JP2010110736A - 乾式減湿装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再生風量の処理風量に対する割合に関係無く、従来よりも減湿処理出口空気露点の影響を受けることなく乾湿減湿装置の運転効率を向上させる。
【解決手段】ロータ１１のパージ区域１１ｃを出て温度分布のなくなったパージ後空気の温度を温度センサ４１によって検出し、当該検出値に基づいて再生ファン３１または再生循環ダンパＤ４を制御して、パージ区域１１ｃにおける再生区域１１ｂ寄りの地点の出口温度が、再生区域１１ｂにおける最もパージ区域１１ｃ寄りの地点の出口温度よりも高温となり、かつ再生完了温度以上となるように、再生風量を制御する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、吸着ロータを有する乾式除湿装置の運転方法に関するものである。

吸着ロータを用いた乾式減湿装置における運転効率の改善に関しては、従来からいくつかの提案がなされているところであるが、再生風量、再生温度、パージ風量、ロータ回転数の変化に着目した省エネ方法に関しては、以下のものが挙げられる。

まず、再生出口温度を測定して再生出口温度が一定になるように再生風量を制御し、パージ出口温度が一定になるようにパージ風量を制御するものがある（特許文献１）。これは、再生出口温度がある値に達すれば、再生が完了していると判断し、常にその再生完了状態を保つように再生風量を制御する方法である。

これをより詳しく説明すると、図８は、図９に示したロータ１０１の回転方向に沿って、端面側に位置する空気の通過域が、減湿区域１０１ａ、再生区域１０１ｂ、パージ区域１０１ｃとに仕切られているロータ１０１の再生区域１０１ｂ、パージ区域１０１ｃの出口空気温度分布を示しているが、再生空気の熱は、初めはロータの温度上昇に使用され（図中のａ〜ｄ）、その後吸着水分の脱離熱として使用される（図中のｄ〜ｅ）。そして水分脱離の終了とともに、さらに温度が上昇する（図中のｅ〜ｆ）という特性を示す。かかる特性に鑑み、再生温度に基づいて再生風量を制御するにあたっては、従来は図９に示したように、例えば再生区域１０１ｂにおけるロータ１０１の回転方向の座標θ（＝位置角θ）が５０°の位置辺りに温度センサ１０２を設置し、この位置の温度が一定になるように再生風量の制御を行うようにしている。

またその他に、再生出口空気温度を検出して、当該再生出口空気温度が一定になるように再生用の空気を加熱する加熱ヒータの容量制御を行うものも提案されている（特許文献２）。これは再生空気温度を下げて省エネ効果を実現しようとするものである。

特開平１１−５２３号公報 特開２００３−２４７３７号公報

特許文献１に記載の従来技術は、減湿区域に対する再生区域の風量を０．２倍〜０．４倍未満に設定しても減湿能力が変わらないという知見に基づいてなされたものであり、これに基づいて再生区域の風量を０．２倍〜０．４倍未満に設定するようにして運転することで、結果的によりコンパクトなシステムで足り、再生、パージに要するエネルギ、ファン、多段に接続した際の一段目の減湿装置での処理に要するエネルギを低減させて、全体として大きい省エネルギ効果が得られるものであった。しかしながら発明の性質上、再生風量の処理風量に対する割合が、０．２倍未満の領域では使用することができなかった。

一方、特許文献２に記載の従来技術では、減湿処理出口空気露点が再生空気の温度と相対湿度の影響を受けるため、処理出口空気露点を維持するためには再生空気温度を下げられない場合がある。特に処理出口空気露点が低露点の場合には、再生温度を下げることが難しく、省エネ効果が低くなってしまうという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、再生風量の処理風量に対する割合に関係無く、しかも従来よりも減湿処理出口空気露点の影響を受けることなく、再生風量を制御して乾湿減湿装置の運転効率を向上させることを目的とするものである。

