複数の環状板で構成したことから、除湿ロータ用感温性磁性部材の一枚あたりの厚みを小さくすることができる。その結果、除湿ロータ用感温性磁性部材に発生する渦電流を抑制することができるので、除湿ロータを回転駆動させるためのエネルギロスが低減される。

本発明に係るデシカント空調システムの特徴構成は、上記何れか一つに記載のデシカント除湿器と、第１熱交換部と前記第１熱交換部より低温の第２熱交換部とを有して回転可能に構成され、前記第１熱交換部に通流される気体の顕熱を回収し、その回収した顕熱を前記第２熱交換部に通流される気体に放出する顕熱回収ロータを備えた顕熱交換器であって、前記第１熱交換部及び前記第２熱交換部の熱が伝達され、前記第１熱交換部未満の温度で磁性を発現する顕熱回収ロータ用感温性磁性部材を、前記顕熱回収ロータの回転軸の周囲に設け、前記第１熱交換部の側から前記第２熱交換部の側に向けて前記顕熱回収ロータ用感温性磁性部材に磁力を付与し、前記第２熱交換部を吸引する顕熱回収ロータ駆動用永久磁石を備えた顕熱交換器と、前記除湿ロータの吸湿部、前記顕熱回収ロータの第１熱交換部の順に通過させる状態で夫々に空調用空気を通流させて、前記空調用空気を空調対象空間に供給する空調用空気通流手段と、前記空調対象空間からの還気を、前記顕熱回収ロータの第２熱交換部、前記除湿ロータの再生部の順に通過させる再生用気体通流手段とを備えた点にある。

本構成のデシカント空調システムによれば、上述した本発明のデシカント除湿器を採用しているため、省スペース化・省エネルギ化に優れ、且つ設備コストを低減し得るデシカント空調システムを実現することができる。
また、本構成のデシカント空調システムにおいて採用する顕熱交換器においても、上記デシカント除湿器と同様の構成を有している。すなわち、この顕熱交換器は、駆動モータを使用せず、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材と顕熱回収ロータ駆動用永久磁石とで顕熱回収ロータを回転駆動させるものである。このため、省スペース化・省エネルギ化、及び設備コストの低減をより一層推進することができる。

本発明に係るデシカント空調システムにおいて、前記顕熱回収ロータ用感温性磁性部材を前記顕熱回収ロータの外周部に設けることが好ましい。

本構成のデシカント空調システムによれば、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材を、顕熱回収ロータ駆動用永久磁石に最も近接する位置である顕熱回収ロータの外周部に設けているので、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材に対して強い磁力を付与することができる。その結果、顕熱回収ロータの回転駆動力を大きくすることができる。

本発明に係るデシカント空調システムにおいて、前記顕熱回収ロータ用感温性磁性部材からなる複数の環状板と前記顕熱を吸収又は放出する熱媒体とを交互に積層して前記顕熱回収ロータを構成し、前記顕熱回収ロータの回転軸方向から流入する気体が前記熱媒体を通って前記顕熱回収ロータの径方向外側に流出可能に構成することが好ましい。

本構成のデシカント空調システムによれば、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材の間を気体が通るため、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材自体が蓄熱材の機能を有し、その結果、熱交換効率が向上する。
また、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材を複数の環状板で構成したことから、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材の一枚あたりの厚みを小さくすることができる。その結果、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材に発生する渦電流を抑制することができるので、顕熱回収ロータを回転駆動させるためのエネルギロスが低減される。

本発明に係るデシカント空調システムにおいて、前記除湿ロータ駆動用永久磁石と前記顕熱回収ロータ駆動用永久磁石とを同一物体として構成することが好ましい。

本構成のデシカント空調システムによれば、除湿ロータ駆動用永久磁石と顕熱回収ロータ駆動用永久磁石とを別々に設ける必要がないので、デシカント空調システムがコンパクトになり、設置スペースを有効に利用することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、本発明は以下の実施形態および図面に記載した構成に限定されるものではなく、これらと均等な構成や改変した構成等も含む。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態であり、デシカント除湿器１０を備えたデシカント空調システム１００の概略構成を示す斜視図である。図２は、デシカント空調システム１００を除湿ロータ１１の側から見た平面図である。

