JP2011036768A - 除湿機 - Google Patents

Abstract

【課題】水分吸脱着部の再生に必要な消費エネルギーを低減することができる除湿機を得る。
【解決手段】再生風路内のデシカントロータ７の下流側に配置され、再生空気Ｃと、室内空気Ａとを熱交換して、デシカントロータ７から放出された水分を凝縮する凝縮器６と、熱電素子９の吸熱側により構成され、再生風路内のデシカントロータ７の下流側に配置され、再生空気Ｃの熱を吸熱して、デシカントロータ７から放出された水分を凝縮する吸熱部９ａとを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気に含まれる水分を吸着する水分吸脱着部を備えた除湿機に関するものである。

従来の技術においては、例えば、「…本体内に設置した除湿空気用ファンにより、本体内に取込んだ室内空気に含まれる水蒸気を除湿空気用ファンの上流に設置した除湿ロータで吸湿し、乾燥空気として室内に放出し、一方、再生空気用ファンにより送風される乾燥した再生空気を再生ヒータで加熱し、再生空気用ファンの下流に設置した除湿ロータに吹きかけ、除湿ロータから水分を奪って高湿となった再生空気を凝縮器にて凝縮する凝縮サイクルを搭載し、凝縮水をタンクに貯めることのできる除湿乾燥機…」が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、例えば、「第１空気及び第２空気を取り込み、減湿された第１空気を利用する除湿運転と加湿された第２空気を利用する加湿運転の少なくとも一方を行う調湿装置であって、第１空気から吸湿して第２空気により再生される調湿部材（３４）と、直流を流すと第１空気から吸熱して第２空気へ放熱し、加熱した第２空気を上記調湿部材（３４）へ供給する熱電素子（６０）とを備えている調湿装置。」が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−２１８４３２号公報（請求項１） 特開２００２−１１５８６９号公報（請求項１）

従来の技術では、水分吸脱着部の吸着剤として、一般的なシリカゲルやゼオライトなど、再生湿度（平衡吸着量が低下する相対湿度）が低いもの（例えば相対湿度１０％以下）を用いている。このため、再生空気の相対湿度を下げるため、再生空気の温度を例えば１００℃以上に加熱する必要があり、加熱に伴う消費電力が大きくなる、という問題点があった。

また、特許文献１の従来技術においては、水分吸脱着部を通過した再生空気は、凝縮器内を通過するとき、凝縮器の周辺を通過する除湿対象空気と熱交換を行って冷却され、再生空気に含まれる水分が凝縮する。
しかしながら、除湿対象空気との熱交換のみにより再生空気中の水分を凝縮するため、水分吸脱着部を通過した再生空気の温度（再生後の温度）が低い場合、凝縮器周辺を通過する除湿対象空気との温度差が小さく、凝縮量が少なくなる、という問題点があった。

また、特許文献２の従来技術においては、熱電素子の吸熱部、調湿部材、熱交換器の順に送風する風路を持ち、熱交換器では調湿部材での水分吸着熱によって加温された除湿空気と加湿対象空気の熱交換を行う。
しかしながら、除湿対象となる高湿度の空気が熱電素子の吸熱部を通過するため、吸熱部において結露が起きてしまい、熱電素子の吸熱部での吸熱効果（冷却効果）が低減し、凝縮量が少なくなる、という問題点があった。
また、水分吸脱着部の吸着剤として再生湿度が低いもの（一般的なシリカゲルやゼオライト）を用いて、熱電素子からの放熱のみで再生空気を加熱して水分吸脱着部（デシカントロータ）の再生を行っている。このため、再生空気の相対湿度が再生湿度となるまで加温するには、多数の熱電素子と消費電力とが必要となり、加熱に伴う消費電力が大きくなる、という問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、水分吸脱着部の再生に必要な消費エネルギーを低減することができる除湿機を得ることを目的とする。
また、水分吸脱着部を通過する再生空気の温度が低い場合であっても、水分の凝縮量を向上することができる除湿機を得ることを目的とする。

