JP2015188860A - 乾式減湿装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乾式減湿装置の運転効率を向上させて省エネルギーを図ることを目的とする。【解決手段】回転自在な吸着ロータ１１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、吸着ロータ１１の端面側に位置する空気の通過域が、減湿区域１１ａと再生区域１１ｂとパージ区域１１ｃとに仕切られて、吸着ロータ１１の回転によって再生区域１１ｂから減湿区域１１ａに移行する前にパージ区域１１ｃが位置するようにこれら各区域が配置され、減湿区域１１ａの入り口側には処理空気を冷却する冷却コイル２４を備え、減湿区域１１ａの出口側には処理空気を加熱する加熱コイル３１を備えた乾式減湿装置１において、減湿区域１１ａに入る処理空気の露点温度である減湿入口露点温度を測定もしくは推定し、当該測定もしくは推定された減湿入口露点温度に基づいて、冷却コイル２４による処理空気の冷却と加熱コイル３１による処理空気の加熱を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、吸着ロータを有する乾式減湿装置の運転方法に関する。

近年ハイブリッド自動車や電気自動車に用いられるリチウム電池の開発が進められており、リチウム電池の生産工場において量産規模が拡大し、大規模工場の建設が実施されている。しかしながらリチウム電池の生産に利用されるドライルームは消費エネルギが多く、特に減湿装置は多くのエネルギを消費する。

そこで吸着ロータを用いた乾式減湿装置に関し、従来から再生の熱量を低減して運転効率を改善する省エネ方法がいくつか提案されており、例えば特許文献１には、減湿ロータの処理出口露点温度によって再生ヒータの容量を制御する乾式減湿装置が開示されている。また特許文献２、３に示されるように、再生風量を制御して運転効率を向上させる乾式減湿装置も開示されている。また特許文献４、５に示されるように、吸着ロータの回転数を制御して運転効率を向上させる乾式減湿装置も開示されている。さらに特許文献６に示されるように、処理空気である外気の温度と湿度を測定し、それら温度と湿度に基づいて外気を冷却する冷却手段の冷媒温度を制御してエネルギー消費量を低減させる乾式減湿装置も開示されている。

特許第３２６６３２６号公報 特開２０１０−９９６５２号公報 特開２０１０−１１０７３６号公報 特開２０１０−２４７０４０号公報 特開２０１０−２４７０４１号公報 特開２００９−２０８００１号公報

上記特許文献１〜６に示されるように従来から運転効率を改善する方法が提案されているが、乾式減湿装置の利用方式によっては、給気の温度を調整するために使用するエネルギーが多大になる場合があった。このため吸着ロータを用いた乾式減湿装置に関し、さらなる運転効率の向上が望まれていた。

また特に特許文献６の減湿装置は冷却コイルのみしか備えておらず、例えば冬期などのように外気の湿度が低い場合、給気を再熱して供給することができなかった。すなわち外気の露点温度が高い場合は、減湿時の温度上昇量が多くなるため、冷却のみで対応することができる。しかし、例えば冬期などのように外気の露点温度が低い場合、吸着ロータでの温度上昇量は小さくなり（１〜４°くらい）、給気を再熱して供給することが必要となるが、特許文献６の減湿装置は給気の再熱ができなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、処理空気を冷却する冷却コイルと処理空気を加熱する加熱器の両方を備えた乾式減湿装置において、従来よりもさらに運転効率を向上させて省エネルギーを図ることを目的とする。

乾式減湿装置の吸着ロータは低温であるほうが減湿能力は高くなる。このため、吸着ロータの減湿入口では冷却コイル（プレクーラ）で外気（処理空気）を冷却して吸着ロータに供給している。除湿の負荷が小さい時には、あまり吸着ロータで昇温されずに給気されるため、その後、加熱器で温度を上昇させて給気することが必要になる。特に冬期は外気の湿度が低いため、この傾向が強く現れる。

