JP2505640B2 - 除湿装置 - Google Patents

除湿装置

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JP2505640B2 JP28356590A JP28356590A JP2505640B2 JP 2505640 B2 JP2505640 B2 JP 2505640B2 JP 28356590 A JP28356590 A JP 28356590A JP 28356590 A JP28356590 A JP 28356590A JP 2505640 B2 JP2505640 B2 JP 2505640B2
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    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1411Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は除湿装置に関する。
(従来の技術及びその課題) 従来、第6図に示すように、状態aの外気(温度28
℃、相対湿度RH90%)をヒートポンプを利用して18℃
(状態b)まで冷却してその含有水分を結露させること
により除湿し、次いで、これをヒートポンプの廃熱を利
用して加熱することにより温度24℃、RH70%(状態c)
とした後、室内に供給するようにした第1の除湿装置が
提案された。
この第1の除湿装置においては、その消費エネルギは
Δabcの面積で代表され比較的小ないが、除湿能力が小
さいため、室内に供給する空気の温度を外気温度より低
くせざるを得ず、従って、在室者に所謂冷房病を発生さ
せるおそれがあった。
これに対処するため、外気(状態a)をヒートポンプ
を利用して14℃(状態d)まで冷却することによって除
湿し、これを再び外気温度(28℃)の近傍(状態e)ま
で加熱することによってRH45%程度とした後、室内に供
給するようにした第2の除湿装置が提案された。
この第2の除湿装置の消費エネルギはΔadeで代表さ
れ、Δabcの約3倍となるという不具合があった。
また、第5図に示すように、表面にシリカゲル又は塩
化リチュームを付着させたハニカム状の吸放湿材からな
るロータ01を再生空気流路03及び調和空気流路04に跨る
ように配置し、このロータ01を軸02まわりに緩やかに回
転させ、ヒートポンプで冷却された18℃、RH100%の空
気をロータ01の下半部を流過させることによってRH45%
程度の乾燥空気とし、更に、これを冷却機によって室温
まで冷却した後室内に供給する。そして、ロータ01の上
半部に140℃の再生空気を流過させることによって吸放
湿材を乾燥再生する。
この第3の除湿装置においては、140℃の再生空気を
得るために多大のエネルギを消費するのみならず乾燥空
気を室温まで冷却するための冷却機は上記第2の除湿装
置より大きいエネルギを消費するという不具合があっ
た。
(課題を解決するための手段) 本発明は上記課題を解決するために発明されたもので
あって、その要旨とするところは、外気に放熱すること
によってこれを高温・低湿の再生空気とする放熱部と室
内空気から吸熱することによってこれを低温・高湿空気
とする吸熱部とを具備するヒートポンプと、上記再生空
気及び低温・高湿空気と交互に接触する吸放湿材と、上
記吸放湿材と接触して加温・除湿された空気を外気と熱
交換させることにより外気温とほぼ等しい温度にする温
度追従手段と、この温度追従手段を流過した空気を室内
に供給する手段とを備えていることを特徴とする除湿装
置にある。
(作用) 本発明においては、上記構成を具えているため、室内
空気はヒートポンプの吸熱部を流過することによって低
温・高湿とされ、次いで、吸放湿材と接触することによ
って加温・除湿された後、温度追従手段において外気と
熱交換することによって外気温とほぼ等しい温度となっ
て室内に供給される。室内空気から吸湿した吸放湿材は
ヒートポンプの放熱部から送られた再生空気と接触して
再生される。
(実施例) 本発明の第1の実施例が第1図に示されている。第1
図において、1はヒートポンプで、冷媒圧縮機2、放熱
部3、吸熱部4等からなる。5は第1の吸放湿器、6は
第2の吸放湿器で、これらは同一の形状、構造を有して
いる。第1の吸放湿器5内には吸放湿材7及び正逆回転
自在な第1の送風機8aが配設され、第2の吸放湿器6内
には吸放湿材7と正逆回転自在な第2の送風機8bが配設
