JP2017075715A - 空調システム - Google Patents
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Abstract
【課題】空調システムにおいて、室内の空気中の二酸化炭素を除去し、空気質を高める。【解決手段】吸収剤としてアミン担持固体吸収剤を含み、処理対象空気が通風された際に前記処理対象空気に含まれる二酸化炭素を前記吸収剤に吸収させる処理ゾーン２と、再生用空気が通風された際に、前記吸収剤が吸収した二酸化炭素を前記再生用空気に脱離させる再生ゾーン４とに区画されたロータ１と、室内Ｒの空気を前記処理対象空気として処理ゾーン２に供給する処理対象空気第一供給部１４と、処理ゾーン２を通過した処理対象空気を室内Ｒに供給する処理対象空気第二供給部２４と、外気を前記再生用空気として再生ゾーン４に供給する再生用空気供給部２０と、を備え、処理ゾーン２に供給される処理対象空気と再生ゾーン４に供給される再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上になる空調システム１０Ａ。【選択図】図３
Description
本発明は、空調システムに関する。
近年、電力を使用しないで冷房領域の冷却空気を生成する空調システムの一つとして、例えばデシカント空調システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
デシカント空調システムでは、デシカントロータ及びその調湿装置（以下、単にデシカントロータ装置という）によって調湿が行われる。
一般に、デシカントロータ装置では、円柱状のハニカム構造体に吸着材や収着材を担持させたデシカントロータが回転し、除湿すべき空気を回転中のデシカントロータの第一の送風口から例えば一方の半円部に通過させて、その水分を吸着・収着させる。また、デシカントロータ装置では、デシカントロータの第二の送風口から加熱空気（再生用空気）をデシカントロータの他方の半円部に通過させ、吸着材や収着材から水分を脱着させることにより、吸着材や収着材を再生する。これにより、空気が除湿される。
一般に、デシカントロータ装置では、円柱状のハニカム構造体に吸着材や収着材を担持させたデシカントロータが回転し、除湿すべき空気を回転中のデシカントロータの第一の送風口から例えば一方の半円部に通過させて、その水分を吸着・収着させる。また、デシカントロータ装置では、デシカントロータの第二の送風口から加熱空気（再生用空気）をデシカントロータの他方の半円部に通過させ、吸着材や収着材から水分を脱着させることにより、吸着材や収着材を再生する。これにより、空気が除湿される。
しかしながら、一般にデシカントロータを用いた空調技術では、空調を行う対象の室内の除湿はなされるものの、室内の空気質の改善の余地が大きい。
特に、大気汚染が深刻化している所謂新興国では、室内に外気を直接供給することができず、室内の空気を活用することとなる。ところが、室内では活動している人間が二酸化炭素を排出するので、時間の経過に伴い、空気中の二酸化炭素の量が増え、室内の人間の不快感が高まる。従って、室内の空気から二酸化炭素を除去する技術が望まれている。
特に、大気汚染が深刻化している所謂新興国では、室内に外気を直接供給することができず、室内の空気を活用することとなる。ところが、室内では活動している人間が二酸化炭素を排出するので、時間の経過に伴い、空気中の二酸化炭素の量が増え、室内の人間の不快感が高まる。従って、室内の空気から二酸化炭素を除去する技術が望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、室内の空気中の二酸化炭素を除去し、空気質を高めることができる空調システムを提供する。
発明者らは、従来使用されている吸着剤・吸収剤のうち、アミン系の吸収剤として例えばアミン担持固体吸収剤を用いることで、室内の空気から二酸化炭素を吸収・脱離することができるという原理に着目し、この原理に基づいて空調を行う好適な構成及び条件等を新たに見出し、本発明を完成するに至った。
発明者らは、従来使用されている吸着剤・吸収剤のうち、アミン系の吸収剤として例えばアミン担持固体吸収剤を用いることで、室内の空気から二酸化炭素を吸収・脱離することができるという原理に着目し、この原理に基づいて空調を行う好適な構成及び条件等を新たに見出し、本発明を完成するに至った。
請求項１記載の空調システムは、アミン担持固体吸収剤である二酸化炭素の吸収剤を含み、処理対象空気が通風された際に前記処理対象空気に含まれる二酸化炭素を前記吸収剤に吸収させる処理ゾーンと、再生用空気が通風された際に、前記吸収剤が吸収した二酸化炭素を前記再生用空気に脱離させる再生ゾーンとに区画されたロータと、室内の空気を前記処理対象空気として前記処理ゾーンに供給する処理対象空気第一供給部と、前記処理ゾーンを通過した前記処理対象空気を前記室内に供給する処理対象空気第二供給部と、外気を前記再生用空気として前記再生ゾーンに供給する再生用空気供給部と、前記再生ゾーンを通過した前記再生用空気を室外に排出する再生用空気排出部と、を備え、前記処理ゾーンに供給される処理対象空気と前記再生ゾーンに供給される再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上になるように構成されていることを特徴とする。
図１は、上記構成を備えたロータにおける処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差と、二酸化炭素の除去効率との関係を示したグラフである。図１に示すように、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が大きくなる程、二酸化炭素の除去効率は向上する。そして、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上であれば、二酸化炭素の除去効率は少なくとも３０％以上になり、一般的な建物の室内における二酸化炭素の除去達成が期待できる。
図１は、上記構成を備えたロータにおける処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差と、二酸化炭素の除去効率との関係を示したグラフである。図１に示すように、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が大きくなる程、二酸化炭素の除去効率は向上する。そして、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上であれば、二酸化炭素の除去効率は少なくとも３０％以上になり、一般的な建物の室内における二酸化炭素の除去達成が期待できる。
上記の空調システムでは、ロータの処理ゾーンに供給される処理対象空気とロータの再生ゾーンに供給される再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ以上に確保されているため、アミン担持固体吸収剤における二酸化炭素の吸収性能が向上する。従って、処理対象空気第一供給部によって室内からロータに供給された処理対象空気から二酸化炭素が良好に除去され、二酸化炭素が除去された空気（以下、処理済空気ともいう）が処理対象空気第二供給部によって室内に戻される。このような空気の循環により、室内の空気中の二酸化炭素は除去され、空気質が向上する。
請求項２記載の空調システムにおいて、前記処理対象空気第一供給部には、供給方向の上流側から下流側に向けて、全熱交換器、冷却装置が順次設けられ、前記再生用空気供給部は前記全熱交換器を共有し、前記再生用空気供給部には、供給方向の上流側から下流側に向けて、前記全熱交換器、加熱装置が順次設けられていることを特徴とする。
また、請求項３記載の空調システムにおいて、前記処理対象空気第一供給部には、冷却装置が設けられ、前記再生用空気供給部には、加熱装置が設けられ、前記室内の空気の一部が前記加熱装置よりも上流側の前記再生用空気供給部に供給可能に構成されていることを特徴とする。
また、請求項４記載の空調システムにおいて、前記処理対象空気第一供給部には、供給方向の上流側から下流側に向けて、エアハンドリングユニット、冷却装置が設けられ、前記エアハンドリングユニットから供給された空気の一部は前記室内に供給され、前記エアハンドリングユニットから供給された空気の残部は前記冷却装置に供給され、前記再生用空気供給部には、加熱装置が設けられていることを特徴とする。
また、請求項５記載の空調システムは、圧縮機と、膨張弁と、前記圧縮機及び前記膨張弁との間で循環する熱媒体を凝縮させる凝縮器と前記熱媒体を膨張させる蒸発器とを有するヒートポンプを備え、前記処理対象空気第一供給部において、前記処理対象空気は前記蒸発器を通過し、前記再生用空気供給部において、前記再生用空気は前記凝縮器を通過するように構成されていることを特徴とする。