そこで本発明では、除湿の負荷が小さい時には減湿入口での外気（処理空気）の温度を上げて、加熱器での再熱の熱量を減らすようにした。具体的には、減湿入口での外気（処理空気）の露点温度を測定（あるいは推定）して、それに応じて減湿入口での外気（処理空気）の冷却能力を変更する。これにより、冷却コイルでの冷却エネルギーと加熱器での加熱エネルギーがともに低減され、大きな省エネ効果が得られるようになる。また本発明は、特別な機器等を増加する必要はなく、制御機能を追加するだけで低コストで省エネルギーを図ることができる。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る。

本発明によれば、回転自在な吸着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、前記吸着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、吸着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、減湿区域の入り口側には処理空気を冷却する冷却コイルを備え、減湿区域の出口側には処理空気を加熱する加熱器を備えた乾式減湿装置において、減湿区域に入る処理空気の露点温度である減湿入口露点温度を測定もしくは推定し、当該測定もしくは推定された減湿入口露点温度に基づいて、冷却コイルによる処理空気の冷却と加熱器による処理空気の加熱を制御することを特徴とする、乾式減湿装置の運転方法が提供される。

本発明では、先ず減湿入口露点温度を測定もしくは推定し、当該測定もしくは推定された減湿入口露点温度に基づいて、減湿区域から出る給気の露点温度である減湿出口露点温度を求める。そして、この求められた減湿出口露点温度から減湿入口温度の設定値の上昇の可否または上昇し得る程度を判断し、その設定値を上げられると判断した場合は、当該設定値を上げ、加熱器の冷却コイルによる冷却エネルギーを減らし、加熱器による加熱エネルギーを減らすように制御し、吸着ロータの除湿能力に余裕がある場合は、その分、冷却器による処理空気の冷却能力を下げ、減湿区域に入る処理空気の温度である減湿入口温度を上げる。すなわち、例えば夏季に減湿入口温度を１２℃と設定していたものを、冬季には減湿入口温度の設定を１６℃に上げる。それにより、外気の湿度が低い冬期では、所定の除湿効果を維持したまま、冷却コイルにおける冷却エネルギーを低減することができる。また、それに伴って加熱器における加熱エネルギーも低減することができる。このように本発明によれば、これまで冷却して再熱することで無駄に消費していたエネルギーを低減することができ、省エネルギー化が達成される。

なお、減湿処理されて低露点空間に供給する低露点空気の温度が所定の温度未満の場合は、冷却コイルによる処理空気の冷却と加熱器による処理空気の加熱の加熱の両者に係る制御を中止して、吸着ロータの回転数を制御する状態に切り替わるようにしても良い。また、低露点空気の温度が所定の温度以上となった場合は、冷却コイルによる処理空気の冷却と加熱器による処理空気の加熱を制御することに加えて、パージ区域において吸着ロータの再生が終了するように再生風量の制御が行われても良い。

本発明によれば、これまで冷却して再熱することで無駄に消費していたエネルギーを低減することにより、大きな省エネ効果が得られるようになる。本発明は、特別な機器等を増加する必要はなく、制御機能を追加するだけで乾式減湿装置の運転効率を向上させ、低コストで省エネルギーを図ることができる。また、加熱コイルで利用される蒸気などの消費量が減り、ＣＯ_２削減にもなる。

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１の乾式減湿装置に用いたロータの斜視図である。 図１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。 減湿出口露点温度を−５５℃ＤＰとする場合における減湿入口温度（℃）と減湿入口露点温度（℃ＤＰ）の関係を示すグラフである。 再生風量制御によ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。 ロータ回転数制御の切り替えを可能にした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。 好適回転数と除湿ゾーン入口絶対湿度の関係をロータ回転数毎に示すグラフである。 好適再生温度と除湿ゾーン入口絶対湿度の関係を再生温度毎に示すグラフである。 加熱コイルの加熱能力を給気温度に基づいて制御する場合の説明図である。 加熱コイルの加熱能力を低露点空間の室温に基づいて制御する場合の説明図である。 冷却コイルの冷却能力の切り替えを冷却塔と熱交換器で行う場合の説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１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ＳＡ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２、図３に示したように、モータ１０の駆動で回転するロータ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２、図３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１のロータ１１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添着されている。