デシカント空調システム１００は、デシカント除湿器１０、顕熱交換器２０、空調用空気流通手段としての給気用ブロア３０、及び再生用気体流通手段として排気用ブロア４０を備える。

デシカント除湿器１０は、回転可能に構成された除湿ロータ１１、除湿ロータ１１の回転軸１２の周囲に設けられた除湿ロータ用感温性磁性部材１３、及び除湿ロータ１１を回転駆動させるための除湿ロータ駆動用永久磁石１４を備えている。

除湿ロータ１１は、吸湿部としての除湿ゾーン１１ａと再生部としての再生ゾーン１１ｂとを有する。図１及び図２に示す例では、除湿ゾーン１１ａ及び再生ゾーン１１ｂは、除湿ロータ１１の中心角が１８０度をなす二つの径方向仕切りによって、除湿ゾーン１１ａの有効面積と再生ゾーン１１ｂの有効面積とが等しくなるように区分けされている。給気用ブロア３０によって外気が除湿ゾーン１１ａに通流されると、外気中の水分は除湿ゾーン１１ａの内部に充填されている吸湿体に吸着される。そして、吸湿体に吸着された水分は、再生ゾーン１１ｂに通流される気体中に脱離され、排気用ブロア４０によって室外に排出される。ここで、再生ゾーン１１ｂに通流される気体は、後述する再生コイル（ヒータ）５０を通過した直後のものであるため、高温状態となっている。従って、再生ゾーン１１ｂの温度は、除湿ゾーン１１ａの温度よりも高くなる。

除湿ロータ１１は、その回転軸１２に平行な方向に気体を通流可能にするべく、例えばハニカム構造体で構成される。この場合、除湿ロータ１１に充填する吸湿体は、ハニカム構造体に坦持させることができる。あるいは、ハニカム構造体自身を吸湿体で構成してもよい。

吸湿体には、無機吸湿体又は有機吸湿体を使用することができる。無機吸湿体を構成する物質としては、例えば、シリカゲル、ゼオライト、酸化チタン等が挙げられる。これらの無機吸湿体は単独使用のみならず、混合物としても使用することができる。有機吸湿体を構成する物質としては、吸水性ポリマー又は感温性ポリマーが好適である。吸水性ポリマー又は感温性ポリマーの例としては、ポリアクリル酸塩系ポリマー、アクリルアミド系ポリマー、イソブチレン／マレイン酸塩系ポリマーブレンド、デンプン／ポリアクリル酸塩系ポリマーブレンド、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）／ポリアクリル酸塩系ポリマーブレンド、デンプン／アクリルアミド／ポリアクリル酸塩系ポリマーブレンド、架橋ＰＶＡ系ポリマー、架橋カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）系ポリマー等が挙げられる。これらの有機吸湿体は単独使用のみならず、混合物としても使用することができる。有機吸湿体としてより好適であるのは、吸湿能力が高いポリアクリル酸塩系ポリマー又はアクリルアミド系ポリマーである。