発明者らの知見では、夏期に比べて湿度の低い冬期において、ロータの再生効率が悪いことが分かっており、これまで再生風量を負荷に応じて変化させることにより、再生効率の向上を目的とした実験を行なってきた。そしてこのような実験の結果、再生風量を下げていくと再生区域で完全に再生が完了しなくても、パージ区域においてロータの蓄熱によりパージ空気が加熱されてロータが再生されることを見出した。すなわち、パージ区域でもロータを冷却しながら再生が可能なことを見出したのである。

本発明はこのような発明者らの研究によってなされたものであり、回転自在なロータ内に処理空気を通過させて当該処理空気を減湿処理する装置であって、前記ロータの端面側に位置する空気の通過域が、減湿区域と再生区域とパージ区域とに仕切られて、ロータの回転によって再生区域から減湿区域に移行する前にパージ区域が位置するようにこれら各区域が配置された乾式減湿装置において、パージ風量を一定（ロータの回転数も一定）にした状態で、パージ区域における再生区域寄りの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温でかつ再生完了温度以上となるように、パージ区域を通過した後の温度分布のなくなったパージ後空気の温度に基づいて、再生区域に導入する再生風量を制御して、前記乾式減湿装置を運転するものである。

この種の減湿区域、再生区域、パージ区域を有するロータを装備した乾式減湿装置においては、ロータの再生時における再生区域、パージ区域の出口温度は、前出図８に示したような温度変化を有しており、減湿区域を経て再生区域へ移行した直後のロータは，再生区域の出口側（＝減湿区域の入口側）の方により多くの水分を吸着していて，再生区域の入口側（＝減湿区域の出口側）は未吸着の乾燥している状態になっている。そして再生のはじめの段階では，まず，高温・低湿度の再生空気によって，入口側の水分の吸着していない乾燥した領域のロータの昇温が行われる。この段階では，出口の空気温度は約１２℃のままほとんど変化しない（図中のａ〜ｂ）。

そして再生区域から少しパージ区域側へと進行した段階では，水分が吸着している領域に流れ込んだ高温・低湿度の再生空気が，ロータの昇温と水分の脱着を行いながらロータ内を出口側へ流れてゆくが，その際，脱着熱（水分が脱着する際の吸熱）によって再生空気の温度は低下するとともに，相対湿度が上昇して，脱着に寄与できない低温・高湿度の空気状態（再生空気とロータが吸脱着平衡・熱平衡の状態）になる。この平衡状態の空気温度は図８の例では約６０℃である。そしてロータ全域の脱着が完了に近づく段階までは，再生区域出口近傍では平衡状態が保たれるため，出口温度一定の状態がしばらく続くことになる。そして脱着が完了すると，出口空気の温度は６０℃→１４０℃へと上昇する（図８中のｆ）。

本発明においては、ａ〜ｅまでの段階は従来運転時と同じであるが、本発明によれば再生風量を制御して絞ることにより、脱着完了直前のｅ〜ｆの状態でパージ区域へロータが移行するように制御することを目的としている。このように制御することで、既述したように再生区域で完全に再生が完了しなくても、パージ区域においてロータの蓄熱によりパージ空気が加熱されてロータが再生され、パージ区域でもロータを冷却しながら再生が可能なことを見出しているので、そのように出口空気の温度がたとえば６０℃→１４０℃へと上昇する地点がパージ区域内であっても、ロータの再生が可能になる。

より詳述すれば、図８中のｅの状態のロータは，出口近傍を除く大部分の領域が、再生完了温度と判断できるたとえば１４０℃に達している。また，ロータの体積あたりの熱容量は空気の熱容量よりもはるかに大きいことから，ｅの状態のロータは高温の蓄熱状態になっている。このロータに低温のパージ空気を流すと，パージ空気は速やかに１４０℃まで昇温されるとともに，ロータの蓄熱効果によって，しばらくの間は高温・低湿度のパージ空気が、水分が吸着している領域に送り込まれ続けて昇温と脱着が行われる。本発明はかかる現象を利用したものであり、再生区域を出たロータの蓄熱量を利用してパージ区域での昇温と脱離を完了させるものである。