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る。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。

減湿対象となる外気（処理空気）ＯＡ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、２つの冷却コイル２３、２４（プレクーラ）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。これら二つの冷却コイル２３、２４のうち、上流側の冷却コイル２３は補助的な冷却手段であり、例えば夏季などのように外気温が高い場合は冷却コイル２３への通水が行われ、例えば冬季などのように外気温が低い場合は冷却コイル２３への通水が停止されるといったようにオンオフ制御が行われる。一方、下流側の冷却コイル２４に冷却水の通水を行う冷水配管２５には流量制御弁２６が設けられており、通水量を制御することによって、冷却コイル２４による冷却の設定値が変更できるようになっている。

なお処理ダクト２２において二つの冷却コイル２３、２４の間には、低露点空間（図示せず）から戻された空気を合流させる還気ダクト２７が接続されている。低露点空間（図示せず）から排出された空気の一部は、還気ダクト２７を通じて外気（処理空気）ＯＡに混合される。

そして外気ＯＡは、これら冷却コイル２３、２４で冷却された後、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となった空気が、供給ダクト３０を通じて供気としてロータ１１から導出される。供給ダクト３０には加熱器としての加熱コイル３１が設けられ、減湿処理された空気は、その後、加熱コイル３１で再熱されて温度調節された後、低露点空気ＳＡとして低露点空間（図示せず）に供給される。

加熱コイル３１に熱源水の通水を行う熱源水配管３２には流量制御弁３３が設けられており、通水量を制御することによって、加熱コイル３１による加熱能力（再熱の能力）が変更できるようになっている。

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３０から分岐したパージ導入ダクト３５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３６へと送られる。パージ導出ダクト３６は、再生区域１１ｂを出た後の空気が流れる再生排気ダクト３７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３７内の空気は、再生ファン４０によって外部へ排気ＥＡされるようになっているが、再生排気ダクト３７におけるパージ導出ダクト３６と、排気出口との間には、再生導入ダクト４１が接続されている。再生導入ダクト４１には再生ヒータ４２が設けられており、この再生ヒータ４２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４１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３０におけるパージ導入ダクト３５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３５には、導入ダンパＤ２が設けられている。再生排気ダクト３７における再生導入ダクト４１との接続点よりも下流側には、排気ダンパＤ３が設けられている。そして再生導入ダクト４１には、再生循環ダンパＤ４が設けられている。さらに処理ダクト２２には、外気導入ダンパＤ５が設けられている。

次に制御系について説明すると、図１に示したように、処理ダクト２２における減湿区域１１ａの入り口側には、減湿区域１１ａに導入される直前の外気ＯＡの温度である減湿入口温度を測定する減湿入口温度センサ４５と、直前の外気ＯＡの露点温度である減湿入口露点温度を測定する減湿入口露点露点温度センサ４６が設置されている。また供給ダクト３０の出口側には低露点空間（図示せず）に供給される低露点空気ＳＡの温度である給気温度を測定する給気温度センサ４７が設置されている。

また、図１〜３に示したように、パージ区域１１ｃにおける再生区域１１ｂ寄りの箇所には、パージ空気の出口温度を検出するパージ出口温度センサ４８設置されている。このパージ出口温度センサ４８の設置位置は、図３に示したように、パージ区域１１ｃにおける再生区域１１ｂ寄りの地点、より具体的に言うと、減湿区域１１ａと再生区域１１ｂとの境界を位置角θ＝０°とし、パージ区域１１ｃと減湿区域１１ａとの境界の位置角θ＝９０°としたとき、約６５°の位置に設置されている。