本発明に係る除湿機は、
空気に含まれる水分を吸着させるための除湿風路と、
前記水分を脱着するための再生風路と、
前記除湿風路と前記再生風路とを跨いで回転自在に設置され、前記除湿風路に供給された空気に含まれる水分を吸着し、該吸着した水分を前記再生風路を流れる空気に放出する水分吸脱着部と、
前記再生風路内の前記水分吸脱着部の上流側に配置され、前記再生風路を流れる空気を加熱する加熱部と、
前記再生風路内の前記水分吸脱着部の下流側に配置され、前記再生風路を流れる空気と、前記除湿風路に供給された空気とを熱交換して、前記水分吸脱着部から放出された水分を凝縮する第１の凝縮部と、
熱電素子の吸熱側により構成され、前記再生風路内の前記水分吸脱着部の下流側に配置され、前記再生風路を流れる空気の熱を吸熱して、前記水分吸脱着部から放出された水分を凝縮する第２の凝縮部と
を備えたものである。

本発明は、第１の凝縮部により、再生風路を流れる空気と除湿風路に供給された空気とを熱交換して、水分吸脱着部から放出された水分を凝縮し、第２の凝縮部により、再生風路を流れる空気の熱を吸熱して、水分吸脱着部から放出された水分を凝縮する。このため、水分吸脱着部を通過する再生空気の温度が低い場合であっても、水分の凝縮量を向上することができる。

本発明の実施の形態１に係る除湿機の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る除湿機のシステム説明図である。 各種吸着剤の吸着等温線の概念図である。 本発明の実施の形態１に係る除湿機の状態を表す空気線図である。 本発明の実施の形態１に係る除湿機のシステム説明図である。 本発明の実施の形態２に係る除湿機のシステム説明図である。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る除湿機の斜視図である。
図２は本発明の実施の形態１に係る除湿機のシステム説明図である。
図１及び図２に示すように、実施の形態１に係る除湿機は、本体１の背面には室内空気Ａを取り込む吸込口２を備えている。また、本体１の上部には本体１内で除湿された乾燥空気Ｂを室内に排出する吹出口３を備えている。また、本体１の下部には室内空気Ａから凝縮された水分をためるタンク４を備えている。

本体１の内部には、ファン５、凝縮器６、デシカントロータ７、再生ファン８、熱電素子９を備えている。また、デシカントロータ７は、再生部７ａと、吸着部７ｂとを有している。また、熱電素子９は、吸熱部９ａと、放熱部９ｂとを備えている。

なお、「凝縮器６」は、本発明における「第１の凝縮部」に相当する。
また、「デシカントロータ７」は、本発明における「水分吸脱着部」に相当する。
また、「吸熱部９ａ」は、本発明における「第２の凝縮部」に相当する。
また、「放熱部９ｂ」は、本発明における「加熱部」に相当する。

本体１の内部には、室内空気Ａを本体１内に吸い込み、デシカントロータ７により室内空気Ａに含まれる水分を吸着させるための除湿風路と、デシカントロータ７が吸着した水分を脱着（再生）するための再生風路とが形成されている。
また、再生風路は、放熱部９ｂ、デシカントロータ７の再生部７ａ、凝縮器６、吸熱部９ａの順序に空気を循環させる循環風路により構成され、凝縮サイクルを形成している。

再生ファン８は、吸熱部９ａと放熱部９ｂとの間に配置され、再生風路における凝縮サイクルの送風を行う。
なお、再生ファン８の配置位置はこれに限るものではなく、再生風路に再生空気Ｃを循環できれば任意の位置に配置することができる。例えば放熱部９ｂの下流側に配置しても良い。

ファン５は、室内空気Ａを吸込口２から吸い込み、除湿された乾燥空気Ｂを吹出口３から本体１外へ排出する。このファン５は、図２に示すように、除湿風路のデシカントロータ７の下流側に配置される。
なお、ファン５の配置位置はこれに限るものではなく、除湿風路に室内空気Ａを供給できれば任意の位置に配置することができる。例えば、デシカントロータ７や凝縮器６の上流側に配置しても良い。
なお、ファン５を設けない構成として、除湿機の外部から室内空気Ａを供給しても良い。例えば除湿機を空気調和機の内部に設け、空気調和機から吐出された空気を当該除湿機内へ供給しても良い。

デシカントロータ７は、除湿風路と再生風路とを跨いで設置されている。このデシカントロータ７は、除湿風路に供給された室内空気Ａに含まれる水分を、吸着部７ｂで吸着し、該吸着した水分を、再生部７ａから再生空気Ｃに放出するものである。
デシカントロータ７は、円柱形状であり、水分を吸着及び脱着する吸着剤を担持している。また、デシカントロータ７は、支軸に回転自在に支持されており、その外周にギアを伴ったカバーで覆われている。そのカバーの外周にはモータが連結設置され、モータの回転がデシカントロータ７に伝えられて回転することにより、再生部７ａと吸着部７ｂとが連続して入れ替わり、水分の吸着及び脱着（再生）を繰り返すことができる。