したがって、パージ区域における再生区域寄りの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温で（すなわちパージ区域に移行してからも出口温度が上昇することを意味する）、かつ再生完了温度以上となるように、再生区域に導入する再生風量を制御することで、再生風量を絞っても適切な再生、並びに減湿処理に必要な空気の露点温度とすることが可能になる。

かかる場合、直接的には、再生の完了をパージ区域での出口温度を検知して再生風量を制御すればよいので、たとえばパージ区域の出口に所定の位置角度ごとに温度センサを設置し、それによって、パージ区域における再生区域寄りのいずれかの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温で、かつ再生完了温度以上となるように、各温度センサによる測定結果を見ながら再生風量を制御すればよいが、ロータの構造によってはパージ区域での出口温度を検出するセンサの取り付けに制約があることも考えられる。

そこで発明者らが鋭意研究した結果、パージ風量を一定にした状態では、パージ区域を通過した後の温度分布のなくなった状態のパージ後空気の温度（いわばパージ出口空気の平均温度）は、再生風量比の変化に伴う再生区域とパージ区域の各出口温度の分布と、相関関係があることが判明した。

これを図に基づいて説明すると、図１においては、再生区域とパージ区域における再生風量比ごとの回転方向座標（位置角）における出口空気温度を示しており、再生風量を絞っていくと（すなわち再生風量比αの値を小さくすると）、出口空気温度の分布曲線は、図の右方向にシフトしていき、パージ区域における再生区域寄りのいずれかの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温で、かつ再生完了温度（たとえば１３０℃）以上となる再生風量比αがあることが確認できる。図１の例では、α＝０．０６０である。

図１に示した再生風量比の変化と、パージ区域を通過した後の温度分布のなくなった状態のパージ後空気の温度との関係を調べると、図２に示したように、一定の相関関係があることが確認できた。したがって、たとえばパージ区域の出口に所定の位置角度ごとに温度センサを設置し、それによって、パージ区域における再生区域寄りのいずれかの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温で、かつ再生完了温度以上となるように、各温度センサによる測定結果を見ながら再生風量を制御しなくとも、パージ区域を通過した後の温度分布のなくなった状態のパージ後空気の温度に基づいて、再生風量を制御することで、パージ区域における再生区域寄りの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温で、かつ再生完了温度以上とすることが可能になる。

そして本発明によれば、パージ区域を通過した後の温度分布のなくなった状態のパージ後空気の温度に基づいて、再生風量を制御して再生の完了を実現しているので、再生風量の処理風量に対する割合は特に限定する必要が無く、したがって再生風量の処理風量に対する割合が、０．２倍未満の領域でも実施可能である。また再生ヒータではなく再生風量を制御対象としているので、再生ヒータを制御対象とする従来技術よりも制御可能な範囲が広がり（すなわちより低露点に対応可能であり）、従来よりも効率のよい運転が行なえ、省エネ効果が維持できる。しかも同じ熱量であれば再生風量を一定にして再生温度を低くするよりも、再生風量を少なくして再生温度を高く維持した方が再生空気の飽和蒸気圧が高いため、特許文献２に記載されたように再生空気加熱用のヒータの容量制御を行う方式よりも、本発明の方が再生の効率が良い。また再生空気を供給する再生ファンで消費されるエネルギについても特許文献２に記載の技術よりも節約できる。

なお本発明で言うところの再生完了温度とは、再生が完了していると判断できる温度をいい、ロータ内に収納されている吸湿材によって異なるものであるが、一般的にこの種のロータで使用されている吸湿材やその構成、たとえば塩化リチウムや塩化カルシウムなどの吸収液を含浸させたハニカム状のロータや、シリカゲル、ゼオライトなどの吸着材で構成したロータの場合、６０℃〜１６０℃である（最近市場化されているいわゆる低温再生型のゼオライトロータの場合には、約６０℃で再生が完了すると判断できる）