これら各温度センサ４５〜４８によって検出される減湿入口温度、減湿入口露点温度、給気温度、パージ空気の出口温度は、制御装置ＣＵに入力される。制御装置ＣＵは、図１に示したように、減湿入口温度、減湿入口露点温度、給気温度に基づいて、冷水配管２５に設けられた流量制御弁２６を開閉して冷却コイル２４による冷却能力を制御するとともに、熱源水配管３２に設けられた流量制御弁３３を開閉して加熱コイル３１による加熱能力を制御する。また、制御装置ＣＵは、図１に示したように、パージ出口温度温度センサ４８によって検出されるパージ空気の出口温度に基づいて、再生ファン４０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４０の制御はインバータ制御である。

また制御装置ＣＵは、図１に示したように、パージ出口温度温度センサ４８によって検出されるパージ空気の出口温度に基づいて、再生ファン４０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事も可能である。

本発明の実施の形態にかかる乾式減湿装置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。図４は、減湿区域１１ａで減湿処理された空気の露点温度（減湿出口露点温度）を−５５℃ＤＰとする場合における減湿入口温度（℃）と減湿入口露点温度（℃ＤＰ）の関係を示すグラフである。なお、この関係は、減湿出口露点温度によって変動する。制御装置ＣＵには、このような減湿出口露点温度に対する減湿入口温度（℃）と減湿入口露点温度（℃ＤＰ）の関係が予め記憶されている。

例えば減湿出口露点温度を−５５℃ＤＰとする場合において、加熱コイル３１で再熱して１８℃に温度調節した低露点空気ＳＡを低露点空間（図示せず）に供給するためには、減湿区域１１ａで減湿処理された空気の温度（減湿出口温度）を１８℃以下にする必要がある。その時、減湿入口露点温度が−１３．５℃ＤＰとすると、図４に示す関係から求められる減湿入口温度は１５．５℃となる。したがってこの例でいえば、減湿入口温度の設定を最高１５．５℃にまで上げることができる。すなわち、例えば夏季に減湿入口温度を１２℃と設定していたものを、この例の場合は減湿入口温度の設定を１２℃よりも高い温度（最高１５．５℃）にまで上げることができる。

制御装置ＣＵは、減湿入口露点露点温度センサ４６で測定された減湿入口露点温度から、減湿入口温度の設定値を上昇させられるか（上昇の可否）、または上昇し得る程度を判断し、どこまで上げられるか（最高１５．５℃）を求める。そして、その設定値を上げられると判断した場合は、減湿入口温度の設定値を最高１５．５℃の範囲内でより高い温度に上げる。そして、このように減湿入口温度の設定をより高い温度に変更した場合は、制御装置ＣＵは、冷水配管２５に設けられた流量制御弁２６を制御し、冷却コイル２４による冷却能力を下げるように調整する（カスケード制御）。こうして吸着ロータの除湿能力に余裕があるときに冷却コイル２４による処理空気の冷却能力を下げて減湿入口温度を上げることにより、例えば冬期などのように外気の湿度が低い場合に、所定の除湿効果を維持したまま、冷却コイル２４における冷却エネルギーを低減することができる。

また冷却コイル２４による処理空気の冷却能力を下げたことに伴って、加熱コイル３１における加熱エネルギーも低減することができる。すなわち、冷却コイル２４による処理空気の冷却能力が下げられたことにより、減湿出口温度も上昇する。かかる場合、制御装置ＣＵは、熱源水配管３２に設けられた流量制御弁３３を制御し、加熱コイル３１による加熱能力を下げるように調整する。こうして冷却コイル２４の冷却能力が下げられた場合は、加熱コイル３１における加熱エネルギーも低減することができる。

このように、従来は冷却して再熱することで無駄に消費していたエネルギーを低減することができ、省エネルギー化が達成される。また、加熱コイル３１で利用される蒸気などの消費量が減るので、ＣＯ_２削減にもなる。なお、減湿入口温度の設定値によらず、図４から予め流量制御弁２６、３３の開度や電気ヒータ等（加熱器）の出力との相関を求めておき、冷却能力と加熱能力を下げる制御を行うことにより、冷却エネルギーと加熱エネルギーを低減することもできる。