デシカントロータ７に担持される吸着剤としては、後述する第１の吸着剤または第２の吸着剤を用いる。この第１の吸着剤または第２の吸着剤は、例えばゼオライト、シリカゲル、活性炭等の一般的な吸着剤と比較して、吸着量が多く、吸着した水分を脱着するエネルギー（吸着エネルギー）の小さい吸着剤を使用する。この第１の吸着剤または第２の吸着剤は、多孔質基材に塗布、表面処理あるいは含浸、または紙基材に漉き込まれたものを使用しても良い。吸湿剤の詳細は後述する。

凝縮器６は、再生風路におけるデシカントロータ７の下流側、除湿風路におけるデシカントロータ７の上流側に配置される。
凝縮器６は、再生空気Ｃと室内空気Ａとを熱交換して、デシカントロータ７から再生空気Ｃに放出された水分を凝縮するものである。
凝縮器６は、プラスチックの真空成型、ストロー状の管の集合体、または仕切り板などの集合体などで凝縮風路が構成されている。そして、この凝縮風路の内部には、高湿な再生空気Ｃが供給され、凝縮風路の外部には、室内空気Ａが流れ、２つの空気流は完全に隔離され熱交換するものである。

熱電素子９は、吸熱部９ａと放熱部９ｂとを有し、吸熱部９ａから放熱部９ｂへ熱を移動させる素子である。
熱電素子９の吸熱部９ａは、再生風路内のデシカントロータ７の下流側に配置され、再生空気Ｃの熱を吸熱して、デシカントロータ７から放出された水分を凝縮する。
熱電素子９の放熱部９ｂは、再生風路内のデシカントロータ７の上流側に配置され、吸熱部９ａにより吸熱された熱により再生空気Ｃを加熱する。
この熱電素子９は、ｎ型半導体とｐ型半導体を組み合わせて平板状に形成されており、直流電流を流すことにより、吸熱部９ａから放熱部９ｂへ熱を移動させる。また、熱電素子９の両面には熱交換のためのフィンが設置されており、吸熱反応が起こる面（熱電素子の吸熱側）を吸熱部９ａ、他方の発熱反応が起こる面（熱電素子の放熱側）を放熱部９ｂとして利用する。この熱電素子９としては、例えばペルチェ素子を用いることができる。

図３は各種吸着剤の吸着等温線の概念図である。
図３において、横軸は対象空気の相対湿度、縦軸は水分の平衡吸着量を表している。
なお、符号３１は、一般的なゼオライトの等温吸着線を示す。
また、符号３２は、１．５〜２．５ｎｍ程度の径の細孔が複数設けられた多孔質ケイ素材料である第１の吸着剤の等温吸着線を示す。
また、符号３３は、０．７ｎｍ前後（０．６〜０．８ｎｍ程度）の径の細孔が複数設けられたゼオライト系材料である第２の吸着剤の等温吸着線を示す。
また、Φ１は第１の相対湿度、Φ２は第２の相対湿度、Φ３は第３の相対湿度、Φ０は第４の相対湿度を示す。

一般的なゼオライトの場合、等温吸着線３１に示されているように、相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率である傾斜は、第４の相対湿度Φ０以下の範囲における方が、第４の相対湿度Φ０を超える範囲における方よりも大きい。なお、第４の相対湿度Φ０は一般的に１０％未満である。

一方、本実施の形態で用いる第１の吸着剤は、等温吸着線３２に示されているように、第４の相対湿度Φ０より大きい第１の相対湿度Φ１から第２の相対湿度Φ２の範囲における平衡吸着量の変化率である傾斜が、第１の相対湿度Φ１未満または第２の相対湿度Φ２を超える範囲における傾斜よりも大きい。
なお、第１の吸着剤である多孔質ケイ素材料の細孔径を増加または減少することにより、第１の相対湿度Φ１及び第２の相対湿度Φ２を３０％から６０％の範囲で増加または減少することができる。ここでは、例えば、第１の相対湿度Φ１が４０％程度、第２の相対湿度Φ２が６０％程度になるように、第１の吸着剤である多孔質ケイ素材料の細孔径を調整する。
このとき、第１の相対湿度Φ１における平衡吸着量ｑ１は、第４の相対湿度Φ０における平衡吸着量ｑ０より小さく、かつ第２の相対湿度Φ２における平衡吸着量ｑ２は、第４の相対湿度Φ０における平衡吸着量ｑ０より大きい。