除湿ロータ用感温性磁性部材１３は、除湿ゾーン１１ａ及び再生ゾーン１１ｂの熱が伝達可能な状態となるように、除湿ロータ１１の回転軸１２の周囲に配置される。ここで、除湿ロータ用感温性磁性部材１３は、所定温度未満の低温状態では原子の磁気モーメントが略同一方向に整列しているため強磁性を示す。一方、所定温度以上の高温状態では原子の磁気モーメントが乱れるため磁性を示さない。すなわち、除湿ロータ用感温性磁性部材１３は、温度によって磁化状態／非磁化状態が可逆的に転移する性質を有する。この磁化状態／非磁化状態の転移温度はキュリー温度と呼ばれる。このような性質を有する除湿ロータ用感温性磁性部材１３を構成する材料の例としては、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｎｉ−Ｃｕ系合金等が挙げられる。
本実施形態において、除湿ロータ用感温性磁性部材１３のキュリー温度は再生ゾーン１１ｂの温度となるように設定されている。このように設定された除湿ロータ用感温性磁性部材１３を、図１のように除湿ロータ１１の外周部に設けると、当該除湿ロータ用感温性磁性部材１３のうち、再生ゾーン１１ｂに接する部位は比較的温度が高くなるため磁性は示さない。一方、除湿ゾーン１１ａに接する部位は再生ゾーン１１ｂより温度が低くなるため磁性を発現する。
従って、本実施形態のデシカント除湿システム１００では、このような現象を利用して、次に説明する除湿ロータ駆動用永久磁石１４と協同してデシカント除湿器１０に回転駆動力を発生させている。

除湿ロータ駆動用永久磁石１４は、除湿ロータ１１の回転面近傍に配置され、主に、再生ゾーン１１ｂの側から除湿ゾーン１１ａの側に向けて除湿ロータ用感温性磁性部材１３に磁力を付与する。この除湿ロータ駆動用永久磁石１４の配置により、再生ゾーン１１ｂの温度よりも低温となって磁性を発現した除湿ゾーン１１ａは、磁力によって除湿ロータ駆動用永久磁石１４の方に吸引される。そうすると、除湿ロータ１１には、除湿ゾーン１１ａが再生ゾーン１１ｂの側へ移動しようとする駆動力（図１中の矢印Ａ）が作用し、これにより、除湿ロータ１１は回転軸１２の周りで連続回転する。

なお、本実施形態では、除湿ロータ用感温性磁性部材１３を、除湿ロータ駆動用永久磁石１４に最も近接する位置である除湿ロータ１１の外周部に設けているので、除湿ロータ駆動用永久磁石１４は除湿ロータ用感温性磁性部材１３に対して強い磁力を付与することができる。その結果、除湿ロータ１１の回転駆動力を大きくすることができる。

顕熱交換器２０は、回転可能に構成された顕熱回収ロータ２１、顕熱回収ロータ２１の回転軸２２の周囲に設けられた顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３、及び顕熱回収ロータ２１を回転駆動させるための顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４を備えている。

顕熱回収ロータ２１は、第１熱交換部である外気導入ゾーン２１ａと第２熱交換部である還気導入ゾーン２１ｂとを有する。図１及び図２に示す例では、外気導入ゾーン２１ａ及び還気導入ゾーン２１ｂは、顕熱回収ロータ２１の中心角が１８０度をなす二つの径方向仕切りによって、外気導入ゾーン２１ａの有効面積と還気導入ゾーン２１ｂの有効面積とが等しくなるように区分けされている。デシカント除湿器１０の除湿ロータ１１を出た高温の外気が外気導入ゾーン２１ａに通流されると、外気の顕熱は外気導入ゾーン２１ａに回収される。そして、回収された顕熱は、還気導入ゾーン２１ｂに通流される気体中に放出され、除湿ロータ１１に戻される。従って、還気導入ゾーン２１ｂの温度は、外気導入ゾーン２１ａの温度よりも低くなる。

顕熱回収ロータ２１は、その回転軸２２に平行な方向に気体を通流可能にするべく、例えばハニカム構造体で構成される。このハニカム構造体は、気体間において熱交換を行う熱媒体となる。

ハニカム構造体の材質としては、例えば、鉄、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、フッ素樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂が挙げられる。特に、ＰＥＴは、軽量であることに加え、加工容易性、取扱い容易性等の点において優れているため、ハニカム構造体として好適である。

顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３は、外気導入ゾーン２１ａ及び還気導入ゾーン２１ｂの熱が伝達可能な状態となるように、顕熱回収ロータ２１の回転軸２２の周囲に配置される。ここで、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３は、所定温度未満の低温状態では原子の磁気モーメントが略同一方向に整列しているため強磁性を示す。一方、所定温度以上の高温状態では原子の磁気モーメントが乱れるため磁性を示さない。すなわち、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３は、先の除湿ロータ用感温性磁性部材１３と同様に、温度によって磁化状態／非磁化状態が可逆的に転移するキュリー温度を有する。
本実施形態において、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３のキュリー温度は外気導入ゾーン２１ａの温度となるように設定されている。このように設定された顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３を、図１のように顕熱回収ロータ２１の外周部に設けると、当該顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３のうち、外気導入ゾーン２１ａに接する部位は比較的温度が高くなるため磁性は示さない。一方、還気導入ゾーン２１ｂに接する部位は外気導入ゾーン２１ａより温度が低くなるため磁性を発現する。
従って、本実施形態のデシカント除湿システム１００では、このような現象を利用して、次に説明する顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４と協同して顕熱交換器２０に回転駆動力を発生させている。

顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４は、顕熱回収ロータ２１の回転面近傍に配置され、主に、外気導入ゾーン２１ａの側から還気導入ゾーン２１ｂの側に向けて顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３に磁力を付与する。この顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４の配置により、外気導入ゾーン２１ａの温度よりも低温となって磁性を発現した還気導入ゾーン２１ｂは、磁力によって顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４の方に吸引される。そうすると、顕熱回収ロータ２１には、還気導入ゾーン２１ｂが外気導入ゾーン２１ａの側へ移動しようとする駆動力（図１中の矢印Ｂ）が作用し、これにより、顕熱回収ロータ２１は回転軸２２の周りで連続回転する。

なお、本実施形態では、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３を、顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４に最も近接する位置である顕熱回収ロータ２１の外周部に設けているので、顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４は顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３に対して強い磁力を付与することができる。その結果、顕熱回収ロータ２１の回転駆動力を大きくすることができる。
また、本実施形態では、顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４を除湿ロータ駆動用永久磁石１４とは反対側に設けているが、同じ側に設けることも可能である。ただし、同じ側に設けた場合は、顕熱交換ロータ２１の回転方向は除湿ロータ１１の回転方向と逆になる。

上記のデシカント除湿器１０、顕熱交換器２０、給気用ブロア３０、及び排気用ブロア４０を組み合わせることにより、本実施形態のデシカント除湿システム１００が構築される。具体的には、図１に示すように、室外の外気を取り込み可能に給気用ブロア３０を設置するとともに、室外にガスを排気可能に排気用ブロア４０を設置する。デシカント除湿器１０は、給気用ブロア３０の下流側であって且つ排気用ブロア４０の上流側に配置する。さらに、デシカント除湿器１０の位置から見て室外側とは反対側（すなわち、室内側）に顕熱交換器２０を配置する。

ここで、デシカント除湿器１０の再生ゾーン１１ｂと顕熱交換器２０の還気導入ゾーン２１ｂとの間には、再生コイル（ヒータ）５０が設けられる。再生コイル５０は、除湿ロータ１１に導入する空気の温度を上昇させるための加熱装置である。再生コイル５０は、例えば、４０〜１５０℃の範囲で温度調節をすることができる。再生コイル５０の熱源としては、例えば、ガス温水器の温水、コージェネレーションシステムの排熱温水、電気温水器の温水、ガスヒートポンプ給湯器の温水等を利用することができる。その他、再生コイル５０の代わりに電気ヒータ等の専用の加熱設備を設けてもよい。

また、顕熱交換器２０の外気導入ゾーン２１ａと空調対象空間である室内との間には、冷却コイル（クーラー）６０が設けられる。冷却コイル６０は、室内へ導入する空気を適温まで低下させるための冷却装置である。冷却コイル６０の冷源としては、例えば、ヒートポンプを利用することができる。

