JP3795636B2 - 乾式減湿装置の運転方法及び乾式減湿装置 - Google Patents
乾式減湿装置の運転方法及び乾式減湿装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3795636B2 JP3795636B2 JP16806797A JP16806797A JP3795636B2 JP 3795636 B2 JP3795636 B2 JP 3795636B2 JP 16806797 A JP16806797 A JP 16806797A JP 16806797 A JP16806797 A JP 16806797A JP 3795636 B2 JP3795636 B2 JP 3795636B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zone
- area
- air
- purge
- regeneration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-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
- F24F3/12—Air-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
- F24F3/14—Air-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
- F24F3/1411—Air-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
- F24F3/1423—Air-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 with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1016—Rotary wheel combined with another type of cooling principle, e.g. compression cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1032—Desiccant wheel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1056—Rotary wheel comprising a reheater
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1072—Rotary wheel comprising two rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1084—Rotary wheel comprising two flow rotor segments
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1088—Rotary wheel comprising three flow rotor segments
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式減湿装置の運転方法、及びロータ端面に位置する空気の通過域の面積の割合に特徴のある、乾式減湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に用いられる空気を減湿する方法には冷却減湿の方法があるが、冷却減湿では露点が−５℃以上の空気しかできず、低露点（−５０℃以下）には対応できない。そこでこのような低露点の空気を供給する空調機には、回転式のロータを用いた乾式減湿機が使用されている。乾式減湿装置は、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を備え、このロータの端面に位置する空気の通過域を減湿区域と再生区域とに仕切り、ロータを回転させながら減湿区域に処理空気を通過させて乾燥空気を作り出すと共に、再生区域に高温の再生空気を通過させることによって、前記吸収液や吸着材中の水分を再生空気中に蒸発させて、連続的に減湿処理を行うように構成されている。
【０００３】
この場合、ロータが高温のまま減湿区域に移行すると、処理空気が減湿しないままロータを通過して露点を上昇させるので、低湿度に制御された空間からの還気など、低温の空気を通過させてロータを冷却するためのパージ区域が再生区域と減湿区域との間に設定されていることがある。特に乾式減湿装置を二段直列に系統接続し、一段目の乾式減湿装置で減湿させた空気を二段目の乾式減湿装置でさらに減湿させるように構成された二段式乾式減湿システムにおける二段目の乾式減湿装置のロータ端面には、かかるパージ区域が設定されることが多い。
【０００４】