本発明を実施する場合、たとえばパージ風量を一定にした状態で、パージ区域における再生区域寄りの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温でかつ再生完了温度以上となる、前記パージ後空気の所定温度を予め求めておき、前記パージ後空気が当該所定温度となるように再生区域に導入する再生風量を制御するようにしてもよい。

前出の図１の例に即して言えば、再生風量比α＝０．０６０のときには、パージ区域における再生区域寄りの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温でかつ再生完了温度（たとえば１３０℃）以上であり、図２に示したように、再生風量比α＝０．０６０となるときのパージ後空気の温度は約５８℃であるので、パージ後空気が流れる流路内に温度センサを設置し、この温度センサが５８℃となるように再生風量を制御するようにすればよい。

本発明においてパージ後空気とは、パージ区域を通過した後の温度分布のなくなった空気であるが、このような空気は、たとえばパージ区域を出た後の流路、たとえばダクトの下流側で自然と創出されるが、当該下流側までのダクト流路が長くなると、ダクトからの熱ロスによって本来測定しようとするパージ区域を通過した後の空気の平均温度が正確に測定できない場合も考えられる。したがってたとえばパージ区域を通過した後の空気を攪拌し、攪拌した後の空気をパージ後空気として、その温度を測定してもよい。

このような攪拌は、たとえばパージ区域を通過した後の空気が流れるダクトに設けられたダンパ、プロペラ、整流板またはエルボによって行なうようにしてもよい。

減湿対象となる処理風量を変化させた場合には、当該変化に比例してロータの回転数及びパージ風量の一定値を変化させることが好ましい。すなわち処理風量の変化に伴い、ロータの回転数をたとえば定格の半分にした場合は、パージ風量の一定値も半分に設定する。本発明ではパージ後空気の温度によって再生風量を制御するため、前提としてパージ区域出口の温度分布はロータの回転数を変化させた場合にも一定である必要がある。そのためには総パージ風量（パージ時間×パージ風量）を一定にする必要があり、ロータ回転数とパージ風量は比例させることが好ましい。このように比例して変化させることによりパージ区域の温度分布は変化せず、したがって、回転数とパージ風量を変化させた場合も、パージ区域の出口温度の分布を前提とした再生風量制御に影響はない。

このような手法は、たとえば２４時間稼動のドライルームに減湿処理後の空気を供給するシステムで、夜間や休日等の人体負荷が少ない時に供給風量を削減する場合などに有効であり、さらなる省エネ運転が可能となる。発明者らによれば、たとえば減湿処理風量を定格の半分にしたときに、再生風量だけを変化させたときと、再生風量、回転数、パージ風量を変化させたときとを比べると、再生熱量を２５％削減できると試算される。

さらに、処理風量の一部をパージ風量に用いる構成では、パージ風量を減らせるため、処理風量あたりの供給風量の割合を増やすことが可能である。より具体的に説明すると、発明者らの試算によれば、
（１）供給風量を定格の半分にした場合
（２）供給風量を定格の半分にし、回転数およびパージ風量も定格の半分にした場合
とを比較すると、供給風量を半分にし、パージ風量を変えない（１）の場合では、（供給風量／処理風量）の割合が０．８２となる。一方供給風量のみならず、回転数およびパージ風量も半分にする（２）の場合では、（供給風量／処理風量）の割合は定格運転時同様０．９となる。

このように、目的対象に同じ風量を供給するには、回転数とパージ風量を削減するほうが、処理風量が少なく済む。同風量を供給するのに、処理風量が少ない方が省エネルギー（搬送動力の削減、再生熱量の削減）であることは明らかである。

パージ区域を通過するパージ風量が所定値となるように制御するにあたり、乾式減湿装置の構成を、減湿区域を通過した減湿処理後の空気の一部をパージ区域に導入し、パージ区域を通過した空気を再生区域通過後の空気と混合して、その一部をヒータで加熱して再生区域に導入する場合には、パージ区域の出入口の差圧が一定となるように、制御すればよい。