また、請求項３記載の空調システムにおいて、前記処理対象空気第一供給部には、冷却装置が設けられ、前記再生用空気供給部には、加熱装置が設けられ、前記室内の空気の一部が前記加熱装置よりも上流側の前記再生用空気供給部に供給可能に構成されていることを特徴とする。
また、請求項４記載の空調システムにおいて、前記処理対象空気第一供給部には、供給方向の上流側から下流側に向けて、エアハンドリングユニット、冷却装置が設けられ、前記エアハンドリングユニットから供給された空気の一部は前記室内に供給され、前記エアハンドリングユニットから供給された空気の残部は前記冷却装置に供給され、前記再生用空気供給部には、加熱装置が設けられていることを特徴とする。
また、請求項５記載の空調システムは、圧縮機と、膨張弁と、前記圧縮機及び前記膨張弁との間で循環する熱媒体を凝縮させる凝縮器と前記熱媒体を膨張させる蒸発器とを有するヒートポンプを備え、前記処理対象空気第一供給部において、前記処理対象空気は前記蒸発器を通過し、前記再生用空気供給部において、前記再生用空気は前記凝縮器を通過するように構成されていることを特徴とする。
上記の各空調システムには、既設又は新設の建物や室内の設備等を考慮して、上述のように処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が確保される、或いは処理対象空気と再生用空気との温度差が大きくなるようにするための構成が設けられている。従って、室内の空気中の二酸化炭素は除去され、空気質が向上する。
本発明の空調システムによれば、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が確保されているため、ロータの吸収剤における二酸化炭素の吸収性能を向上させ、室内の空気中の二酸化炭素を除去し、室内の空気質を高めることができる。
以下、本発明に係る空調システム及びその実施形態について、図面を参照し、具体的に説明する。
本発明に係る空調システムは、先ず、図２に示すように、アミン担持固体吸収剤である二酸化炭素の吸収剤を含み、処理対象空気が通風された際に処理対象空気に含まれる二酸化炭素をアミン担持固体吸収剤に吸収させる処理ゾーン２と、再生用空気が通風された際に、アミン担持固体吸収剤が吸収した二酸化炭素を再生用空気に脱離させる再生ゾーン４とに区画されたロータ１を備えている。
ロータ１は、ハニカムロータであり、シートをコルゲート（波付け）加工し、ロータ状に巻き付け加工した円筒形の部材であり、軸線を中心として図２に示す黒矢印の方向に沿って回転するように構成されている。ロータ１は、アミン担持固体吸収剤、詳しくは一級アミン及び／又は二級アミンを官能基として有する弱塩基性イオン交換樹脂からなる固体吸収剤を含んでいる。
ロータ１の処理ゾーン２には、不図示のブロア等によって処理対象空気として室内の空気が供給される。処理対象空気が処理ゾーン２に通風されると、処理対象空気に含まれる二酸化炭素がロータ部分のアミン担持固体吸収剤に吸収されて処理対象空気から分離除去される。これにより、処理対象空気中の二酸化炭素の濃度は低減する。
再生用空気はヒータ等により適切に加温（及び／又は加湿）され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される。再生用空気が再生ゾーン４に通風されると、ロータ部分のアミン担持固体吸収剤に吸収された二酸化炭素が再生用空気に脱離し、ゾーン内を通過するロータ部分の吸収剤は再生される。
再生用空気はヒータ等により適切に加温（及び／又は加湿）され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される。再生用空気が再生ゾーン４に通風されると、ロータ部分のアミン担持固体吸収剤に吸収された二酸化炭素が再生用空気に脱離し、ゾーン内を通過するロータ部分の吸収剤は再生される。
アミン担持固体吸収剤による二酸化炭素の吸収及び脱離は、一級アミン（Ｒ−ＮＨ２）の場合は次に示す（１）式及び（２）式の反応によって生じ、二級アミン（Ｒ１Ｒ２−ＮＨ）の場合は（３）式及び（４）式の反応によって生じる。
上述の反応が起こると、アミン−二酸化炭素−水系の連続誘導体モデルができると推測されている。つまり、溶質としてのＨＣＯ３ −分子の周りに連続誘導体としての溶媒ができ、溶質分子の電荷分布が周りの溶媒に分極を引き起こす。連続誘導体モデルでは、このような溶質溶媒間の相互作用により、より低温条件下で（１）式から（４）式を促進させることで、吸収速度や放散速度等の反応性が高くなる。従って、低温度の再生温度で適度な湿度があれば、溶質溶媒間の相互作用が促進され、アミン担持固体吸収剤における二酸化炭素の吸収率（即ち、アミン担持固体吸収剤における二酸化炭素の除去性能）が高くなる。
本発明に係る空調システムは、上述したロータ１と、室内の空気を処理対象空気として処理ゾーン２に供給する処理対象空気第一供給部と、処理ゾーン２を通過した処理対象空気を室内に供給する処理対象空気第二供給部と、外気を再生用空気として再生ゾーン４に供給する再生用空気供給部と、再生ゾーンを通過した再生用空気を室外に排出する再生用空気排出部と、を備え、処理ゾーン２に供給される処理対象空気と再生ゾーン４に供給される再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上になるように構成されている。
即ち、本発明に係る空調システムでは、処理ゾーン２に供給される処理対象空気と再生ゾーン４に供給される再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上となることで、溶質溶媒間の相互作用が促進され、アミン担持固体吸収剤における二酸化炭素の吸収率が高くなる。これにより、室内における二酸化炭素の除去率が少なくとも３０％以上になる。また、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が４５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上となれば、室内における二酸化炭素の除去率が４０％以上になり、より好ましい。
上述のように処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差を少なくとも３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上とするために、例えば処理対象空気と再生用空気の湿度をふまえ、処理対象空気と再生用空気との温度差を好適に設定することが好ましい。以下、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上になるように構成された空調システムの実施形態について、説明する。
即ち、本発明に係る空調システムでは、処理ゾーン２に供給される処理対象空気と再生ゾーン４に供給される再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上となることで、溶質溶媒間の相互作用が促進され、アミン担持固体吸収剤における二酸化炭素の吸収率が高くなる。これにより、室内における二酸化炭素の除去率が少なくとも３０％以上になる。また、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が４５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上となれば、室内における二酸化炭素の除去率が４０％以上になり、より好ましい。
上述のように処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差を少なくとも３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上とするために、例えば処理対象空気と再生用空気の湿度をふまえ、処理対象空気と再生用空気との温度差を好適に設定することが好ましい。以下、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上になるように構成された空調システムの実施形態について、説明する。
（第一実施形態）
先ず、本発明に係る空調システムの第一実施形態について、説明する。
図３に示すように、第一実施形態の空調システム１０Ａは、室内Ｒの空気を循環させるファンコイルユニット１２を備えている。但し、第一実施形態の空調システム１０Ａは、ファンコイルユニット１２に替えて、パッケージエアコン等の室内Ｒの空気を循環させることが可能な設備を備えていてもよい。
室内Ｒとロータ１の処理ゾーン２の処理対象空気入口（供給）側とを接続する処理対象空気第一供給部１４には、処理対象空気の供給方向の上流側から下流側に向けて、全熱交換器１６、冷却装置１８が順次設けられている。冷却装置１８としては、例えば冷水コイル、冷却コイル等が挙げられる。室外とロータ１の再生ゾーン４の再生用空気入口（供給）側とを接続する再生用空気供給部２０は全熱交換器１６を共有し、再生用空気供給部２０には、再生用空気の供給方向の上流側から下流側に向けて、全熱交換器１６、加熱装置２２が順次設けられている。加熱装置２２としては、例えば電気ヒータ、温水コイル、蒸気コイル、加熱式加湿器（パン型加湿器、蒸気加湿器等）等が挙げられる。