されている。9は温度追従手段で、伝熱性能の良い金属
からなる薄肉で長大な管からなる。
吸放湿材7はゼオライト、酸性白土等を粒径0.5〜3.0
cmに固化したもの、セラミック繊維、キチン質繊維等を
膜状にしたもの等を吸放湿器5、6内に間隔を隔てて配
設された一対の多孔板10の間に充填して構成することが
できる。
また、前期粒径のゼオライトをニートセメント等の接
着剤を用いて接着し、或いは焼結することにより板状に
固化成形し、これら多数の板状ゼオライト60或いはセラ
ミック繊維膜、キチン質繊維膜を張った枠を第3図
(A)に示すように、吸放湿器内に所定の間隔を隔てて
その基端を吸放湿器の対向する側壁61、62に交互に固着
して蛇行状流路63を形成することもでき、また、第3図
(B)に示すように、隔壁61、62と平行に所定の間隔を
隔てて配置して多数の平行流路63'を形成することもで
きる。
また、第4図に示すように、前記粒径のゼオライトを
接着又は焼結することによって複数のスリット64を有す
るブロック65を形成し、これら複数のブロック65を吸放
湿器内に間隔を隔てて配設することもできる。
しかして、ヒートポンプ1を運転すると、冷媒圧縮機
2から吐出された冷媒ガスが放熱部3で放熱することに
より凝縮液化し、図示しない絞り手段で断熱膨張した
後、吸熱部4で吸熱することにより蒸発気化して冷媒圧
縮機2に戻り再び圧縮される。
この状態で、第1の送風機8aを正転させると同時に送
風機8bを逆転させると、室11内の下部の室内空気(28
℃、RH55%)が導管12を経てヒートポンプ1の吸熱部4
に入り、ここで冷却されることにより低温・高湿(18
℃、RH100%)となり、導管13、分岐管14を経て開口15
から逆止弁16を押し開いて第1の吸放湿器5内に入る。
そして、第1の送風機8aによって付勢された後、高温で
乾燥状態の吸放湿材7を流過する過程でこれと接触する
ことにより加温され、かつ、除湿される。これに伴っ
て、吸放湿材7は冷却され、かつ、加湿される。加温・
除湿された空気は開口17から逆止弁18を押し開いて流出
し、分岐管19、導管20を経て温度追従手段9内に入り、
この中を流れる過程で管外の外気(28℃、RH90%)と熱
交換して外気とほぼ同じ温度28℃、RH45%となり、室11
内にその上部から吹き出される。なお、この間第1の吸
放湿器5の逆止弁30、31は閉止されている。
一方、外気は導管21を経てヒートポンプ1の放熱部3
に入りここで加熱されることにより高温・低湿の再熱用
空気(50℃、RH25%)となり、この再熱用空気は導管2
2、分岐管23を経て開口24から逆止弁25を押し開いて第
2の吸放湿器6内に入り、低温で水分を多く含む吸放湿
材7を流過する過程でこれと接触して吸放湿材7を加熱
することによりこれに含まれる水分を蒸発させてこれを
再生する。そして、第2の送風機8bによって付勢され、
開口26から逆止弁を押し開いて流出し、分岐管28、放出
管29を経て大気に放出される。なお、この間第2の吸放
湿器6の逆止弁33、34は閉止されている。
上記運転が予め設定した設定時間継続すると、図示し
ない制御装置からの指令によって第1の送風機8aが逆転
され、第2の送風機8bが正転される。すると、室11内の
空気は導管12を経て吸熱部4で冷却された後、導管13、
分岐管42を経て開口35から逆止弁33を押し開いて第2の
吸放湿器6内に入り、第2の送風機8bによって付勢さ
れ、吸放湿材7と接触することによって加温・吸湿され
た後、開口36から逆止弁、34を押し開いて流出し、分岐
管37、導管20を経て温度追従手段9に入り、この中を流
過する過程で外気とほぼ同じ温度となって室11内に吹き
出される。なお、この間逆止弁25、27は閉止されてい
る。
一方、外気は導管21を経て放熱部3で加熱されること
により再生空気となり、導管22、分岐管38を経て開口39
から逆止弁32を押し開いて第1の吸放湿器5内に入り吸
放湿材7と接触してこれを再生した後、第1の送風機8a
によって付勢され、開口40から逆止弁31を押し開いて流
出し、分岐管41、放出管29を経て大気に放出される。な
お、この間逆止弁16及び18は閉止されている。
しかして、第6図に示すように、状態fの室内空気
(28℃、RH55%)が吸熱部4で冷却されることにより状
態b(18℃、RH100%)となり、温度追従手段9で加熱
されることにより状態e(28℃、RH45%)となる。従っ
て、この過程で消費されるエネルギはΔfbeで代表さ
れ、従来の第1の除湿装置の消費エネルギΔabcの1/2以