〔外気及び還気の処理工程〕
次に、このデシカント空調システム１００において行う室外の空気（外気）及び空調対象空間である室内の空気（還気）の処理工程について、夏季における冷房空調を例に挙げて説明する。
なお、以後の説明では、便宜上、室外側から室内側に移送される空気を途中で処理がなされたものも含めて「外気」と称し、室内側から室外側に移送される空気を途中で処理がなされたものも含めて「還気」と称する場合がある。

給気用ブロア３０によって取り込まれた比較的高温の外気は、除湿ロータ１１の除湿ゾーン１１ａに導入される。このとき、外気中に含まれる水分（水蒸気）は内部の吸湿体に吸収され、吸収熱（又は水和熱）が発生する。吸収熱を受け取った高温の外気は、顕熱回収ロータ２１の側に放出される。この高温の外気は、後述する室内から顕熱回収ロータ２１の還気導入ゾーン２１ｂに導入される低温の還気との間で顕熱交換が行われ、比較的低温の外気となる。すなわち、顕熱回収ロータ２０では、外気導入ゾーン２１ａに通流される気体の顕熱が回収され、その回収した顕熱は還気導入ゾーン２１ｂに通流される気体に放出される。顕熱回収ロータ２０から出た比較的低温の外気は、冷却コイル６０を通過してさらに温度が下げられ、低温の空気として室内に給気される。このような工程を経て、顕熱回収ロータ２から室内に排気（給気）される外気（空調用空気）は、除湿が行われると同時に温度調整が行われる。

一方、室内の還気（比較的低温の空気）は、顕熱回収ロータ２１の還気導入ゾーン２１ｂを通流する際に前述した高温の外気との間で顕熱交換が行われて昇温され、高温の還気となる。この高温の還気は、再生コイル５０を通過するときに温度がさらに上昇し、非常に高温の還気となる。この再生コイル５０により加熱された非常に高温の還気は湿度が低下しているため、これを除湿ロータ１１の再生ゾーン１１ｂに導入することにより、除湿ロータ１１の吸湿体に含まれる水分が脱離して還気中に移動する。これにより除湿ロータ１１の再生が行われる。吸湿体から水分を受け取った還気は、その状態のまま排気用ブロア４０によって比較的高温の空気として室外に排気される。

本実施形態のデシカント除湿システム１００では、上記のようにして通流が行われるため、除湿ロータ１１の除湿ゾーン１１ａと再生ゾーン１１ｂとの温度を比較すると、再生コイル５０によって加熱された非常に高温の空気が導入される再生ゾーン１１ｂは除湿ゾーン１１ａよりも高温となる。また、顕熱回収ロータ２１の外気導入ゾーン２１ａと還気導入ゾーン２１ｂとの温度を比較すると、吸収熱を受け取った高温の空気が導入される外気導入ゾーン２１ａは還気導入ゾーン２１ｂよりも高温となる。このため、上述したように、除湿ロータ用感温性磁性部材１３の一部（すなわち、除湿ゾーン１１ａの側）が磁性を発現し、除湿ロータ駆動用永久磁石１４から磁力を受けて、除湿ロータ１１が回転駆動される。また、顕熱回収ロータ用感温性磁性部材２３の一部（すなわち、還気導入ゾーン２１ｂの側）が磁性を発現し、顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４から磁力を受けて、顕熱回収ロータ２１が回転駆動される。

本実施形態のデシカント除湿システム１００は、次のような利点がある。
すなわち、デシカント除湿器１０及び顕熱交換器２０は、駆動モータを使用せず、夫々の感温性磁性部材（除湿ロータ用感温性磁性部材１３及び顕熱回収ロータ用感温性磁性部材１４）と夫々の永久磁石（除湿ロータ駆動用永久磁石１４及び顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４）とで各ロータ（除湿ロータ１１及び顕熱回収ロータ２１）を回転駆動させるものであるから、駆動モータを設置するスペースが不要となる。そのため、デシカント空調システム１００全体のボリュームを低減することができる。
また、上記のように駆動モータを設置しなくてもよいため、電源及び電気配線が不要となり、設備コストを低減することができる。そして、電気を使用しないため、例えば、防爆室等に設置しても安全である。
さらに、除湿ロータ１１及び顕熱回収ロータ１２の駆動源が電力を消費しないことから、ランニングコストも低減することができる。特に、デシカント空調システムを２４時間連続運転させる場合において効果的である。

〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態であり、デシカント空調システム２００の概略構成を示す斜視図である。図４は、デシカント空調システム２００を除湿ロータ１１の側から見た平面図である。なお、この第２実施形態では、先に説明した第１実施形態と同じ構成については同じ参照符号を付すとともに、詳細な説明は省略する。

本実施形態のデシカント空調システム２００では、第１実施形態における除湿ロータ駆動用永久磁石１４と顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４とを同一物体として構成したロータ駆動用永久磁石１０４を設けている。すなわち、図３に示すように、棒状のロータ駆動用永久磁石１０４の一端部１０４ａを除湿ロータ１１の回転面近傍に配置するとともに、他端部１０４ｂを顕熱回収ロータ２１の回転面近傍に配置する。ロータ駆動用永久磁石１０４の一端部１０４ａは、磁力によって除湿ロータ１１の低温側である除湿ゾーン１１ａを吸引し、その結果、除湿ロータ１１を図３中の矢印Ａ´方向に回転駆動させる。ロータ駆動用永久磁石１０４の他端部１０４ｂは、磁力によって顕熱回収ロータ２１の低温側である還気導入ゾーン２１ｂを吸引し、その結果、顕熱回収ロータ２１を図３中の矢印Ｂ´方向に回転駆動させる。このように、本実施形態では、除湿ロータ１１と顕熱回収ロータ２１との回転方向は互いに逆方向となる。

本実施形態のデシカント除湿システム２００は、次のような利点がある。
すなわち、除湿ロータ駆動用永久磁石１４と顕熱回収ロータ駆動用永久磁石２４とを別々に設ける必要がないので、デシカント空調システム２００がコンパクトになり、設置スペースを有効に利用することができる。

〔第３実施形態〕
図５は、本発明の第３実施形態であり、デシカント除湿器７０の概略構成を示す斜視図である。図６は、デシカント除湿器７０の（ａ）横断面図、及び（ｂ）縦断面図である。なお、この第３実施形態では、デシカント除湿システムの全体構成は図示していないが、先に説明した第１実施形態と同様の構成を採用することができるため、詳細な説明は省略する。

本実施形態のデシカント除湿器７０では、除湿ロータ用感温性磁性部材７３を複数の環状板（本実施形態では、７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄで示す４枚の環状板とする）で構成し、この環状板７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄと吸湿体７５とを交互に積層して除湿ロータ７１を構成している。ただし、環状板７３ａの再生ゾーン７１ｂ側（上半分）及び環状板７３ｄの除湿ゾーン７１ａ側（下半分）は、気体が夫々回転軸７２の軸心方向に通過しないように封鎖されている。
除湿ロータ駆動用永久磁石１４は、各環状板７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄの間に配置されるが、各環状板７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄを挟み込む形態としてもよい。

上記構成を有するデシカント除湿器７０では、除湿ロータ７１の回転軸７２の軸心方向において、図５中の手前側（図６（ｂ）中の左側）から流入する外気は、環状板７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄの間の吸湿体７５を通って除湿ロータ７１の径方向外側（下方向）に排出される。一方、図５中の奥側（図６（ｂ）中の右側）から流入する還気は、環状板７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄの間の吸湿体７５を通って除湿ロータ７１の径方向外側（上方向）に排出される。