従来のこの種の乾式減湿装置に用いられているロータを図に基づいて説明すると、図９、図１０に示したように、乾式減湿装置１００におけるロータ１０１の両端面にチャンバ１０２、１０３が配置されている。このロータ１０１の端面は、図１０中の矢印に示したロータ１０１の回転方向順に、減湿区域１０１ａ、再生区域１０１ｂ、パージ区域１０１ｃの３つの空気通過域に放射状に区画されている。またチャンバ１０２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１０２ａ、再生出口１０２ｂ、パージ出口１０２ｃが形成されている。なおチャンバ１０３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）。
【０００５】
そして前記ロータ１０１の３つの通過域である減湿区域１０１ａ、再生区域１０１ｂ、パージ区域１０１ｃの区画割合は、放射状に区画形成されているときの中心角θで示すと、減湿区域１０１ａの中心角θ1が２２５゜、再生区域１０１ｂの中心角θ2が９０゜、パージ区域１０１ｃの中心角θ3が４５゜に設定されていた。また各区域の空気の通過風量の割合は、これら通過域の面積に比例し、減湿区域１０１ａに対して再生区域１０１ｂが０．４倍、パージ区域１０１ｃはその半分の０．２倍であった。このような区画割合、風量割合は、格別根拠があって定められたものではなく、これまで経験的に設定されていたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる構成を有する乾式減湿装置１００は、一般の冷却減湿と比べて優れた減湿能力を有しているが、消費エネルギが多いのが難点であった。このような乾式減湿装置は、例えばリチウムイオン電池の製造工場における低露点空間に採用されているが、周知のようにこの種の製造工場は２４時間稼働しており、かかる点に徴すると、エネルギの低減が強く求められているのが実情である。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ロータの再生に要する熱量、再生区域通過風量、パージ区域通過風量を低減させ、結果的に減湿区域での処理量を増大させて、同じ大きさのロータであっても従来より多くの風量を減湿することができる、乾式減湿装置の運転方法及び乾式減湿装置を提供して、前記省エネルギの要請に応えようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１によれば、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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、前記ロータの端面側に位置する減湿区域とその他の区域の面積の割合が、３：１であり、かつ再生区域とパージ区域の面積の割合が、１：１であり、さらに前記減湿区域に対する再生区域の通過風量の比Ｚを、減湿区域を１とした場合、０．２≦Ｚ＜０．４に設定して運転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。
【０００９】
発明者によれば、減湿区域に対する再生区域の風量を０．２倍〜０．４倍未満（好ましくは０．２〜０．２５倍）に設定しても、減湿能力が全く変わらないことが発見できた。再生区域の風量を０．２倍〜０．４倍未満に設定して運転するということは、従来よりも再生風量を低減させることを意味し、また同時に減湿処理風量を従来より増加させることができる。換言すれば、従来と同量の減湿処理を行う場合、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。
【００１０】
また請求項２によれば、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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、前記再生区域におけるパージ区域寄りの出口温度を、所定値に近づけるように再生風量を制御し、前記所定値は、減湿区域の通過風量を１としたときの再生空気の通過風量が、０．２倍〜０．４倍未満となるときの温度であ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。
【００１１】
この場合、再生風量を制御するにあたっては、請求項３に記載したように、再生区域に送風するための送風機をインバータ制御したり、請求項４に記載したように、再生区域と接続される再生系統に介装するダンパの開度を調整することで、かかる制御を容易に行うことができる。
【００１２】
ここで再生区域におけるパージ区域寄りの出口温度を近づける所定の温度、即ち目標温度は、減湿区域の通過風量を１としたときの再生空気の通過風量が、０．２倍〜０．４倍未満（好ましくは０．２〜０．２５倍）となるときの温度である。したがって、予めかかる温度を求めておき、以後この温度に近づけるように再生風量を制御するようにすれば、請求項１の場合と同様、従来よりも再生風量を低減させることができ、再生、パージに要するエネルギ、ファン、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ることができる。しかも温度に基づいて制御するので、逐次風量比を求める必要はなく、制御が容易である。
【００１３】