下となる。
第2図には本発明の第2の実施例が示されている。
この第2の実施例は1個のロータリバルブ50と1個の
吸放湿器51とを具えている。ロータリバルブ50は仕切壁
によって仕切られた3つの流路50a、50b、50cと1つの
閉鎖部50dを有する。吸放湿器51内には吸放湿材7のみ
が収容され、第1の送風機8aは導管13の途中に、第2の
送風機8bは導管22の途中に介装されている。
しかして、ヒートポンプ1及び第1及び第2の送風機
8a、8bを起動するとともにロータリバルブ50を第2図
(a)に示す位置に切り換えると、室11内の室内空気が
導管12を経てヒートポンプ1の吸熱部4に入り、ここで
冷却された後、導管13を通り、第1の送風機8aによって
付勢され、ロータリバルブ50の室50a、分岐管52、導管5
3を経て温度追従手段9を流過する過程で外気とほぼ等
しい温度となって室11内に吹き出される。
一方、外気が導管21を経てヒートポンプ1の放熱部3
に入り、ここで加熱されることにより再生空気となる。
この再生空気は導管22、第2の送風機8b、ロータリバル
ブ50の室50c、導管55を経て吸放湿器51内に入り、この
中に収容された低温・多湿の吸放湿材7と接触してこれ
を加温し、かつ、乾燥することにより再生する。次い
で、この空気は導管56、ロータリバルブ50の室50b、放
出管29を経て大気に放出される。
上記運転が予め設定された設定時間継続すると、ロー
タリバルブ50が切り換えられて第2図(b)に示す位置
を占める。
すると、室内空気は導管12を経てヒートポンプ1の吸
熱部4で冷却された後、導管13、第1の送風機8a、ロー
タリバルブ50の室50a、導管56を経て吸放湿器51内に入
り、ここで高温、乾燥状態の吸放湿材7と接触して加熱
・吸湿される。次いで、この空気は導管55、ロータリバ
ルブ50の室50c、分岐管57、導管53を経て温度追従手段
9入り、この中を流過する過程で外気とほぼ同じ温度と
なって室11内に吹き出される。
これと同時に外気が導管21を経てヒートポンプ1の放
熱器3を流過することにより再生空気となり、ロータリ
バルブ50の室50b、を経て放出管29から大気に放出され
る。
そして、この運転が設定時間継続すると、ロータリバ
ルブ50は第2図(a)に示す状態に再び切り換えられ
る。かくして、室11内には冷却空気と除湿空気が交互に
吹き出される。
(発明の効果) 本発明においては、室内空気はヒートポンプの吸熱部
を流過することによって低温・高湿とされ、次いで、吸
放湿材と接触することによって加温・除湿された後、温
度追従手段において外気と熱交換することによって外気
温とほぼ等しい温度となって室内に供給される。室内空
気と接触することによって吸湿した吸放湿材はヒートポ
ンプの放熱部から送られた再生空気と接触して再生され
る。
従って、消費エネルギを大巾に低減できるのみならず
室内に外気温とほぼ等しい温度の空気を供給できるので
在室者に所謂冷房病を惹起することはない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を示す略示的系統図、第
2図(a)、(b)はそれぞれ本発明の第2の実施例の
異なる運転状態における略示的系統図である。第3図
(A)、(B)はそれぞれ吸放湿材の他の例を示す部分
的断面図である。第4図(a)、(b)は吸放湿材の更
に他の例を示し、第4図(a)は吸放湿ブロックの斜視
図、第4図(b)は吸放湿ブロックの配置要領を示す部
分的断面図である。第5図は従来の除湿装置の1例を示
す略示的斜視図、第6図は湿り空気線図である。 ヒートポンプ……1、放熱部……3、吸熱部……4、吸
放湿材……7、温度追従手段……9

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外気に放熱することによってこれを高温・
    低湿の再生空気とする放熱部と室内空気から吸熱するこ
    とによってこれを低温・高湿空気とする吸熱部とを具備
    するヒートポンプと、上記再生空気及び低温・高湿空気
    と交互に接触する吸放湿材と、上記吸放湿材と接触して
    加温・除湿された空気を外気と熱交換させることにより
    外気温とほぼ等しい温度にする温度追従手段と、この温
    度追従手段を流過した空気を室内に供給する手段とを備
    えていることを特徴とする除湿装置。
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