なお上記では減湿入口露点温度が−１３．５℃ＤＰで減湿入口温度が１５．５℃となる場合を例にして説明したが、図４に示す関係から同様に、減湿入口露点温度が−１０℃ＤＰとすると減湿入口温度は１２℃となり、減湿入口露点温度が−１８℃ＤＰとすると減湿入口温度は１３．５℃となる。

また、この減湿システムは、以下に説明するいわゆる再生風量制御を併せて実施することが可能である。図５は、乾式減湿装置１のロータ１１の回転方向の位置角θ（座標）と、再生区域１１ｂ、パージ区域１１ｃにおける各出口温度を示している。

この運転例では、まず減湿区域１１ａ経て再生区域へ１１ｂ移行した直後（Ａ）のロータ１１は、再生区域１１ｂの出口側（＝減湿区域１１ａ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１１ｂの入口側（減湿区域１１ａの出口側）は脱着済みの乾燥した状態になっている。

再生の当初の段階（Ａ〜Ｂ）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１１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。

そして次のＣ〜Ｄの段階では、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１１の昇温と水分の脱着を行いながらロータ１１内を出口側へ流れていくが、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１１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、この例では約６０℃である。ロータ１１の全域の脱着が完了に近づくＥの段階までは、再生区域１１ｂの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。

本運転例では、パージ区域１１ｃにおける再生区域１１ｂ寄りの位置角θ＝６５°の位置に設置されているパージ出口温度センサ４８によって検出されるパージ区域１１ｃの出口温度に基づいて、再生ファン４０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ようにしているので、たとえば制御の目標となる所定温度を１００℃としたとき、パージ区域１１ｃの当該地点における出口温度が１００℃となるように、再生風量を絞る制御が行なわれる。

その結果、脱着完了直前のＥ〜Ｆの状態でパージ区域１１ｃへロータ１１が移行することになる。ここでＥの状態のロータ１１は、出口近傍を除く大部分の領域が約１４０℃に達している。また、ロータ１１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１１は高温の蓄熱状態になっている。このロータ１１に低温のパージ空気を流すと、パージ空気はすみやかに１４０℃まで昇温されるとともに、ロータ１１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、水分を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（Ｆ〜Ｇ）。その結果、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℃となる。そしてその後は、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。

このように本運転例では、パージ区域１１ｃにおける再生区域１１ｂ寄りの位置に設置されているパージ出口温度センサ４８によって検出されるパージ区域１１ｃの出口温度に基づいて、再生ファン４０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ようにして、位置角θ＝７０°の直前の段階の出口温度が、最も再生区域寄りの地点における温度よりも高温でかつ再生完了温度以上となるようにしたので、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。再生風量制御を行わない場合との比較において、より具体的に説明すれば、再生風量制御を行わない場合に位置角θ＝４０〜６０°において１４０℃にしていた分（熱量）を、６０℃に維持する程度にすればよくなり、その分だけエネルギーを節約することが可能になったのである。

なお本運転例では、パージ出口温度センサ４８の設置位置を位置角θ＝６５°の位置に設定し、制御の目標温度である所定温度を１００℃に設定して再生風量を制御するようにしていたが、これは事前の運転等によって、予め位置角θ＝６５°の位置で１００℃となれば、その後に再生完了温度である１２０℃に達することを調べておいてそのように設定した。したがって、制御点、所定温度の設定は、もちろんこの例に限らない。