また請求項５によれば、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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、前記ロータの端面側に位置する減湿区域とその他の区域の面積の割合が、３：１であり、かつ再生区域とパージ区域の面積の割合が、１：１であり、さらに前記減湿区域に対するパージ区域の通過風量の比Ｚを、減湿区域を１とした場合、０．１≦Ｚ＜０．２に設定して運転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。
【００１４】
これは従来、減湿風量１、再生風量０．４に対し、パージ風量を０．２としていたのを、再生風量の低減に伴ってパージ風量の低減を実施するものである。即ち、パージは再生で加熱されたロータを冷却するために行うため、再生風量が減るとパージ風量も低減させることができる。そしてパージ風量はロータの冷却のみに使用されるため、再生風量よりも少なくて済む。再生はロータの加熱と水分の蒸発の両方に熱を使用するからである。それゆえ風量比としては、パージ風量は再生風量の１／２で十分である。したがって、再生風量の低減に伴ってパージ風量も低減することができ、その結果として従来よりも省エネ効果を向上させることが可能である。
【００１５】
また請求項６によれば、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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、前記パージ区域における減湿区域寄りの出口温度を、所定値に近づけるようにパージ風量を制御し、前記所定値は、減湿区域の通過風量を１としたときのパージ空気の通過風量が、０．１倍〜０．２倍未満となるときの温度であ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。したがって、この場合も、予めかかる温度を求めておき、以後この温度にちかづけるように再生風量を制御するようにすれば、必要なエネルギを低減させることができる。しかも温度に基づいて制御するので、逐次風量比を求める必要はなく、制御が容易となっている。
【００１６】
パージ風量を制御するにあたっては、請求項７に記載したように、パージ区域に送風するための送風機をインバータ制御したり、請求項８に記載したように、パージ区域と接続されるパージ系統に介装されたダンパの開度を調整することが提案できる。
【００１７】
請求項９によれば、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させる装置であって、前記ロータの端面に位置する空気の通過域は、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、前記ロータの端面側に位置する減湿区域とその他の区域の面積（再生区域＋パージ区域）の割合が、３：１であり、かつ再生区域とパージ区域の面積の割合が、１：１であることを特徴とする、乾式減湿装置が提供される。
【００１８】
このように減湿区域とその他の区域（再生区域＋パージ区域）との面積割合を変更したので、従来の同種の乾式減湿装置よりも多くの減湿処理が可能である。従って、従来と同一量の空気を減湿処理するには、結果的によりコンパクトのシステムで足り、再生、パージに要するエネルギを節約でき、さらにはファンの定格、一段目の減湿装置等も従来より小さくて済むので、全体として大きい省エネルギ効果が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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、本実施形態にかかる乾式減湿装置を用いた二段式乾式減湿システムの系統の概略を示しており、この二段式乾式減湿システムは、低露点空間Ｒ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。
【００２１】
導入外気ＯＡは、外気取り入れダクト１により導かれて、外気処理クーラ２によって冷却減湿される。冷却減湿された空気はその後、再生余剰空気冷却クーラ３で冷却された再生余剰空気と混合されて、外気処理ファン４によって、一段目の乾式減湿装置５の減湿区域５ａに導入され、例えば露点温度−１０℃まで減湿される。この一段目の乾式減湿装置５におけるロータ（図示せず）は、処理をする露点温度が高いため、減湿区域５ａと再生区域５ｂとの２つに分割された空気の通過域をロータ端面側に有しているタイプである。またロータの厚みは２００mmであり、減湿区域５ａと再生区域５ｂの面積割合は３：１である。
【００２２】
その後、一段目の乾式減湿装置５の減湿区域５ａを通過して外気処理された空気は、低露点空間Ｒから還気ダクト６を通じて戻ってきた一部の還気ＲＡ1と混合され、処理ファン７によって、プレクーラ８に送られる。このプレクーラ８によって処理空気は冷却された後、本実施の形態にかかる二段目の乾式減湿装置１０のロータ１１の減湿区域１１ａに導入されて減湿処理される。
【００２３】