このため、第１の吸着剤を担持するデシカントロータ７の吸着部７ｂでは、室内空気Ａの相対湿度が約９５％から第２の相対湿度Φ２の範囲にて、平衡吸着量ｑ２まで水分を吸着できる。これにより、平衡吸着量ｑ０しか吸着しない一般的なゼオライト（等温吸着線３１）と比較し、大幅に吸着量が増加する。
また、デシカントロータ７の再生部７ａでは、再生空気Ｃの相対湿度を第１の相対湿度Φ１程度とすることにより、平衡吸着量ｑ２−平衡吸着量ｑ１という大きな吸着量差に応じた水分を放出できる。これにより、第４の相対湿度Φ０以下としなければ平衡吸着量が大きく変化しない一般的なゼオライト（等温吸着線３１）と比較し、相対湿度が高い第１の相対湿度Φ１程度であっても、吸着した水分を放出できる。つまり、再生空気Ｃの相対湿度を低下させるために再生空気Ｃを加温する温度を、低くすることが可能となる。
なお、動作の詳細は後述する。

また、本実施の形態で用いる第２の吸着剤は、等温吸着線３３に示されているように、第３の相対湿度Φ３以下の範囲における平衡吸着量の変化率である傾斜が、第３の相対湿度Φ３を超える範囲における傾斜よりも大きい。
このとき、第３の相対湿度Φ３は第４の相対湿度Φ０より大きく、かつ第１の相対湿度Φ１より小さい値であり、また、第３の相対湿度Φ３における平衡吸着量ｑ３は、第４の相対湿度Φ０における平衡吸着量ｑ０より大きい。

このため、第２の吸着剤を担持するデシカントロータ７の吸着部７ｂでは、室内空気Ａの相対湿度が約９５％から第３の相対湿度Φ３の範囲にて、平衡吸着量ｑ３まで水分を吸着できる。これにより、平衡吸着量ｑ０しか吸着しない一般的なゼオライト（等温吸着線３１）と比較し、大幅に吸着量が増加する。
また、デシカントロータ７の再生部７ａでは、再生空気Ｃの相対湿度を第３の相対湿度Φ３以下とすることにより、平衡吸着量の低下に応じた水分を放出できる。これにより、第４の相対湿度Φ０以下としなければ平衡吸着量が大きく変化しない一般的なゼオライト（等温吸着線３１）と比較し、相対湿度が高い第３の相対湿度Φ３以下にすれば、吸着した水分を放出できる。つまり、再生空気Ｃの相対湿度を低下させるために再生空気Ｃを加温する温度を、低くすることが可能となる。
なお、動作の詳細は後述する。

次に、実施の形態１における除湿機の動作を説明する。

まず、除湿動作について説明する。
図１及び図２において、室内空気Ａは、ファン５によって本体１内に吸い込まれ、凝縮器６の凝縮風路の外部を通過し、デシカントロータ７の吸着部７ｂを通過する際に水分が吸着されて低湿の乾燥空気Ｂとなり、この乾燥空気Ｂがファン５から本体１外に排出される。

次に、再生凝縮動作について説明する。
図２において、再生ファン８によって送風された再生空気Ｃは、熱電素子９の放熱部９ｂにて加温され、高温低湿空気となる。
そして、高温低湿空気となった再生空気Ｃは、デシカントロータ７の再生部７ａを通過する。これにより、デシカントロータ７の吸着部７ｂで水分を含んでゆっくり回転してきた吸着剤から水分が除去（脱着）される。
デシカントロータ７の再生部７ａを通過した再生空気Ｃは、水分を含んだ高湿空気となる。そして、高湿となった再生空気Ｃは、凝縮器６の凝縮風路の内部に進入し、凝縮器６の外部を通過する室内空気Ａと熱交換する。これにより、再生空気Ｃに含まれる水分が凝縮されて凝縮水となる。この凝縮水は、凝縮器６の下部に配置されたタンク４に回収される。
その後、再生空気Ｃは、熱電素子９の吸熱部９ａを通過する。この際、再生空気Ｃは、吸熱部９ａにより熱が吸熱され、さらに水分が凝縮される。この凝縮水も、凝縮器６の下部に配置されたタンク４に回収される。
そして、再生空気Ｃは、再度、再生ファン８によって送風されて、上記凝縮サイクルを繰り返す。
このような凝縮サイクルにおける空気温度と絶対湿度との関係を、図４により説明する。