また、第一実施形態の空調システム１０Ａは、ロータ１の処理ゾーン２の処理対象空気出口側と室内Ｒとを接続する処理対象空気第二供給部２４と、ロータ１の再生ゾーン４の処理対象空気出口側と室外とを接続する再生用空気排出部２６と、を備えている。
室内Ｒでは、処理対象空気第一供給部１４及び処理対象空気第二供給部２４による処理対象空気の循環とは独立して、外気の供給及び室内Ｒからの排気が行われる。これにより、室内Ｒの空気圧等が適切に調節される。なお、このような換気における空気の流量等は固定されている。
但し、図３に示す空調システム１０Ａの構成は、冬期のように室内Ｒの空気のエンタルピーよりも外気のエンタルピーの方が低い場合を想定しているものである。夏期のように室内Ｒの空気のエンタルピーよりも外気の温度の方が高い場合には、処理対象空気第一供給部１４の全熱交換器１６は省略する。以下の説明では、処理対象空気第一供給部１４の全熱交換器１６が設けられ、室内Ｒの空気のエンタルピーよりも外気のエンタルピーの方が低いものとする。
先ず、本発明に係る空調システムの第一実施形態について、説明する。
図３に示すように、第一実施形態の空調システム１０Ａは、室内Ｒの空気を循環させるファンコイルユニット１２を備えている。但し、第一実施形態の空調システム１０Ａは、ファンコイルユニット１２に替えて、パッケージエアコン等の室内Ｒの空気を循環させることが可能な設備を備えていてもよい。
室内Ｒとロータ１の処理ゾーン２の処理対象空気入口（供給）側とを接続する処理対象空気第一供給部１４には、処理対象空気の供給方向の上流側から下流側に向けて、全熱交換器１６、冷却装置１８が順次設けられている。冷却装置１８としては、例えば冷水コイル、冷却コイル等が挙げられる。室外とロータ１の再生ゾーン４の再生用空気入口（供給）側とを接続する再生用空気供給部２０は全熱交換器１６を共有し、再生用空気供給部２０には、再生用空気の供給方向の上流側から下流側に向けて、全熱交換器１６、加熱装置２２が順次設けられている。加熱装置２２としては、例えば電気ヒータ、温水コイル、蒸気コイル、加熱式加湿器（パン型加湿器、蒸気加湿器等）等が挙げられる。
また、第一実施形態の空調システム１０Ａは、ロータ１の処理ゾーン２の処理対象空気出口側と室内Ｒとを接続する処理対象空気第二供給部２４と、ロータ１の再生ゾーン４の処理対象空気出口側と室外とを接続する再生用空気排出部２６と、を備えている。
室内Ｒでは、処理対象空気第一供給部１４及び処理対象空気第二供給部２４による処理対象空気の循環とは独立して、外気の供給及び室内Ｒからの排気が行われる。これにより、室内Ｒの空気圧等が適切に調節される。なお、このような換気における空気の流量等は固定されている。
但し、図３に示す空調システム１０Ａの構成は、冬期のように室内Ｒの空気のエンタルピーよりも外気のエンタルピーの方が低い場合を想定しているものである。夏期のように室内Ｒの空気のエンタルピーよりも外気の温度の方が高い場合には、処理対象空気第一供給部１４の全熱交換器１６は省略する。以下の説明では、処理対象空気第一供給部１４の全熱交換器１６が設けられ、室内Ｒの空気のエンタルピーよりも外気のエンタルピーの方が低いものとする。
第一実施形態の空調システム１０Ａでは、室内Ｒの空気は、処理対象空気第一供給部１４に排出され、処理対象空気第一供給部１４によって処理対象空気として全熱交換器１６に供給される。一方、室外から導入された外気は再生用空気供給部２０によって再生用空気として全熱交換器１６に供給される。全熱交換器１６では、処理対象空気と再生用空気との間で全熱交換（即ち、顕熱（温度）と潜熱（湿度）の交換）が行われ、処理対象空気のエンタルピーは減少し、再生用空気のエンタルピーは増加する。
全熱交換器１６でエンタルピーが減少した処理対象空気は、処理対象空気第一供給部１４によって冷却装置１８に供給され、ロータ１の処理ゾーン２に導入する所定の温度までさらに冷却され、ロータ１の処理ゾーン２に供給される。全熱交換器１６でエンタルピーが増加した再生用空気は、再生用空気供給部２０によって加熱装置２２に供給され、ロータ１の再生ゾーン４に導入する所定の温度までさらに加温され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される。処理ゾーン２に導入する処理対象空気の所定の温度、及び、再生ゾーン４に導入する再生用空気の所定の温度は、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が少なくとも３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上となるように設定する。
このように処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が付与された状態で、処理対象空気が処理ゾーン２に供給され、再生用空気が再生ゾーン４に供給される。
全熱交換器１６でエンタルピーが減少した処理対象空気は、処理対象空気第一供給部１４によって冷却装置１８に供給され、ロータ１の処理ゾーン２に導入する所定の温度までさらに冷却され、ロータ１の処理ゾーン２に供給される。全熱交換器１６でエンタルピーが増加した再生用空気は、再生用空気供給部２０によって加熱装置２２に供給され、ロータ１の再生ゾーン４に導入する所定の温度までさらに加温され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される。処理ゾーン２に導入する処理対象空気の所定の温度、及び、再生ゾーン４に導入する再生用空気の所定の温度は、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が少なくとも３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上となるように設定する。
このように処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が付与された状態で、処理対象空気が処理ゾーン２に供給され、再生用空気が再生ゾーン４に供給される。
ロータ１の処理ゾーン２では、処理対象空気中の二酸化炭素がロータ１に含まれるアミン担持固体吸収剤に吸収され、処理対象空気から分離除去される。二酸化炭素を吸収したアミン担持固体吸収剤を含むロータ１の部分は回転により再生ゾーン４の領域に移動し、吸収した二酸化炭素が再生ゾーン４に通風される再生用空気に脱離する。このようにして、処理対象空気から二酸化炭素が除去され、該二酸化炭素は再生用空気に含有される。
ロータ１の処理ゾーン２から処理対象空気第二供給部２４に排出された処理済空気は、処理対象空気第二供給部２４によって、室内Ｒに供給される。ロータ１の再生ゾーン４から再生用空気排出部２６に排出された再生用空気は、再生用空気排出部２６によって室外へ排気される。
処理対象空気第二供給部２４によって室内Ｒに供給される処理済空気の温度を勘案して、ファンコイルユニット１２により、主に室内Ｒの温度が調整され、必要に応じて室内Ｒの湿度も調節される。また、冬期と夏期との間、所謂中間期は、室内Ｒの空気のエンタルピーと外気のエンタルピーとの高低差を考慮し、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が少なくとも３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上となるように、冷却装置１８及び加熱装置２２の設定を適宜変更する。
処理対象空気第二供給部２４によって室内Ｒに供給される処理済空気の温度を勘案して、ファンコイルユニット１２により、主に室内Ｒの温度が調整され、必要に応じて室内Ｒの湿度も調節される。また、冬期と夏期との間、所謂中間期は、室内Ｒの空気のエンタルピーと外気のエンタルピーとの高低差を考慮し、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が少なくとも３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上となるように、冷却装置１８及び加熱装置２２の設定を適宜変更する。
空調システム１０Ａでの設定条件の一例を示す。ビル管理法に定められているように、オフィス等の室内Ｒの二酸化炭素濃度を１０００ＰＰＭ以下に設定する。例えば、室内Ｒは、床面積５００ｍ２×高さ２．８ｍの１４００ｍ３の大きさを有し、室内Ｒに７５人が活動していると想定する。このような室内Ｒで発生する二酸化炭素の量は１５ｍ３／ｈ（＝０．０２ｍ３／人・ｈ×７５人）である。３２００ｍ３／ｈで室内Ｒの二酸化炭素を３０％除去することで、室内Ｒの二酸化炭素濃度を１０００ＰＰＭ以下に維持することができる。
なお、室内Ｒには、二酸化炭素濃度５００ＰＰＭ、不図示の送風機から１１５０ＣＭＨ（ｍ３／ｈ）で外気が供給されると共に、同じ条件で室内Ｒから室外に排気が行われるものとする。