減湿処理空気の出口露点温度は再生空気の相対湿度と関係が有り、相対湿度の低い空気で再生すると、より低露点の空気が得られる。したがって再生温度が同じであれば、極めて低負荷の冬期等では再生空気の相対湿度が低くなり、設計基準以上に低露点の空気となってしまうことがある。本発明においても、再生風量を絞っていっても、極めて低い負荷の時には、再生空気の相対湿度が低いため処理出口空気は設計値よりも低露点になることが考えられる。そこで、再生風量の制御のみならず、再生ヒータを制御して再生温度自体を下げ、再生空気の相対湿度を上げることで減湿処理出口の露点温度を上げることが可能になる。

かかる観点から、減湿区域出口側露点温度、減湿空気が供給される目的室の露点温度、または目的室から減湿区域に戻される還気の露点温度に基づいて、再生区域に導入する再生空気を加熱するヒータの制御をさらに行なうことが提案できる。

低負荷時においてそのように再生風量と再生ヒータ容量を併せて低減することで、従来の処理負荷に応じた再生ヒータの容量制御において見られた、供給空気の露点温度の確保のために、再生ヒータの出力を十分に落とせず、省エネ効果が低いという問題を解決することができる。

本発明によれば、再生風量の処理風量に対する割合に関係無く、しかも従来よりも減湿処理出口空気露点の影響を受けることなく、乾式減湿装置の運転効率を向上させることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図３は、本実施の形態にかかる運転方法を実施するための乾式減湿装置１を用いた減湿システムの系統の概略を示しており、このシステムは、低露点空間（図示せず）に低露点空気を供給するシステムとして構成されている。

システムの中核をなす乾式減湿装置１は、図４、図５に示したように、回転するロータ１１の両端面に区域分割カセット１２、１３が配置された構成を有している。ロータ１１の端面には、図４、図５中の矢印に示したロータ１１の回転方向順に、減湿区域１１ａ、再生区域１１ｂ、パージ区域１１ｃの３つの空気通過域に区画されている。そして区域分割カセット１２の外側端面には、これら各区域に対応して、ダクトなどに接続するための減湿入口１２ａ、再生出口１２ｂ、パージ出口１２ｃが形成されている。なお区域分割カセット１３の外方端面にも、前記３つの区域に対応して減湿出口、再生入口、パージ入口が各々形成されている（いずれも図示せず）。この乾式減湿装置１０のロータ１１内には、塩化リチウム、シリカゲル、ゼオライトなどの吸湿材が収納されている。

前記３つの通過区域である減湿区域１１ａ、再生区域１１ｂ、パージ区域１１ｃは、各々放射状に区画成形されたうちの１つの形態、すなわち略扇形状であり、各々の通過区域の中心角θは、本実施形態においては、減湿区域１１ａの中心角θ１が２７０゜、再生区域１１ｂの中心角θ２が６０゜、パージ区域１１ｃの中心角θ３が３０゜に設定されている。

減湿対象となる処理空気は、処理ファン２１によって処理ダクト２２を通じて取り入れられ、例えばプレクーラ２３によって冷却された後、ロータ１１の減湿区域１１ａに導入される。そして減湿区域１１ａで減湿処理されて低露点、例えば絶対湿度が６．７×１０^−３ｇ／ｋｇとなった空気は、供給ダクト２４を通じて供給空気としてロータ１１から導出される。その後は、たとえば必要な温度調節された後、給気として低露点空間に供給される。

減湿区域１１ａで減湿処理されて低露点となった空気の一部は、供給ダクト２４から分岐したパージ導入ダクト２５を通じてパージ区域１１ｃへと導入され、パージ区域１１ｃを出た空気は、パージ導出ダクト２６へと送られる。パージ導出ダクト２６は、再生区域１１ｂを出た後の空気が流れる再生排気ダクト２７と接続されており、パージ区域１１ｃを出た空気は、再生区域１１ｂを出た後の空気と混合される。