このように、本実施形態のデシカント除湿器７０では、除湿ロータ用感温性磁性部材７３の間を気体が通るため、除湿ロータ用感温性磁性部材７３自体が蓄熱材の機能を有し、その結果、熱交換効率が向上する。
また、除湿ロータ用感温性磁性部材７３を複数の環状板７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄで構成したことから、除湿ロータ用感温性磁性部材７３の一枚あたりの厚みを小さくすることができるが、これによって次のような利点が得られる。

除湿ロータ駆動用永久磁石１４から放出される磁界中で除湿ロータ７１が回転すると、除湿ロータ７１には誘導起電力が発生し、これによって渦電流が流れる。この渦電流は、除湿ロータ７１の回転抵抗（ブレーキ損）となるためできる限り除去することが好ましいが、渦電流による回転抵抗は除湿ロータ７１の厚みに比例して大きくなる。従って、回転抵抗を抑制するためには、除湿ロータ７１の構成部品である除湿ロータ用感温性磁性部材７３の厚みを小さくすればよい。
そこで、本実施形態のように、除湿ロータ用感温性磁性部材７３を複数の環状板７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄで構成すると、除湿ロータ用感温性磁性部材７３の一枚あたりの厚みが小さくなるため、渦電流の流れが抑制されて回転抵抗を低減することができる。その結果、除湿ロータ７１を回転駆動させるためのエネルギロスが低減される。

なお、本実施形態で説明した除湿ロータ用感温性磁性部材７３を複数の環状板７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄで構成し、この環状板７３ａ、７３ｂ、７３ｃ、７３ｄと吸湿体７５とを交互に積層して除湿ロータ７１とする構成は、顕熱回収ロータにおいても勿論適用することができる。

〔別実施形態〕
除湿ロータ１１における除湿ゾーン１１ａと再生ゾーン１１ｂとの区分け、ならびに顕熱回収ロータ２１における外気導入ゾーン２１ａと還気導入ゾーン２１ｂとの区分けは、上記実施形態で説明した各ロータの中心角を１８０度とする二つの径方向仕切りによる二等分の区分けに限られない。例えば、外気又は空調対象空間の空気（還気）の湿度が比較的低い場合は、除湿ゾーン１１ａ及び外気導入ゾーン２１ａの有効面積を、再生ゾーン１１ｂ及び還気導入ゾーン２１ｂの有効面積より夫々小さくすることができる。この場合、除湿ロータ１１及び顕熱回収ロータ２１において、夫々の二つの径方向仕切りがなす中心角を１８０度未満に設定する。

また、除湿ロータ１１における除湿ゾーン１１ａの有効面積と再生ゾーン１１ｂの有効面積との比は、顕熱回収ロータ２１における外気導入ゾーン２１ａの有効面積と還気導入ゾーン２１ｂの有効面積との比と異なっていてもよい。

さらに、外気又は還気の湿度、温度、流量等の条件に応じて、除湿ロータ１１における除湿ゾーン１１ａと再生ゾーン１１ｂとの区分け、及び顕熱回収ロータ２１における外気導入ゾーン２１ａと還気導入ゾーン２１ｂとの区分けを、除湿ロータ１１及び顕熱回収ロータ２１の二つの径方向仕切りがなす中心角の調節により任意に設定することもできる。

第１実施形態によるデシカント除湿器を備えたデシカント空調システムの概略構成を示す斜視図 第１実施形態によるデシカント空調システムを除湿ロータの側から見た平面図 第２実施形態によるデシカント空調システムの概略構成を示す斜視図 第２実施形態によるデシカント空調システムを除湿ロータの側から見た平面図 第３実施形態によるデシカント除湿器の概略構成を示す斜視図 第３実施形態によるデシカント除湿器の（ａ）横断面図、及び（ｂ）縦断面図 従来のデシカントを用いたデシカント空調システムの概略構成図