なお、室内Ｒには、二酸化炭素濃度５００ＰＰＭ、不図示の送風機から１１５０ＣＭＨ（ｍ３／ｈ）で外気が供給されると共に、同じ条件で室内Ｒから室外に排気が行われるものとする。
上述の条件において、冬期の場合、不図示の送風機等を用いて、室内Ｒから、処理対象空気第一供給部１４に３２００ｍ３／ｈ、温度２２℃、相対湿度４０％（エンタルピー３９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））の処理対象空気が排出されると想定する。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を３２００ｍ３／ｈ、温度０℃、相対湿度５０％（エンタルピー５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。全熱交換器１６によって、処理対象空気のエンタルピーを１４ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に減少し、再生用空気のエンタルピーを２９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に増加する。冷却装置１８はＯＦＦ状態とし、エンタルピー１４ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）の処理対象空気をロータ１の処理ゾーン２に供給する。加熱装置２２はＯＮ状態とし、エンタルピー２９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）の再生用空気を４５℃まで加温し、エンタルピーを５８ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）まで増加し、ロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は３９％となり、室内Ｒの二酸化炭素濃度は８６７ＰＰＭに低減する。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を３２００ｍ３／ｈ、温度０℃、相対湿度５０％（エンタルピー５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。全熱交換器１６によって、処理対象空気のエンタルピーを１４ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に減少し、再生用空気のエンタルピーを２９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に増加する。冷却装置１８はＯＦＦ状態とし、エンタルピー１４ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）の処理対象空気をロータ１の処理ゾーン２に供給する。加熱装置２２はＯＮ状態とし、エンタルピー２９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）の再生用空気を４５℃まで加温し、エンタルピーを５８ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）まで増加し、ロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は３９％となり、室内Ｒの二酸化炭素濃度は８６７ＰＰＭに低減する。
上述の条件において、夏期の場合、不図示の送風機等を用いて、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に３２００ｍ３／ｈ、温度２６℃、相対湿度５０％（エンタルピー５２ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））の処理対象空気が排出されると想定する。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を３２００ｍ３／ｈ、温度３４℃、相対湿度６０％（エンタルピー８６ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。前述のように夏期は全熱交換器１６による熱交換は行わない。従って、処理対象空気のエンタルピーは５２ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）であり、再生用空気のエンタルピーは８６ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）である。冷却装置１８はＯＮ状態とし、処理対象空気を１４℃に冷却し、エンタルピーを３８ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に減少し、ロータ１の処理ゾーン２に供給する。加熱装置２２はＯＦＦ状態とし、エンタルピー８６ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）の再生用空気をロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は４１％となり、室内Ｒの二酸化炭素濃度は８３７ＰＰＭに低減する。従って、夏期であっても、ビル管理法に定められているように、オフィス等の室内Ｒの二酸化炭素濃度を１０００ＰＰＭ以下とする基準は充分に達成される。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を３２００ｍ３／ｈ、温度３４℃、相対湿度６０％（エンタルピー８６ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。前述のように夏期は全熱交換器１６による熱交換は行わない。従って、処理対象空気のエンタルピーは５２ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）であり、再生用空気のエンタルピーは８６ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）である。冷却装置１８はＯＮ状態とし、処理対象空気を１４℃に冷却し、エンタルピーを３８ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に減少し、ロータ１の処理ゾーン２に供給する。加熱装置２２はＯＦＦ状態とし、エンタルピー８６ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）の再生用空気をロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は４１％となり、室内Ｒの二酸化炭素濃度は８３７ＰＰＭに低減する。従って、夏期であっても、ビル管理法に定められているように、オフィス等の室内Ｒの二酸化炭素濃度を１０００ＰＰＭ以下とする基準は充分に達成される。
上記説明した第一実施形態の空調システム１０Ａによれば、処理対象空気第一供給部１４において、ロータ１の処理ゾーン２に供給する処理対象空気のエンタルピーが減少し、再生用空気供給部２０において、ロータ１の再生ゾーン４に供給する再生用空気のエンタルピーが増加する。特に冬期では、全熱交換器１６を稼働させることで、処理対象空気のエンタルピーを減少させると同時に、再生用空気のエンタルピーを増加させる。これにより、処理対象空気と再生用空気との間にエンタルピー差が付与される。外気の温度や相対湿度を考慮して、全熱交換器１６、冷却装置１８及び加熱装置２２の設定等を調整しながら、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が少なくとも３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上で確保することができる。その結果、ロータ１における（１）式から（４）式の反応が促進され、ロータ１に含まれるアミン担持固体吸収剤における二酸化炭素の吸収性能が向上する（図１参照）。従って、処理対象空気から二酸化炭素が良好に除去され、処理済空気が処理対象空気第二供給部２４によって室内Ｒに戻される。このような空気の循環により、室内Ｒの空気中の二酸化炭素を除去し、空気質を向上させることができる。
また、第一実施形態の空調システム１０Ａは全熱交換器１６を備えているので、再生用空気（即ち、外気）が処理対象空気（即ち、室内空気）とエンタルピー交換（温度及び湿度の双方）を行う。そのため、第一実施形態の空調システム１０Ａは、例えば後述する第二実施形態の空調システム１０Ｂのように室内Ｒの空気を外気と混合しただけの空調システムよりも省電力化を図ることができる。そして、冬期は特に処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が大きいので、冬期の二酸化炭素の除去性能を効率良く高めることができる。