再生排気ダクト２７内の空気は、再生ファン３１によって外部へ排気されるようになっているが、再生排気ダクト２７におけるパージ導出ダクト２６と、排気出口との間には、再生導入ダクト３２が接続されている。再生導入ダクト３２には再生ヒータ３３が設けられており、この再生ヒータ３３によって加熱されて、たとえば１４０℃まで昇温された再生導入ダクト３２内の空気は、再生空気としてロータ１１の再生区域１１ｂへと供給される。

次にこのシステムの主要なダンパについて説明すると、まず供給ダクト２４におけるパージ導入ダクト２５の分岐点よりも下流側には、供給ダンパＤ１が設けられ、パージ導入ダクト２５には、導入ダンパＤ２が設けられている。再生排気ダクト２７における再生導入ダクト３２との接続点よりも下流側で再生ファン３１の下流側には、排気ダンパＤ３が設けられている。そして再生導入ダクト３２には、再生循環ダンパＤ４が設けられている。

次に制御系について説明すると、図３、図４に示したように、パージ導出ダクト２６の下流側には、パージ導出ダクト２６内を流れるパージ後空気の温度を検出する温度センサ４１が設置されている。この温度センサ４１によって検出されるパージ後空気の温度の信号は、制御装置ＣＵに入力される。制御装置ＣＵは、図３に示したように、温度センサ４１によって検出されるパージ後空気の温度に基づいて、再生ファン３１または再生循環ダンパＤ４を制御して再生風量を制御する。再生ファン３１の制御はインバータ制御である。

なお本実施の形態においては、パージ導出ダクト２６の下流側に温度センサ４１を設置しているが、パージ導出ダクト２６の上流側に、たとえばダンパ、プロペラ、整流板、エルボ等の撹拌機能を有する部材を設け、これら部材の下流側でパージ導出ダクト２６を流れる空気を検出するように温度センサ４１を設置してもよい。かかる場合には、パージ導出ダクト２６の上流側に温度センサ４１を設置しても、パージ後空気の温度を正確に検出することができる。

また制御装置ＣＵは、図３に示したように、温度センサ４１によって検出されるパージ後空気の温度に基づいて、再生ファン３１と再生循環ダンパＤ４の双方を制御して、パージ風量を所定値に保つ制御を行なう。

ロータ１１のパージ区域１１ｃの出入口の差圧を検出する差圧計５１によって検出されるパージ区域１１ｃの出入口の差圧信号は、図３に示したように、制御装置ＣＵへ入力される。制御装置ＣＵは、このパージ区域１１ｃの出入口の差圧に基づいて、排気ダンパＤ３の制御を行うことが可能である。

図３に示したように、供給ダクト２４におけるパージ導入ダクト２５との分岐点よりも上流の減湿処理後の空気は、露点センサ６１によって検出され、露点センサ６１の検出した減湿処理後の空気の露点温度は、制御装置ＣＵへ入力される。制御装置ＣＵは、減湿処理後の空気の露点温度に基づいて、再生ヒータ３３の容量制御を行なうことが可能である。

図３に示したように、減湿区域１１ａの出入口の差圧を検出する差圧計７１によって検出される減湿区域１１ａの出入口の差圧信号は、図３に示したように、制御装置ＣＵへ入力される。制御装置ＣＵは、この減湿区域１１ａの出入口の差圧に基づいて、ロータ１１を回転駆動する駆動装置７２およびパージ風量の制御を行なうことが可能である。例えば、処理風量を検出するために設けた差圧計７１の信号が３００Ｐａ→１５０Ｐａに半分になると、ロータ１１の回転数制御を行う駆動装置７２のインバータの出力を半分にすることにより、回転数を下げる。同時に、パージ風量を検出する差圧計５１の設定値をたとえば３００Ｐａ→１５０Ｐａにすることにより、パージ風量を半分にすることが行なわれる。このときのパージ風量の変化には、再生ファン３１のインバータ、もしくは排気ダンパＤ３、またはその両方でパージ差圧を一定に制御することが行なわれる。