図４は本発明の実施の形態１に係る除湿機の状態を表す空気線図である。
以下、除湿動作及び再生凝縮動作における空気温度と絶対湿度との関係を、図４に基づき説明する。

まず、本体１内に吸い込まれた室内空気Ａは点アの状態にあり、凝縮器６内を通過する再生空気Ｃ（点ク）と熱交換して吸熱し、温度が上昇するので点イの状態となる。逆に、凝縮器６内の再生空気Ｃ（点ク）は冷却される。
次に、点イの状態となった空気は、デシカントロータ７の吸着部７ｂを通過し、内部の吸着剤と接触して水分が吸着されて除湿された後、ファン５によって、吹出口３から本体１外に排出される。このとき、点イの状態となった空気は、等エンタルピ変化を起こし、絶対湿度が低下、温度が上昇して、点ウの状態となる。

一方、再生風路において、再生ファン８に送風された再生空気Ｃは、点カの状態にあり、熱電素子９の放熱部９ｂを通過することで加熱され、温度が上昇するので、点キの状態になる。
次に、点キの状態となった空気は、デシカントロータ７の再生部７ａを通過し、吸着部７ｂにて吸着した水分を再生するので、等エンタルピ変化を起こし、絶対湿度が上昇、温度が低下して点クの状態となる。

次に、点クの状態となった空気は、凝縮器６の凝縮風路の内部を通過し、凝縮器６の外部を通過する室内空気Ａ（点ア）と熱交換し、冷却されて温度が低下する。そして、露点温度に達すると凝縮を開始するので、点ケの状態になる。
さらに、点ケの状態となった空気は、熱電素子９の吸熱部９ａを通過することで熱が吸熱され、さらに温度が低下する。そして、さらに凝縮が進み、再び、点カの状態に戻る。 そして、点カの状態となった再生空気Ｃは、再生ファン８に送風されて上記凝縮サイクルを繰り返す。

ここで、デシカントロータ７に担持する吸着剤として第１の吸着剤を用いる場合、点キの状態での再生空気Ｃの相対湿度が、第４の相対湿度Φ０と第１の相対湿度Φ１との間の範囲となるように、再生空気Ｃを加温する。例えば、再生空気Ｃの相対湿度が、第１の相対湿度Φ１近傍となるように、再生空気Ｃを加熱する。このとき、デシカントロータ７の再生部７ａでは、第１の吸着剤の平衡吸着量ｑ２−平衡吸着量ｑ１という吸着量差に応じた水分を放出できる。
これにより、相対湿度Φ０以下となるまで再生温度を上げなければならない一般的なゼオライトに比べ低温で再生が可能となる。
例えば、図３に示した第１の相対湿度Φ１が４０％程度、第２の相対湿度Φ２が６０％程度となるように第１の吸着剤の多孔質ケイ素材料の細孔径を調整した場合、例えば室内空気Ａの温度が約２０℃、相対湿度が約６０％であれば、熱電素子９の放熱部９ｂにより、再生空気Ｃの温度を３０℃程度になるまで加温して、点キの状態における再生空気Ｃの相対湿度を４０％程度とする。

つまり、従来の一般的なゼオライトを用いる場合には、相対湿度を第４の相対湿度Φ０以下とするため、再生空気Ｃを図４の点コの状態となるまで加熱する必要があるが、本実施の形態１では、これより温度が低い点キの状態の空気を再生空気Ｃとして利用することができる。したがって、従来の一般的なゼオライトを用いる場合と比較して、再生空気Ｃの加熱に伴うエネルギー消費量を低減することができる。

また、デシカントロータ７に担持する吸着剤として第２の吸着剤を用いる場合、点キの状態での再生空気Ｃの相対湿度が、第４の相対湿度Φ０と第３の相対湿度Φ３との間の範囲となるように、再生空気Ｃを加温する。このとき、デシカントロータ７の再生部７ａでは、第２の吸着剤の平衡吸着量の低下に応じた水分を放出できる。
これにより、相対湿度Φ０以下となるまで再生温度を上げなければならない一般的なゼオライトに比べ低温で再生が可能となる。
したがって、従来の一般的なゼオライトを用いる場合と比較して、再生空気Ｃの加熱に伴うエネルギー消費量を低減することができる。