また、第一実施形態の空調システム１０Ａは全熱交換器１６を備えているので、再生用空気（即ち、外気）が処理対象空気（即ち、室内空気）とエンタルピー交換（温度及び湿度の双方）を行う。そのため、第一実施形態の空調システム１０Ａは、例えば後述する第二実施形態の空調システム１０Ｂのように室内Ｒの空気を外気と混合しただけの空調システムよりも省電力化を図ることができる。そして、冬期は特に処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が大きいので、冬期の二酸化炭素の除去性能を効率良く高めることができる。
（第二実施形態）
次いで、本発明に係る空調システムの第二実施形態について、説明する。なお、第二実施形態の空調システム１０Ｂの構成要素において、第一実施形態の空調システム１０Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図４に示すように、第二実施形態の空調システム１０Ｂでは、処理対象空気第一供給部１４には、冷却装置１８が設けられ、再生用空気供給部２０には、加熱装置２２が設けられ、室内Ｒの空気の一部が加熱装置２２よりも上流側の再生用空気供給部２０に供給可能に構成されている。詳しくは、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４とは独立して排気を行うための室内排気部２８がバイパス部３０を介して再生用空気供給部２０と合流している。室内排気部２８、バイパス部３０及び再生用空気供給部２０には、空気の流量を調節するためのダンパーが設けられている。
次いで、本発明に係る空調システムの第二実施形態について、説明する。なお、第二実施形態の空調システム１０Ｂの構成要素において、第一実施形態の空調システム１０Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図４に示すように、第二実施形態の空調システム１０Ｂでは、処理対象空気第一供給部１４には、冷却装置１８が設けられ、再生用空気供給部２０には、加熱装置２２が設けられ、室内Ｒの空気の一部が加熱装置２２よりも上流側の再生用空気供給部２０に供給可能に構成されている。詳しくは、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４とは独立して排気を行うための室内排気部２８がバイパス部３０を介して再生用空気供給部２０と合流している。室内排気部２８、バイパス部３０及び再生用空気供給部２０には、空気の流量を調節するためのダンパーが設けられている。
第二実施形態の空調システム１０Ｂでは、室内Ｒの空気は、処理対象空気第一供給部１４と室内排気部２８に分けて排出される。室内排気部２８に排出された空気は、バイパス部３０によって再生用空気供給部２０に直接供給可能とされている。季節や室外の環境に応じて、冬期等には室内排気部２８に排出された空気全部を再生用空気供給部２０に供給し、夏期等には室内排気部２８に排出された空気全部を室外に排気する。室外から導入された外気は再生用空気供給部２０において、バイパス部３０からの室内Ｒの空気と混合され、エンタルピーが増加する。
室内Ｒから排出された処理対象空気は、処理対象空気第一供給部１４によって冷却装置１８に供給され、ロータ１の処理ゾーン２に導入する所定の温度までさらに冷却され、エンタルピーが減少し、ロータ１の処理ゾーン２に供給される。室内Ｒの空気と混合しエンタルピーが増加した再生用空気は、再生用空気供給部２０によって加熱装置２２に供給され、ロータ１の再生ゾーン４に導入する所定のエンタルピーまでさらに加温され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される。
このように処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が付与された状態で、処理対象空気が処理ゾーン２に供給され、再生用空気が再生ゾーン４に供給される。
室内Ｒから排出された処理対象空気は、処理対象空気第一供給部１４によって冷却装置１８に供給され、ロータ１の処理ゾーン２に導入する所定の温度までさらに冷却され、エンタルピーが減少し、ロータ１の処理ゾーン２に供給される。室内Ｒの空気と混合しエンタルピーが増加した再生用空気は、再生用空気供給部２０によって加熱装置２２に供給され、ロータ１の再生ゾーン４に導入する所定のエンタルピーまでさらに加温され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される。
このように処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が付与された状態で、処理対象空気が処理ゾーン２に供給され、再生用空気が再生ゾーン４に供給される。
ロータ１における処理対象空気と再生用空気との間の二酸化炭素のやりとり、及びロータ１を通過後の処理済空気及び再生用空気の流れは、第一実施形態の空調システム１０Ａと同様である。
空調システム１０Ｂでの設定条件の一例を示す。室内Ｒの大きさ及び給気排気等の条件は、第一実施形態の空調システム１０Ａの設計条件の一例と同様とする。
上述の条件において、冬期の場合、不図示の送風機等を用いて、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に３２００ｍ３／ｈ、温度２２℃、相対湿度４０％（エンタルピー３９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））の処理対象空気が排出されると想定する。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を１２５０ｍ３／ｈ、温度０℃、相対湿度５０％（エンタルピー５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。室内排気部２８に排出された室内Ｒの空気をバイパス部３０に１００％導入し、再生用空気供給部２０に１１５０ｍ３／ｈ、温度２２℃、相対湿度４０％（エンタルピー３９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で供給する。これにより、再生用空気のエンタルピーは１７ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に増加する。冷却装置１８はＯＮ状態とし、処理対象空気を９℃に冷却して、エンタルピーを２５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に減少し、ロータ１の処理ゾーン２に供給する。加熱装置２２もＯＮ状態とし、再生用空気を４５℃まで加温して、エンタルピーを５５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に増加し、ロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は３１％、室内Ｒの二酸化炭素濃度は９６８ＰＰＭに低減する。
上述の条件において、冬期の場合、不図示の送風機等を用いて、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に３２００ｍ３／ｈ、温度２２℃、相対湿度４０％（エンタルピー３９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））の処理対象空気が排出されると想定する。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を１２５０ｍ３／ｈ、温度０℃、相対湿度５０％（エンタルピー５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。室内排気部２８に排出された室内Ｒの空気をバイパス部３０に１００％導入し、再生用空気供給部２０に１１５０ｍ３／ｈ、温度２２℃、相対湿度４０％（エンタルピー３９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で供給する。これにより、再生用空気のエンタルピーは１７ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に増加する。冷却装置１８はＯＮ状態とし、処理対象空気を９℃に冷却して、エンタルピーを２５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に減少し、ロータ１の処理ゾーン２に供給する。加熱装置２２もＯＮ状態とし、再生用空気を４５℃まで加温して、エンタルピーを５５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に増加し、ロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は３１％、室内Ｒの二酸化炭素濃度は９６８ＰＰＭに低減する。