乾式減湿装置１を有する減湿システムは以上の構成を有しており、次にその運転例について説明する。既述の図１、図２において説明したように、たとえば再生風量比α＝０．０６０のときには、パージ区域における再生区域寄りの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温でかつ再生完了温度（たとえば１３０℃）以上となり、再生風量比α＝０．０６０となるときのパージ後空気の温度は約６０℃であることを予め求めておき、温度センサ４１によって検出される温度が６０℃となるように、制御装置ＣＵによって再生ファン３１または再生循環ダンパＤ４を制御して再生風量を制御する。なお再生風量比αは、再生区域通過風量（ｍ^３（Ｎ）ｍｉｎ）／減湿区域通過風量（ｍ^３（Ｎ）ｍｉｎ）で表されるものである。

これによって、ロータ１１の再生区域１１ｂ、パージ区域１１ｃの各出口温度の回転方向座標θの温度分布は、たとえば位置角θ＝７０°の直前の段階では、出口温度がピークを迎え再生完了温度とみなせる約１２０℃となり、低温・低湿のパージ空気による降温により、パージ区域１１ｃにおける減湿区域１１ａに近い領域（Ｈ）での出口温度は、２０℃以下となる。

したがって、従来よりも再生に要するエネルギーを節約することができる。図１０に示した従来の技術との比較において、より具体的に説明すれば、従来の技術における位置角θ＝４０〜６０°において１４０℃にしていた分（熱量）を、６０℃に維持する程にすればよくなり、その分だけエネルギーを節約することが可能となる。

減湿処理の処理風量自体を変化させた場合には、当該変化に比例してロータ１１の回転数及びパージ風量の前記所定値を変化させることが好ましい。これは本発明がパージ区域１１ｃの出口温度に基づいて再生風量を制御している関係上、ロータ１１の回転数が変化した場合でも、パージ区域１１ｃの出口側の温度分布を一定に維持する必要があるからである。したがってたとえば処理風量が１０ＣＭＭ→５ＣＭＭとなった場合には、ロータ１１の回転数をそれまでのたとえば４ＲＰＨから２ＲＰＨに半減させ、同時にパージ風量の所定値を半分に設定する（たとえば１ＣＭＭ→０．５ＣＭＭ）。発明者らの試算によれば、処理風量を定格の半分にしたときに、再生風量だけを変化させたときと、本発明のように、再生風量・回転数・パージ風量を同時に変化させたときとを比べると、再生熱量を２５％削減できると考えられる。さらにまた、処理風量の一部を用いるパージ風量を減らせるため、処理風量あたりの供給風量の割合を増やすことができる。なお実際には処理風量が変化すると、処理空気の絶対湿度が変わる可能性があるため、正確には完全には比例しないが、処理空気の絶対湿度が同一である条件にかぎり、処理空気量に比例する。

本発明においては、パージ後空気の温度に基づいて再生風量を制御するようにして、大幅に再生熱量を低減できるが、既述したように、低負荷の冬期等では再生空気の相対湿度が相当程度低くなり、設計基準以上に低露点の空気となってしまうことがある。図６はそのような現象を示しており、たとえば低負荷時では、高負荷時のときと比べて、設計仕様の−６０℃よりも１０℃も低く減湿しまうことがある。その場合には、露点センサ６１によって検出された露点温度に基づいて、制御装置ＣＵが再生ヒータ３３の制御を行い、再生温度を下げる（たとえば図７に示したように、再生温度を１４０℃から１２０℃に下げる）ことで、減湿区域１１ａで減湿された後の空気の露点温度を上げる制御を行い、設計仕様の−６０℃の露点温度を実現することが可能である。

発明者らが実験ところ、ファンやダンパおよびロータの回転数等の制御を行なわず、すべて固定の定格値で運転している状態と、再生風量制御とパージ風量を一定にする制御を実施した本発明の実施の形態とを比較した結果、本発明の実施の形態によれば、夏期においては約半分の再生風量で済み、また冬期においては約１／３の再生風量で済む事がわかり、本発明の省エネ効果が高いことが確認できた。