次に、実施の形態１における除湿機の凝縮量について説明する。

凝縮量は、凝縮サイクルにおける絶対湿度の変化に依存する。
図４に示すように、従来の除湿機においては再生空気Ｃを点コの状態まで加温する。この場合、再生後の空気は点サの状態となる。そして、従来の除湿機では、凝縮器６のみで再生空気Ｃを凝縮するので、凝縮後の空気は点ケの状態となる。このとき、絶対湿度Ｘ２−Ｘ０に応じた凝縮量となる。
本実施の形態１では、図４に示したように、点キの状態の空気により低温再生を行う。そして本実施の形態１においては、凝縮器６による凝縮と、熱電素子９の吸熱部９ａとによる凝縮を行うので、凝縮後の空気は点カの状態となる。このとき、凝縮器６による絶対湿度Ｘ１−Ｘ０に応じた凝縮量に加え、吸熱部９ａによる絶対湿度Ｘ０−Ｘ３に応じた凝縮量を確保することができる。つまり、再生空気Ｃの温度が従来の除湿機より低い低温再生であっても、絶対湿度Ｘ１−Ｘ３に応じた凝縮量を確保することができる。

また、再生空気Ｃの温度を低くすることで、室内空気Ａの上昇（点イ）を抑えることもでき、本体１から排出される乾燥空気Ｂの温度（点ウ）の上昇を抑え、室内温度を上昇させずに除湿することができる。

また、熱電素子９の吸熱部９ａにより再生空気Ｃの熱を吸熱し、放熱部９ｂから放熱する熱により再生空気Ｃを加熱するので、熱電素子９の排熱を利用して加温することができ、エネルギー効率を向上することができる。
また、再生空気Ｃを加熱するために、別途、ヒーターなどの加熱手段を設ける必要がなく、加熱に伴う消費エネルギーを低減することができる。

以上のように本実施の形態においては、再生空気Ｃと室内空気Ａとを熱交換して、デシカントロータ７から放出された水分を凝縮する凝縮器６と、熱電素子の吸熱側により構成され、再生空気Ｃの熱を吸熱して、デシカントロータ７から放出された水分を凝縮する吸熱部９ａとを備える。
このため、デシカントロータ７の再生部７ａを通過する再生空気Ｃの温度が低く、室内空気Ａと再生空気Ｃとの温度差が小さい場合であっても、再生空気Ｃに含まれる水分の凝縮量を向上することができる。

また、放熱部９ｂは、熱電素子の放熱側により構成され、吸熱部９ａにより吸熱された熱により再生空気Ｃを加熱する。
このため、再生空気Ｃの熱を吸熱部９ａにより吸熱して水分を凝縮すると共に、吸熱した熱を、再生空気Ｃの加熱に利用することができ、デシカントロータ７の再生に必要な消費エネルギーを低減することができる。

また、デシカントロータ７は、水分を吸着及び脱着する第１の吸着剤を有している。
このため、室内空気Ａの相対湿度が約９５％から第２の相対湿度Φ２の範囲にて、平衡吸着量ｑ２まで水分を吸着できる。これにより、平衡吸着量ｑ０しか吸着しない一般的なゼオライト（等温吸着線３１）と比較し、大幅に吸着量が増加する。再生空気Ｃの相対湿度を第１の相対湿度Φ１程度とすることにより、平衡吸着量ｑ２−平衡吸着量ｑ１という大きな吸着量差に応じた水分を放出できる。これにより、第４の相対湿度Φ０以下としなければ平衡吸着量が大きく変化しない一般的なゼオライト（等温吸着線３１）と比較し、相対湿度が高い第１の相対湿度Φ１程度であっても、吸着した水分を放出できる。つまり、再生空気Ｃの相対湿度を低下させるために再生空気Ｃを加温する温度を、低くすることが可能となる。
よって、デシカントロータ７の再生に必要な消費エネルギーを低減することができる。