次に、以上に説明したように、減湿入口露点温度に基づいて冷却コイル２４の冷却能力と加熱コイル３１の加熱能力を制御することは、低露点空間（図示せず）に供給する低露点空気ＳＡの温度が比較的高い場合は有効であるが、低露点空間（図示せず）に供給する低露点空気ＳＡの温度が比較的低い場合は、次に説明するロータ回転数制御が有効である。ロータ回転数制御では、除湿能力を冬期もぎりぎりまで絞るため、本発明による運転方法と同時に実施することはできない。そこで次に、冷却コイル２４の冷却能力と加熱コイル３１の加熱能力を制御する場合と、ロータ回転数制御による場合とを切り替えて行う運転方法を実施することが可能な、図６に示す乾式減湿装置２について説明する

図６に示す乾式減湿装置２は、基本的には先に図１〜３で説明した乾式減湿装置１と同様の構成を備えており、共通する構成要素については同じ符号を付することにより、重複する説明を省略する。図６に示す乾式減湿装置２では、図１〜３で説明した乾式減湿装置１に加えて、減湿区域１１ａの入口温度を検出する減湿区域入口温度センサ５０と、減湿区域１１ａの出口温度を検出する減湿区域出口温度センサ５１を備えており、減湿区域入口温度センサ５０で検出された入口温度と、減湿区域出口温度センサ５１で検出された出口温度は、制御装置ＣＵに入力されている。さらに、この乾式減湿装置２では、制御装置ＣＵは、モータ１０の駆動をインバータ制御してロータ１１の回転数を変更することが可能である。また制御装置ＣＵは、排気ダンパＤ３を制御する機能も有している。

次に、この乾式減湿装置２を有する減湿システムの運転例について説明する。なお一例として、低露点空間（図示せず）に供給する低露点空気ＳＡの温度が１６℃以上のときは、冷却コイル２４の冷却能力と加熱コイル３１の加熱能力を制御する運転を行い、低露点空気ＳＡの温度が１６℃未満のときはロータ回転数制御による運転に切り替える場合について説明する。

例えば減湿出口露点温度を−５５℃ＤＰとする場合において、低露点空間（図示せず）に供給する低露点空気ＳＡの温度が１６℃以上の場合は、先と同様に、制御装置ＣＵは、図４に示す関係から、減湿入口温度の設定をどこまで上げられるかを求め、その設定値を上げられると判断した場合は、減湿入口温度の設定をより高い温度に変更する。そして、制御装置ＣＵは、冷水配管２５に設けられた流量制御弁２６を制御し、冷却コイル２４による冷却能力を下げるように調整する（カスケード制御）。こうして、冷却コイル２４における冷却エネルギーを低減することができる。また冷却コイル２４による処理空気の冷却能力を下げたことに伴って、加熱コイルにおける加熱エネルギーも低減することができる。その結果、省エネルギー化が達成され、ＣＯ_２削減にもなる。

また同様に、低露点空気ＳＡの温度が１６℃以上の場合は、いわゆる再生風量制御を併せて実施することが可能である。再生風量制御を併せて実施することにより、エネルギーをさらに節約することが可能になる。

一方、低露点空間（図示せず）に供給する低露点空気ＳＡの温度が１６℃未満の場合は、以下に説明するロータ回転数制御が有効である。例えば減湿出口露点温度を−５５℃ＤＰとする場合において、加熱コイル３１で再熱して１６℃に温度調節した低露点空気ＳＡを低露点空間（図示せず）に供給するためには、減湿区域１１ａで減湿処理された空気の温度（減湿出口温度）を１６℃以下にする必要がある。その時、減湿入口露点温度が−１１．５℃ＤＰとすると、図４に示す関係から求められる減湿入口温度は１３．５℃となる。したがってこの例でいえば、減湿入口温度の設定を最高１３．５℃までしか上げることができない。さらに、減湿入口露点温度が−１０℃ＤＰの場合は、減湿入口温度は１２℃となり、この場合は、例えば夏季に減湿入口温度を１２℃と設定していたのであれば、減湿入口温度の設定は上げることができない。そのような場合は、ロータ回転数制御による運転に切り替えることが有効になる。