本発明は、いわゆるロータを有する乾式減湿装置に有用であり、またロータを多段接続した乾式減湿装置に対しても適用可能である。

本発明の原理を説明する再生風量比を変化させたときの再生区域とパージ区域の各位置角における出口温度を示すグラフである。 再生風量比とパージ後空気の温度との関係を示すグラフである。 実施の形態にかかる運転方法を実施するための乾式減湿装置の系統の概略を模式的に示した説明図である。 図３の乾式減湿装置に用いたロータの斜視図である。 図３の乾式減湿装置に用いたロータの軸方向の端面図である。 夏期に対する冬期の処理入口絶対湿度に対する従来技術と本発明のヒータ処理熱量を示すグラフである。 低負荷時と高負荷時の再生風量比に対する供給露点温度を示す計算結果と実験結果のグラフである。 従来技術にかかる運転方法を実施したときの再生区域とパージ区域の各位置角における出口温度を示すグラフである。 従来技術にかかるロータの軸方向の端面図である。

符号の説明

１ 乾式減湿装置
１１ ロータ
１１ａ 減湿区域
１１ｂ 再生区域
１１ｃ パージ区域
１２、１３ 区域分割カセット
２１ 処理ファン
２２ 処理ダクト
２３ プレクーラ
２４ 供給ダクト
２５ パージ導入ダクト
２６ パージ導出ダクト
２７ 再生排気ダクト２７
３１ 再生ファン
３２ 再生導入ダクト
３３ 再生ヒータ
４１、８１ 温度センサ
５１、７１ 差圧計
６１ 露点センサ
７２ 駆動装置
ＣＵ 制御装置
Ｄ１ 供給ダンパ
Ｄ２ 導入ダンパ
Ｄ３ 排気ダンパ
Ｄ４ 再生循環ダンパ

Claims (6)

1. 回転自在なロータ内に処理空気を通過させて当該処理空気を減湿処理する装置であって、前記ロータの端面側に位置する空気の通過域が、減湿区域と再生区域とパージ区域とに仕切られて、ロータの回転によって再生区域から減湿区域に移行する前にパージ区域が位置するようにこれら各区域が配置された乾式減湿装置において、
   パージ区域に導入するパージ風量を一定にした状態で、パージ区域における再生区域寄りの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温でかつ再生完了温度以上となるように、
   パージ区域を通過した後の温度分布のなくなったパージ後空気の温度に基づいて、再生区域に導入する再生風量を制御することを特徴とする、乾式減湿装置の運転方法。
2. パージ風量を一定にした状態で、パージ区域における再生区域寄りの地点における出口温度が、再生区域における最もパージ区域寄りの地点の出口温度よりも高温でかつ再生完了温度以上となる、前記パージ後空気の所定温度を予め求めておき、前記パージ後空気が当該所定温度となるように再生区域に導入する再生風量を制御することを特徴とする、請求項１に記載の乾式減湿装置の運転方法。
3. パージ区域を通過した後の空気を攪拌し、攪拌した後の空気の温度を前記パージ後空気の温度とすることを特徴とする、請求項１または２に記載の乾式減湿装置の運転方法。
4. 前記攪拌は、パージ区域を通過した後の空気が流れるダクトに設けられたダンパ、プロペラ、整流板またはエルボによって行なわれることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の乾式減湿装置の運転方法。
5. 減湿処理風量を変化させた場合には、当該変化に比例してロータの回転数及び前記一定にするパージ風量の値を変化させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の乾式減湿装置の運転方法。
6. 減湿区域出口側露点温度、減湿空気が供給される目的室の露点温度、または目的室から減湿区域に戻される還気の露点温度に基づいて、再生区域に導入する再生空気を加熱するヒータの制御を行なうことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の乾式減湿装置の運転方法。

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