また、デシカントロータ７は、水分を吸着及び脱着する第２の吸着剤を有している。
このため、室内空気Ａの相対湿度が約９５％から第３の相対湿度Φ３の範囲にて、平衡吸着量ｑ３まで水分を吸着できる。これにより、平衡吸着量ｑ０しか吸着しない一般的なゼオライト（等温吸着線３１）と比較し、大幅に吸着量が増加する。
また、デシカントロータ７の再生部７ａでは、再生空気Ｃの相対湿度を第３の相対湿度Φ３以下とすることにより、平衡吸着量の低下に応じた水分を放出できる。これにより、第４の相対湿度Φ０以下としなければ平衡吸着量が大きく変化しない一般的なゼオライト（等温吸着線３１）と比較し、相対湿度が高い第３の相対湿度Φ３以下にすれば、吸着した水分を放出できる。つまり、再生空気Ｃの相対湿度を低下させるために再生空気Ｃを加温する温度を、低くすることが可能となる。
よって、デシカントロータ７の再生に必要な消費エネルギーを低減することができる。

また、第１の吸着剤または第２の吸着剤を用いることにより、再生空気Ｃを従来のような高温（１００℃程度）にする必要がなく、加熱に伴う消費エネルギーの低減を図ることできる。また、再生空気Ｃと室内空気Ａとの熱交換による室内空気Ａの温度上昇を抑え、室内温度を上昇させずに除湿することができる。

なお、本実施の形態１では、再生空気Ｃの加熱を熱電素子９の放熱部９ｂのみにより行う構成について説明した。本発明はこれに限らず、再生空気Ｃを加熱する手段を別途設けても良い。このような構成の例を図５に示す。

図５は本発明の実施の形態１に係る除湿機のシステム説明図である。
図５に示すように、放熱部９ｂに加えて、再生空気Ｃを加熱するヒーター１０を備える。そして、熱電素子９の放熱部９ｂを通過した再生空気Ｃを、ヒーター１０によってさらに加熱しても良い。そうすることにより、室内空気Ａの温度が低く、凝縮後の温度が再生空気Ｃの温度が低くなってしまっても、充分に再生することができる。
また、低温再生が可能な吸着剤を使用しているため一般的なデシカント式除湿機ほど消費電力を必要とせず、室内の温度を上げることもないという効果がある。
なお、「放熱部９ｂ」及び「ヒーター１０」は、本発明における「加熱部」に相当する。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、再生風路は、放熱部９ｂ、デシカントロータ７の再生部７ａ、凝縮器６、吸熱部９ａの順序に空気を循環させる循環風路により構成した。
本実施の形態２では、再生風路は、本体１外から供給された空気を、放熱部９ｂ、デシカントロータ７、凝縮器６、吸熱部９ａの順序に通過させ、本体１外へ排出する風路により構成する。

図６は本発明の実施の形態２に係る除湿機のシステム説明図である。
図６に示すように、本実施の形態２の除湿機においては、再生ファン８は、本体１の外部に通じる風路（図示せず）と接続し、熱電素子９の放熱部９ｂ、デシカントロータ７の再生部７ａ、凝縮器６、熱電素子の吸熱部９ａ、本体１外部に通じる風路（図示せず）の順に風路を構成する。
なお、その他の構成は上記実施の形態１と同様であり、同一部分には同一の符号を付する。

次に、実施の形態２の除湿機の動作を説明する。
なお、除湿動作は、上記実施の形態１と同様である。

再生凝縮動作について、上記実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
再生ファン８によって本体１外部から取り込まれた空気は、再生空気Ｃとして熱電素子９の放熱部９ｂにて加温され、高温低湿空気となる。
次に、上記実施の形態１と同様に、デシカントロータ７の再生部７ａを通過して高湿空気となる。そして、凝縮器６及び熱電素子９の吸熱部９ａを通過して水分が凝縮された後、本体１外部に通じる風路から本体１外（室内）に排出される。

以上のように本実施の形態においては、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
また、本実施の形態においては、再生風路は、本体１外から供給された空気を、放熱部９ｂ、デシカントロータ７、凝縮器６、吸熱部９ａの順序に通過させ、本体１外へ排出する風路により構成する。
このため、再生風路を循環させなくて良いので、部品の配置を単純化することができる。これにより、本体１を小さくすることが可能となる。
また、再生温度が従来の除湿機よりも低いので、本体１外（室内）に凝縮後の空気を放出しても室内の温度上昇を抑えることができる。

なお、本実施の形態２においても、例えば図５に示したヒータ１０など、再生空気Ｃを加熱する手段を別途設けても良い。これにより本実施の形態２においても上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

なお、本実施の形態２では、再生ファン８により外部から空気を取り込む構成について説明したが、本発明はこれに限らず、再生ファン８を設けない構成として、除湿機の外部から再生空気Ｃを供給しても良い。