図７は、図６に示した乾式減湿装置２において、好適再生風量と除湿ゾーン入口空気の絶対湿度x_Aとの関係をロータ回転数毎に示す図である。また、図８は、図６に示した乾式減湿装置２において、好適再生風量と除湿ゾーン入口空気の絶対湿度x_Aとの関係を再生温度毎に示す図である。なお、７、８には、除湿ゾーン面風速が２．０メートル／秒である場合について示した。

再生風量は、ロータ回転数ω、再生温度T_reg、除湿風量F_pro、除湿ゾーン入口温度T_Aおよび除湿ゾーン入口絶対湿度x_Aに対して好適な再生風量となるように制御される。即ち、除湿ゾーン入口絶対湿度x_Aに対して、好適再生風量F_reg、opt、ロータ回転数ω、再生温度T_reg、除湿風量F_proおよび除湿ゾーン入口温度T_Aは、一定の関連性を有していることが分かる。このため、逆に好適再生風量F_reg、opt、ロータ回転数ω、再生温度T_reg、除湿風量F_proおよび除湿ゾーン入口温度T_Aから、除湿ゾーン入口空気の絶対湿度x_Aを推定することができる。このため、好適再生風量F_reg、opt、ロータ回転数ω、再生温度T_reg、除湿風量F_proおよび除湿ゾーン入口温度T_Aと、除湿ゾーン入口絶対湿度x_Aと、の関係を予め実験やシミュレーション等で調べておき、関係式（例えば、以下に示す式（１））または湿度推定処理用マップ等の形式で、推定湿度情報として、制御演算装置ＣＵの記憶装置に記憶させる。そして、制御演算装置ＣＵは、再生風量の制御で決定された好適再生風量F_reg、opt、現在設定されているロータ回転数ωおよび再生温度T_reg、風量計２３において計測された除湿風量F_pro、温度センサ４２によって計測された除湿ゾーン入口温度T_Aを受け付けると、この関係式を用いた演算または湿度推定処理用マップの参照を行うことで、除湿ゾーン入口空気の絶対湿度x_Aを推定する。制御演算装置ＣＵは、好適再生風量F_reg、opt、ロータ回転数ω、再生温度T_reg、除湿風量F_proおよび除湿ゾーン入口温度T_Aを式（１）に代入して演算することで、好適再生風量に応じた除湿ゾーン入口空気の絶対湿度x_Aを推定できる。

x_A
= f (F_reg、opt、ω、 T_reg、
F_pro、 T_A) ・・・式（１）

減湿入口温度の設定は上げることができない場合、制御演算装置ＣＵは、この除湿ゾーン入口空気の絶対湿度x_Aを用いて、湿度が低いときにはロータ回転数を下げ（あるいは再生温度を下げ）、湿度が高いときにはロータ回転数を上げる（あるいは再生温度を上げる）ように可変制御を行う。

以上、本発明の実施の形態を例示して説明したが、本発明はかかる形態に限定されない。例えば図９に示すように、加熱コイル３１による加熱能力は、給気温度センサ４７で検出される給気温度に基づいて制御することもできる。この場合、低露点空間５５の室温制御を行うために、別に空調機（ＡＨＵ）５６を設置すると良い。この図９に示すような構成は、例えば低露点空間５５の内部に温度管理が必要な生産機器５７があるような場合に有効である。

また、例えば図１０に示すように、加熱コイル３１による加熱能力は、低露点空間５５の内部に設置した温度センサ５８で検出される室温に基づいて制御することもできる。この図１０に示すような構成は、例えば乾式減湿装置１、２の風量が十分に大きいような場合に有効である。