符号の説明

１１ 除湿ロータ
１１ａ 除湿ゾーン（吸湿部）
１１ｂ 再生ゾーン（再生部）
１２ 回転軸
１３ 除湿ロータ用感温性磁性部材
１４ 除湿ロータ駆動用永久磁石
２１ 顕熱回収ロータ
２１ａ 外気導入ゾーン（第１熱交換部）
２１ｂ 還気導入ゾーン（第２熱交換部）
２２ 回転軸
２３ 顕熱回収ロータ用感温性磁性部材
２４ 顕熱回収ロータ駆動用永久磁石
３０ 給気用ブロア（空調用空気通流手段）
４０ 排気用ブロア（再生用気体通流手段）
７３ａ 環状板
７３ｂ 環状板
７３ｃ 環状板
７３ｄ 環状板
１０ デシカント除湿器
１００ デシカント空調システム
１０４ 永久磁石

Claims (7)

1. 吸湿部と前記吸湿部より高温の再生部とを有して回転可能に構成され、前記吸湿部に通流される気体の水分を吸着し、その吸着した水分を前記再生部に通流される気体に放出する除湿ロータを備えたデシカント除湿器であって、
   前記吸湿部及び前記再生部の熱が伝達され、前記再生部の温度未満で磁性を発現する除湿ロータ用感温性磁性部材を、前記除湿ロータの回転軸の周囲に設け、
   前記再生部の側から前記吸湿部の側に向けて前記除湿ロータ用感温性磁性部材に磁力を付与し、前記吸湿部を吸引する除湿ロータ駆動用永久磁石を備えたデシカント除湿器。
2. 前記除湿ロータ用感温性磁性部材を前記除湿ロータの外周部に設けた請求項１に記載のデシカント除湿器。
3. 前記除湿ロータ用感温性磁性部材からなる複数の環状板と前記水分を吸着又は脱離する吸湿体とを交互に積層して前記除湿ロータを構成し、前記除湿ロータの回転軸方向から流入する気体が前記吸湿体を通って前記除湿ロータの径方向外側に流出可能に構成した請求項１に記載のデシカント除湿器。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のデシカント除湿器と、
   第１熱交換部と前記第１熱交換部より低温の第２熱交換部とを有して回転可能に構成され、前記第１熱交換部に通流される気体の顕熱を回収し、その回収した顕熱を前記第２熱交換部に通流される気体に放出する顕熱回収ロータを備えた顕熱交換器であって、前記第１熱交換部及び前記第２熱交換部の熱が伝達され、前記第１熱交換部未満の温度で磁性を発現する顕熱回収ロータ用感温性磁性部材を、前記顕熱回収ロータの回転軸の周囲に設け、前記第１熱交換部の側から前記第２熱交換部の側に向けて前記顕熱回収ロータ用感温性磁性部材に磁力を付与し、前記第２熱交換部を吸引する顕熱回収ロータ駆動用永久磁石を備えた顕熱交換器と、
   前記除湿ロータの吸湿部、前記顕熱回収ロータの第１熱交換部の順に通過させる状態で夫々に空調用空気を通流させて、前記空調用空気を空調対象空間に供給する空調用空気通流手段と、
   前記空調対象空間からの還気を、前記顕熱回収ロータの第２熱交換部、前記除湿ロータの再生部の順に通過させる再生用気体通流手段と
   を備えたデシカント空調システム。
5. 前記顕熱回収ロータ用感温性磁性部材を前記顕熱回収ロータの外周部に設けた請求項４に記載のデシカント空調システム。
6. 前記顕熱回収ロータ用感温性磁性部材からなる複数の環状板と前記顕熱を吸収又は放出する熱媒体とを交互に積層して前記顕熱回収ロータを構成し、前記顕熱回収ロータの回転軸方向から流入する気体が前記熱媒体を通って前記顕熱回収ロータの径方向外側に流出可能に構成した請求項４に記載のデシカント空調システム。
7. 前記除湿ロータ駆動用永久磁石と前記顕熱回収ロータ駆動用永久磁石とを同一物体として構成した請求項４〜６の何れか一項に記載のデシカント空調システム。

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