以上、各実施の形態によって説明した本発明は、除湿性能が良好でかつ消費電力量を低減できるので、家庭及び業務用の除湿機として広く利用することができる。

１ 本体、２ 吸込口、３ 吹出口、４ タンク、５ ファン、６ 凝縮器、７ デシカントロータ、７ａ 再生部、７ｂ 吸着部、８ 再生ファン、９ 熱電素子、９ａ 吸熱部、９ｂ 放熱部、１０ ヒーター、３１ 一般的なゼオライトの等温吸着線、３２ 第１の吸着剤の等温吸着線、３３ 第２の吸着剤の等温吸着線、Ａ 室内空気、Ｂ 乾燥空気、Ｃ 再生空気。

Claims (10)

1. 空気に含まれる水分を吸着させるための除湿風路と、
   前記水分を脱着するための再生風路と、
   前記除湿風路と前記再生風路とを跨いで回転自在に設置され、前記除湿風路に供給された空気に含まれる水分を吸着し、該吸着した水分を前記再生風路を流れる空気に放出する水分吸脱着部と、
   前記再生風路内の前記水分吸脱着部の上流側に配置され、前記再生風路を流れる空気を加熱する加熱部と、
   前記再生風路内の前記水分吸脱着部の下流側に配置され、前記再生風路を流れる空気と、前記除湿風路に供給された空気とを熱交換して、前記水分吸脱着部から放出された水分を凝縮する第１の凝縮部と、
   熱電素子の吸熱側により構成され、前記再生風路内の前記水分吸脱着部の下流側に配置され、前記再生風路を流れる空気の熱を吸熱して、前記水分吸脱着部から放出された水分を凝縮する第２の凝縮部と
   を備えたことを特徴とする除湿機。
2. 前記加熱部は、前記熱電素子の放熱側により構成され、
   前記第２の凝縮部により吸熱された熱により前記再生風路を流れる空気を加熱する
   ことを特徴とする請求項１記載の除湿機。
3. 前記加熱部は、前記再生風路を流れる空気を加熱するヒーターを有する
   ことを特徴とする請求項２記載の除湿機。
4. 前記再生風路は、
   前記加熱部、前記水分吸脱着部、前記第１の凝縮部、前記第２の凝縮部の順序に空気を循環させる循環風路により構成される
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の除湿機。
5. 前記再生風路は、
   本体外から供給された空気を、前記加熱部、前記水分吸脱着部、前記第１の凝縮部、前記第２の凝縮部の順序に通過させ、本体外へ排出する風路により構成される
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の除湿機。
6. 前記水分吸脱着部は、水分を吸着及び脱着する第１の吸着剤を有し、
   前記第１の吸着剤は、
   細孔が複数設けられたケイ素材料で構成され、
   第１の相対湿度と、該第１の相対湿度よりも高い湿度である第２の相対湿度との間の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、前記範囲外における相対湿度に対する前記変化率よりも大きく、前記第１の相対湿度及び前記第２の相対湿度が、３０％〜６０％の範囲である
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の除湿機。
7. 前記加熱部は、
   前記水分吸脱着部を通過する空気の相対湿度が前記第１の相対湿度近傍となるように、前記再生風路内の空気を加熱する
   ことを特徴とする請求項６記載の除湿機。
8. 前記第１の相対湿度は、相対湿度が１０％未満である第４の相対湿度よりも高い湿度であり、
   前記加熱部は、
   前記水分吸脱着部を通過する空気の相対湿度が、前記第１の相対湿度と前記第４の相対湿度との間の範囲となるように、前記再生風路内の空気を加熱する
   ことを特徴とする請求項６記載の除湿機。
9. 前記水分吸脱着部は、水分を吸着及び脱着する第２の吸着剤を有し、
   前記第２の吸着剤は、
   細孔が複数設けられたゼオライト系の材料で構成され、
   第３の相対湿度以下の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、前記第３の相対湿度を超える範囲における相対湿度に対する前記変化率よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の除湿機。
10. 前記第３の相対湿度は、相対湿度が１０％未満である第４の相対湿度よりも高い湿度であり、
    前記加熱部は、
    前記水分吸脱着部を通過する空気の相対湿度が、前記第３の相対湿度と前記第４の相対湿度との間の範囲となるように、前記再生風路内の空気を加熱する
    ことを特徴とする請求項９記載の除湿機。

Images