また冷却コイル２４における冷却能力の切り替えを行うために、図１１に示すように、冷水配管２５をポンプ６０の稼働で冷却水が循環する環状の循環径路とし、この冷水配管２５に冷却水を外気に直接接触させて冷却する冷却塔６１と、冷却水を冷媒で冷却する熱交換器６２を設けてもよい。そして、冷却塔６１を迂回させるバイパス路６５と、熱交換器６２を迂回させるバイパス路６６を設けることにより、冷却コイル２４に通水する冷却水を冷却塔６１で冷却する状態と、冷却水を熱交換器６２において冷媒で冷却する状態に切り替えることにより、冷却コイル２４における冷却能力の切り替えを簡単に行うことができるようになる。

なお、減湿入口露点温度は減湿入口露点露点温度センサ４６によって検出する他、他の情報に基づいて減湿入口露点温度を推定することもできる。例えば、処理ダクト２２を通じて取り入れられる外気（処理空気）ＯＡの露点温度から減湿入口露点温度を推定しても良い。また、図６にし示した減湿区域入口温度センサ５０で検出される減湿区域１１ａの入口温度と、減湿区域出口温度センサ５１で検出される減湿区域１１ａの出口温度との差から減湿入口露点温度を推定しても良い。

また、本発明において、同一出願人に係る特開２０１１−２３００９８号公報に示したように、減湿区域１１ａを２分割し、パージ区域１１ｃを出た空気を加熱したうえで一方の減湿区域に導き、そこから出た空気をさらに加熱して他方の減湿区域に導いて、前述と同様に排気・再循環をする構成を適用することも可能である。また冷却負荷が低い時の冷却量、加熱量を低減のためには流量制御だけではなく、圧縮機や冷凍機など熱源装置の操作によって熱媒温度の冷却負荷を低減させることによっても良い。

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。

１、２ 乾式減湿装置
１０ モータ
１１ ロータ
１２、１３ 区域分割カセット
１１ａ 減湿区域
１１ｂ 再生区域
１１ｃ パージ区域
１２ａ 減湿入口
１２ｂ 再生出口
１２ｃ パージ出口
２１ 処理ファン
２２ 処理ダクト
２２、２４ 冷却コイル
２５ 冷水配管
３０ 供給ダクト
３１ 加熱コイル
３２ 熱源水配管
３５ パージ導入ダクト
３７ 再生排気ダクト
４０ 再生ファン
４１ 再生導入ダクト
４２ 再生ヒータ
４５ 減湿入口温度センサ
４６ 減湿入口露点露点温度センサ
４７ 給気温度センサ
４８ パージ出口温度センサ
５０ 減湿区域入口温度センサ
５１ 減湿区域出口温度センサ
５５ 低露点空間
５６ 空調機（ＡＨＵ）
５７ 生産機器
５８ 温度センサ
６０ ポンプ
６１ 冷却塔
６２ 熱交換器
６５、６６ バイパス路
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
Ｄ５ 外気導入ダンパ

Claims (4)

1. 回転自在な吸着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、前記吸着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、吸着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、減湿区域の入り口側には処理空気を冷却する冷却コイルを備え、減湿区域の出口側には処理空気を加熱する加熱器を備えた乾式減湿装置において、減湿区域に入る処理空気の露点温度である減湿入口露点温度を測定もしくは推定し、当該測定もしくは推定された減湿入口露点温度に基づいて、冷却コイルによる処理空気の冷却と加熱器による処理空気の加熱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. 減湿入口露点温度から減湿入口温度の設定値の上昇の可否または上昇し得る程度を判断し、その設定値を上げられると判断した場合は、当該設定値を上げ、加熱器の冷却コイルによる冷却エネルギーを減らし、加熱器による加熱エネルギーを減らすように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. 減湿処理されて低露点空間に供給する低露点空気の温度が所定の温度未満の場合は、冷却コイルによる処理空気の冷却と加熱器による処理空気の加熱の両者に係る制御を中止して、吸着ロータの回転数を制御する状態に切り替わ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. 低露点空気の温度が所定の温度以上となった場合は、冷却コイルによる処理空気の冷却と加熱器による処理空気の加熱を制御することに加えて、パージ区域において吸着ロータの再生が終了するように再生風量の制御が行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。

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