上述の条件において、夏期の場合、不図示の送風機等を用いて、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に３２００ｍ３／ｈ、温度２６℃、相対湿度５０％（エンタルピー５２ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））の処理対象空気が排出されると想定する。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を３２００ｍ３／ｈ、温度３４℃、相対湿度６０％（エンタルピー８６ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。
夏期の場合は、室内排気部２８からバイパス部３０への室内Ｒの空気の導入は行わず、室内排気部２８に導入された空気３を１００％排気する。そして、第一実施形態の空調システム１０Ａの設計条件の一例と同様に、処理対象空気及び再生用空気をロータ１に供給する。処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は４１％となり、室内Ｒの二酸化炭素濃度は８３７ＰＰＭに低減する。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を３２００ｍ３／ｈ、温度３４℃、相対湿度６０％（エンタルピー８６ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。
夏期の場合は、室内排気部２８からバイパス部３０への室内Ｒの空気の導入は行わず、室内排気部２８に導入された空気３を１００％排気する。そして、第一実施形態の空調システム１０Ａの設計条件の一例と同様に、処理対象空気及び再生用空気をロータ１に供給する。処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は４１％となり、室内Ｒの二酸化炭素濃度は８３７ＰＰＭに低減する。
上記説明した第二実施形態の空調システム１０Ｂによれば、処理対象空気第一供給部１４において冷却装置１８で冷却され、ロータ１の処理ゾーン２に供給される処理対象空気と、室内排気部２８からバイパスされた室内Ｒの空気との混合でエンタルピーが増加すると共に、再生用空気供給部２０において加熱装置２２で加温され、エンタルピーが増加し、ロータ１の再生ゾーン４に供給される再生用空気との間にエンタルピー差が付与される。外気の温度や相対湿度を考慮して、冷却装置１８及び加熱装置２２の設定等を調整しながら、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差を少なくとも３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上で確保することができる。そのため、第一実施形態の空調システム１０Ａと同様の効果が得られる。
（第三実施形態）
次いで、本発明に係る空調システムの第三実施形態について、説明する。なお、第三実施形態の空調システム１０Ｃの構成要素において、第一実施形態の空調システム１０Ａ又は第二実施形態の空調システム１０Ｂの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図５に示すように、第三実施形態の空調システム１０Ｃでは、処理対象空気第一供給部１４には、処理対象空気の供給方向の上流側から下流側に向けて、エアハンドリングユニット３２、冷却装置１８が設けられ、エアハンドリングユニット３２から供給された空気の一部は室内Ｒに供給され、エアハンドリングユニット３２から供給された空気の残部は冷却装置１８に供給され、再生用空気供給部２０には、加熱装置２２が設けられている。
エアハンドリングユニット３２としては、空調システムにおいて一般に使用されているものを適用することができる。
再生用空気供給部２０には、加熱装置２２の上流側に、再生用空気の供給方向の上流側から下流側に向けて、加熱装置３４と、加湿器３６が設けられている。これにより、例えば冬期であっても、ロータ１の寿命を縮めることなく、臭いの発生等も抑え、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差を３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上にすることができる。
次いで、本発明に係る空調システムの第三実施形態について、説明する。なお、第三実施形態の空調システム１０Ｃの構成要素において、第一実施形態の空調システム１０Ａ又は第二実施形態の空調システム１０Ｂの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図５に示すように、第三実施形態の空調システム１０Ｃでは、処理対象空気第一供給部１４には、処理対象空気の供給方向の上流側から下流側に向けて、エアハンドリングユニット３２、冷却装置１８が設けられ、エアハンドリングユニット３２から供給された空気の一部は室内Ｒに供給され、エアハンドリングユニット３２から供給された空気の残部は冷却装置１８に供給され、再生用空気供給部２０には、加熱装置２２が設けられている。
エアハンドリングユニット３２としては、空調システムにおいて一般に使用されているものを適用することができる。
再生用空気供給部２０には、加熱装置２２の上流側に、再生用空気の供給方向の上流側から下流側に向けて、加熱装置３４と、加湿器３６が設けられている。これにより、例えば冬期であっても、ロータ１の寿命を縮めることなく、臭いの発生等も抑え、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差を３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上にすることができる。
第三実施形態の空調システム１０Ｃでは、室内Ｒの空気は、処理対象空気第一供給部１４によってエアハンドリングユニット３２に供給される。エアハンドリングユニット３２から排出された処理対象空気の一部は、室内Ｒに戻される。エアハンドリングユニット３２から室内Ｒに戻される空気により、主に室内Ｒの温度が調整され、必要に応じて室内Ｒの湿度も調節される。この点を考慮して、エアハンドリングユニット３２から排出する処理対象空気の温度や湿度等の条件を適切に設定することが好ましい。
エアハンドリングユニット３２から排出された処理対象空気の残部は、処理対象空気第一供給部１４によって冷却装置１８に供給され、ロータ１の処理ゾーン２に導入する所定の温度までさらに冷却され、ロータ１の処理ゾーン２に供給される。一方、再生用空気は、再生用空気供給部２０によって加熱装置２２に供給され、ロータ１の再生ゾーン４に導入する所定の温度までさらに加温され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される。
このように処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が付与された状態で、処理対象空気が処理ゾーン２に供給され、再生用空気が再生ゾーン４に供給される。
エアハンドリングユニット３２から排出された処理対象空気の残部は、処理対象空気第一供給部１４によって冷却装置１８に供給され、ロータ１の処理ゾーン２に導入する所定の温度までさらに冷却され、ロータ１の処理ゾーン２に供給される。一方、再生用空気は、再生用空気供給部２０によって加熱装置２２に供給され、ロータ１の再生ゾーン４に導入する所定の温度までさらに加温され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される。
このように処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が付与された状態で、処理対象空気が処理ゾーン２に供給され、再生用空気が再生ゾーン４に供給される。
ロータ１における処理対象空気と再生用空気との間の二酸化炭素のやりとり、及びロータ１を通過後の処理済空気及び再生用空気の流れは、第一実施形態の空調システム１０Ａと同様である。
空調システム１０Ｃでの設定条件の一例を示す。室内Ｒの大きさ及び給気排気等の条件は、第一実施形態の空調システム１０Ａの設計条件の一例と同様とする。
上述の条件において、冬期の場合、不図示の送風機等を用いて、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に１３６００ｍ３／ｈ、温度２２℃、相対湿度４０％（エンタルピー３９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））の処理対象空気が排出されると想定する。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を２４００ｍ３／ｈ、温度０℃、相対湿度５０％（エンタルピー５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。エアハンドリングユニット３２では、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に供給された処理対象空気の条件を保持する。冷却装置１８はＯＮ状態とし、エアハンドリングユニット３２で調整された後の２２℃の処理対象空気を１１℃（エンタルピー２７ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））に冷却して、ロータ１の処理ゾーン２に供給する。加熱装置３４と加湿器３６と加熱装置２２もＯＮ状態とし、再生用空気のエンタルピーを７５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に増加し、ロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は４１％、室内Ｒの二酸化炭素濃度は８４２ＰＰＭに低減する。
上述の条件において、冬期の場合、不図示の送風機等を用いて、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に１３６００ｍ３／ｈ、温度２２℃、相対湿度４０％（エンタルピー３９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））の処理対象空気が排出されると想定する。
一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を２４００ｍ３／ｈ、温度０℃、相対湿度５０％（エンタルピー５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））で導入すると想定する。エアハンドリングユニット３２では、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に供給された処理対象空気の条件を保持する。冷却装置１８はＯＮ状態とし、エアハンドリングユニット３２で調整された後の２２℃の処理対象空気を１１℃（エンタルピー２７ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））に冷却して、ロータ１の処理ゾーン２に供給する。加熱装置３４と加湿器３６と加熱装置２２もＯＮ状態とし、再生用空気のエンタルピーを７５ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）に増加し、ロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は４１％、室内Ｒの二酸化炭素濃度は８４２ＰＰＭに低減する。
上述の条件において、夏期の場合は、エアハンドリングユニット３２で、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に供給された処理対象空気の条件を適宜変更し、第一実施形態の空調システム１０Ａ及び第二実施形態の空調システム１０Ｂの夏期における設計条件の一例と同様に、処理対象空気及び再生用空気をロータ１に供給する。処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、ロータ１の二酸化炭素の除去率は４１％となり、室内Ｒの二酸化炭素濃度は８３７ＰＰＭに低減する。
上記説明した第三実施形態の空調システム１０Ｃによれば、処理対象空気第一供給部１４においてエアハンドリングユニット３２を通過して冷却装置１８で冷却され、ロータ１の処理ゾーン２に供給される処理対象空気と、再生用空気供給部２０において加熱装置３４と、加湿器３６及び加熱装置２２で加温され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される再生用空気との間にエンタルピー差が付与される。
また、第三実施形態の空調システム１０Ｃによれば、処理対象空気第一供給部１４においてエアハンドリングユニット３２を通過した処理対象空気の一部が室内Ｒに戻されるので、室内Ｒの空気循環が効率良く行われる。さらに、第三実施形態の空調システム１０Ｃによれば、第二実施形態の空調システム１０Ｂと同様に全熱交換器１６を用いずに済み、加えてエアハンドリングユニット３２がファンコイルユニット１２の機能も兼ねるので、簡易な構成で空調システム１０Ｂのより一層の省スペース化を図ることができる。また、ファンコイルユニット１２も用いずに済む。
また、第三実施形態の空調システム１０Ｃによれば、処理対象空気第一供給部１４においてエアハンドリングユニット３２を通過した処理対象空気の一部が室内Ｒに戻されるので、室内Ｒの空気循環が効率良く行われる。さらに、第三実施形態の空調システム１０Ｃによれば、第二実施形態の空調システム１０Ｂと同様に全熱交換器１６を用いずに済み、加えてエアハンドリングユニット３２がファンコイルユニット１２の機能も兼ねるので、簡易な構成で空調システム１０Ｂのより一層の省スペース化を図ることができる。また、ファンコイルユニット１２も用いずに済む。
（第四実施形態）
次いで、本発明に係る空調システムの第四実施形態について、説明する。なお、第四実施形態の空調システム１０Ｄの構成要素において、第一実施形態の空調システム１０Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図６に示すように、第四実施形態の空調システム１０Ｄは、ファンコイルユニット１２と、圧縮機４２と、膨張弁４４と、圧縮機４２及び膨張弁４４との間で循環する熱媒体（図示略）を凝縮させる凝縮器４６と熱媒体を膨張させる蒸発器４８とを有するヒートポンプ４０を備えている。空調システム１０Ｄでは、処理対象空気第一供給部１４において、処理対象空気は蒸発器４８を通過し、再生用空気供給部２０において、再生用空気は凝縮器４６を通過するように構成されている。
ヒートポンプ４０としては、空調システムにおいて一般に使用されているものを適用することができる。
次いで、本発明に係る空調システムの第四実施形態について、説明する。なお、第四実施形態の空調システム１０Ｄの構成要素において、第一実施形態の空調システム１０Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図６に示すように、第四実施形態の空調システム１０Ｄは、ファンコイルユニット１２と、圧縮機４２と、膨張弁４４と、圧縮機４２及び膨張弁４４との間で循環する熱媒体（図示略）を凝縮させる凝縮器４６と熱媒体を膨張させる蒸発器４８とを有するヒートポンプ４０を備えている。空調システム１０Ｄでは、処理対象空気第一供給部１４において、処理対象空気は蒸発器４８を通過し、再生用空気供給部２０において、再生用空気は凝縮器４６を通過するように構成されている。
ヒートポンプ４０としては、空調システムにおいて一般に使用されているものを適用することができる。
第四実施形態の空調システム１０Ｄでは、室内Ｒの空気は、処理対象空気第一供給部１４によって、処理対象空気としてヒートポンプ４０の蒸発器４８に供給され、蒸発器４８を通過する。処理対象空気は、蒸発器４８で膨張する熱媒体の温度低下によってロータ１の処理ゾーン２に導入する所定の温度まで冷却され、ロータ１の処理ゾーン２に供給される。一方、再生用空気は、再生用空気供給部２０によって、ヒートポンプ４０の凝縮器４６に供給され、凝縮器４６を通過する。再生用空気は、凝縮器４６で凝縮される熱媒体の熱によってロータ１の再生ゾーン４に導入する所定の温度まで加温され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される。
このように処理対象空気と再生用空気との温度差が付与された状態で、処理対象空気が処理ゾーン２に供給され、再生用空気が再生ゾーン４に供給される。圧縮機４２はインバーターにより出力を調整することで、任意に、或いは最適な処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差をつくることができる。
このように処理対象空気と再生用空気との温度差が付与された状態で、処理対象空気が処理ゾーン２に供給され、再生用空気が再生ゾーン４に供給される。圧縮機４２はインバーターにより出力を調整することで、任意に、或いは最適な処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差をつくることができる。
また、図６に示すように、再生用空気供給部２０において凝縮器４６の下流側に加湿器３６が設けられ、再生用空気排出部２６にもヒートポンプ４０の蒸発器５０が設けられていることが好ましい。ヒートポンプ４０において、二方弁５２，５４で量を調節しながら蒸発器４８と蒸発器５０から熱を回収して、凝縮器４６に熱を供給することで、利用できる熱量が少ない冬期であっても、必要な分の熱を再生用空気に与えることができる。また、凝縮器４６での加熱温度はヒートポンプ４０の原理的に限界が有るが、加湿器３６で加湿することにより、限界温度以下においてさらに再生用空気のエンタルピーを上げることができる。これにより、処理対象空気を冷やし過ぎず、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差を適切に調節することができる。
ロータ１における処理対象空気と再生用空気との間の二酸化炭素のやりとり、及びロータ１を通過後の処理済空気及び再生用空気の流れは、第一実施形態の空調システム１０Ａと同様である。
空調システム１０Ｄでの設定条件の一例を示す。室内Ｒの大きさ及び給気排気等の条件は、第一実施形態の空調システム１０Ａの設計条件の一例と同様とする。
上述の条件において、冬期の場合、不図示の送風機等を用いて、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に３２００ｍ３／ｈ、温度２２℃、相対湿度４０％（エンタルピー３９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））の処理対象空気が排出されると想定する。一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を３２００ｍ３／ｈ、温度０℃、相対湿度５０％で導入すると想定する。ヒートポンプ４０の蒸発器４８（熱量：２７ｋＪ／ｋｇ）では、２２℃の処理対象空気を１１℃に冷却して、ロータ１の処理ゾーン２に供給する。ヒートポンプ４０の凝縮器４６によって、０℃の再生用空気を５０℃以上まで加温し、ロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、第一実施形態の空調システム１０Ａの設計条件の一例と同様に、ロータ１の二酸化炭素の除去率は３０％以上となる。
上述の条件において、冬期の場合、不図示の送風機等を用いて、室内Ｒから処理対象空気第一供給部１４に３２００ｍ３／ｈ、温度２２℃、相対湿度４０％（エンタルピー３９ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ））の処理対象空気が排出されると想定する。一方、不図示の送風機等を用いて、室外から再生用空気供給部２０に再生用空気を３２００ｍ３／ｈ、温度０℃、相対湿度５０％で導入すると想定する。ヒートポンプ４０の蒸発器４８（熱量：２７ｋＪ／ｋｇ）では、２２℃の処理対象空気を１１℃に冷却して、ロータ１の処理ゾーン２に供給する。ヒートポンプ４０の凝縮器４６によって、０℃の再生用空気を５０℃以上まで加温し、ロータ１の再生ゾーン４に供給する。このような処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、第一実施形態の空調システム１０Ａの設計条件の一例と同様に、ロータ１の二酸化炭素の除去率は３０％以上となる。
上述の条件において、夏期の場合は、ヒートポンプ４０の圧縮機４２及び膨張弁４４を用いて、蒸発器４８及び凝縮器４６の条件を適宜変更し、上述した第一実施形態の空調システム１０Ａ等の設計条件の一例と同様に、処理対象空気及び再生用空気をロータ１に供給する。処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差により、上述した第一実施形態の空調システム１０Ａ等の設計条件の一例と同様に、ロータ１の二酸化炭素の除去率は３０％以上となる。言い換えれば、ロータ１の二酸化炭素の除去率が３０％以上となるように、処理対象空気及び再生用空気の条件等を調節する。
上記説明した第四実施形態の空調システム１０Ｄによれば、処理対象空気第一供給部１４においてヒートポンプ４０の蒸発器４８で冷却され、ロータ１の処理ゾーン２に供給される処理対象空気と、ヒートポンプ４０の凝縮器４６で加温され、ロータ１の再生ゾーン４に供給される再生用空気との間にエンタルピー差が付与され、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が少なくとも３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上で確保される。そのため、第一実施形態の空調システム１０Ａと同様の効果が得られる。
また、既にヒートポンプが設けられた建物等に対しては、そのヒートポンプを上記説明したヒートポンプ４０として活用することで、追加する設備数を抑えて空調システム１０Ａを後付で設置し、建物の室内Ｒの二酸化炭素を効果的に除去することができる。
また、既にヒートポンプが設けられた建物等に対しては、そのヒートポンプを上記説明したヒートポンプ４０として活用することで、追加する設備数を抑えて空調システム１０Ａを後付で設置し、建物の室内Ｒの二酸化炭素を効果的に除去することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。
例えば、本発明に係る空調システムの構成は、上述の各実施形態に限定されず、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上になれば、適宜変更可能である。また、本発明に係る空調システムを設置する建築物の設備や種々の条件に応じて、上述の実施形態を適宜組み合わせてもよい。
例えば、本発明に係る空調システムの構成は、上述の各実施形態に限定されず、処理対象空気と再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上になれば、適宜変更可能である。また、本発明に係る空調システムを設置する建築物の設備や種々の条件に応じて、上述の実施形態を適宜組み合わせてもよい。
１ ロータ
２ 処理ゾーン
４ 再生ゾーン
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 空調システム
１４ 処理対象空気第一供給部
１６ 全熱交換器
１８ 冷却装置
２０ 再生用空気供給部
２２ 加熱装置
２４ 処理対象空気第二供給部
２６ 再生用空気排出部
３２ エアハンドリングユニット
４０ ヒートポンプ
４２ 圧縮機
４４ 膨張弁
４６ 凝縮器
４８ 蒸発器
２ 処理ゾーン
４ 再生ゾーン
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 空調システム
１４ 処理対象空気第一供給部
１６ 全熱交換器
１８ 冷却装置
２０ 再生用空気供給部
２２ 加熱装置
２４ 処理対象空気第二供給部
２６ 再生用空気排出部
３２ エアハンドリングユニット
４０ ヒートポンプ
４２ 圧縮機
４４ 膨張弁
４６ 凝縮器
４８ 蒸発器
Claims (5)
- アミン担持固体吸収剤である二酸化炭素の吸収剤を含み、処理対象空気が通風された際に前記処理対象空気に含まれる二酸化炭素を前記吸収剤に吸収させる処理ゾーンと、再生用空気が通風された際に、前記吸収剤が吸収した二酸化炭素を前記再生用空気に脱離させる再生ゾーンとに区画されたロータと、
室内の空気を前記処理対象空気として前記処理ゾーンに供給する処理対象空気第一供給部と、
前記処理ゾーンを通過した前記処理対象空気を前記室内に供給する処理対象空気第二供給部と、
外気を前記再生用空気として前記再生ゾーンに供給する再生用空気供給部と、
前記再生ゾーンを通過した前記再生用空気を室外に排出する再生用空気排出部と、
を備え、
前記処理ゾーンに供給される処理対象空気と前記再生ゾーンに供給される再生用空気とのエンタルピー差が３０ｋＪ／ｋｇ（ＤＡ）以上になるように構成されていることを特徴とする空調システム。 - 前記処理対象空気第一供給部には、供給方向の上流側から下流側に向けて、全熱交換器、冷却装置が順次設けられ、
前記再生用空気供給部は前記全熱交換器を共有し、
前記再生用空気供給部には、供給方向の上流側から下流側に向けて、前記全熱交換器、加熱装置が順次設けられていることを特徴とする前記請求項１に記載の空調システム。 - 前記処理対象空気第一供給部には、冷却装置が設けられ、
前記再生用空気供給部には、加熱装置が設けられ、
前記室内の空気の一部が前記加熱装置よりも上流側の前記再生用空気供給部に供給されることを特徴とする前記請求項１に記載の空調システム。 - 前記処理対象空気第一供給部には、供給方向の上流側から下流側に向けて、エアハンドリングユニット、冷却装置が設けられ、
前記エアハンドリングユニットから供給された空気の一部は前記室内に供給され、
前記エアハンドリングユニットから供給された空気の残部は前記冷却装置に供給され、
前記再生用空気供給部には、加熱装置が設けられていることを特徴とする前記請求項１に記載の空調システム。 - 圧縮機と、膨張弁と、前記圧縮機及び前記膨張弁との間で循環する熱媒体を凝縮させる凝縮器と前記熱媒体を膨張させる蒸発器とを有するヒートポンプを備え、
前記処理対象空気第一供給部において、前記処理対象空気は前記蒸発器を通過し、
前記再生用空気供給部において、前記再生用空気は前記凝縮器を通過するように構成されていることを特徴とする前記請求項１に記載の空調システム。
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