二段目の乾式減湿装置１０は、図２、図３に示したように、回転するロータ１１の両端面にチャンバ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。そしてチャンバ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。なおチャンバ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。
【００２４】
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、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。したがって各々の通過区域の面積割合は、９：２：１であり、減湿区域１１ａとその他の区域（再生区域１１ｂ＋パージ区域１１ｃ）の面積割合は、３：１となっている。なおロータ１１の厚みは４００mmである。またロータ１１の回転速度は、６回転／時である。
【００２５】
かかる構成を有する乾式減湿装置１０のロータ１１の減湿区域１１ａで減湿され低露点となった空気は、ヒータ２１、アフタークーラ２２によって、所定の温度に調節された後、給気ＳＡとして低露点空間Ｒに供給される。
【００２６】
低露点空間Ｒからの他の一部の還気ＲＡ2は、パージ系還気ダクト２３を通じ、パージ空気として、乾式減湿装置１０のロータ１１のパージ区域１１ｃに導入され、これによってロータ１１の冷却が行われる。
【００２７】
そしてロータ１１のパージ区域１１ｃを通過したパージ空気は、再生系統Ｚに導かれ、さらに二段目の再生ファン２６によって再生循環系統Ｐの空気に合流して混合される。このようにして混合された空気は、その大部分が再生系統ダクト２７を通じて二段目の再生ヒータ２８に送られ、この再生ヒータ２８により、例えば１２０℃に加熱された後、乾式減湿装置１０のロータ１１の再生区域１１ｂに導入されるのである。
【００２８】
再生系統Ｚからの一部の空気は一段目の再生ファン２９の作動により一段目の再生ヒータ３０を通過した後、昇温されて一段目の乾式減湿装置５の再生区域５ｂに導入され、一段目の乾式減湿装置５のロータの再生に用いられる。そしてその後、排気ＥＡとしてシステム外に排出される。他方、一段目の再生ヒータ３０を通過しない残りの再生系統Ｚの空気は、再生余剰空気循環ダクト３１を通じて前出再生余剰空気冷却用クーラ３へと送られ、そこで冷却された後、導入外気ＯＡと混合されて一段目の乾式減湿装置５の減湿区域５ａに導入されて減湿されるようになっている。即ち処理空気の一部として再使用される。なお図１におけるＤ1〜Ｄ8は、風量を調節するためダクト中に介装されたダンパである。
【００２９】
本実施の形態にかかる乾式減湿装置１０を用いた二段式乾式減湿システムは以上のように構成されており、既述したように、一段目の乾式減湿装置５の減湿区域５ａで減湿された空気は、さらにプレクーラ８によって冷却減湿された後、二段目の乾式減湿装置１０の減湿区域１１ａによってさらに減湿された後、ヒータ２１、アフタークーラ２２によって温度調整されて低露点空間Ｒに供給される。また低露点空間Ｒからの還気ＲＡ2は、乾式減湿装置１０のロータ１１のパージ区域１１ｃに導入され、他方、再生ヒータ２８によって加熱された空気は、ロータ１１の再生区域１１ｂに導入されている。
【００３０】
この場合、ロータ１１端面に位置する減湿区域１１ａと再生区域１１ｂの割合は、９：２であり、したがって再生区域１１ｂを通過する再生空気の通過風量は、減湿処理される空気の９／２、すなわち０．２２倍であるが、発明者が調べたところ、そのように再生空気の通過風量が、減湿処理される空気の０．２２倍であっても、図４のグラフに示したように、低露点空間Ｒに必要とされる露点温度（−５０℃）を供給することができる。また当該グラフによれば、再生空気の通過風量が、減湿処理される空気の０．２５倍であっても、ほぼ同等の減湿能力が得られていることが確認できる。但し、０．１５倍程度であると、露点温度が−４７℃程度に上昇するので好ましくない。したがって、本発明にいうように、風量比を０．２倍よりも多くしておけば、低露点空間Ｒに必要とされる露点温度を供給することが可能である。なお当該グラフにおいて、減湿区域に導入する処理空気の入口絶対湿度は１ｇ／ｋｇ’（露点温度−２０℃）である。
【００３１】
そのように減湿能力が従来のこの種の乾式減湿装置と同等であるにもかかわらず、本実施形態において使用した乾式減湿装置１０のロータ１１端面（図３）と、従来の乾式減湿装置１００のロータ１０１端面（図７）を比較すれば明らかなように、本実施形態において使用した乾式減湿装置１０の減湿区域１１ａの面積は、従来の１．２倍の面積になっている。換言すれば、同一径のロータを使用した場合、本実施形態の方が１．２倍の減湿風量が得られることになる。また再生区域１１ｂの面積も従来より小さく、再生風量についても、従来よりも少ない量で済んでいる。したがって、逆に所定風量の減湿処理を行う場合には、本実施形態の方がロータの径を小さくでき、それに伴って再生空気の風量も従来より少なくて済む。したがって、再生ヒータ２８の要するエネルギが節約できる。また同時にパージ風量も低減できるから、導入外気ＯＡの導入量も低減でき、その結果一段目の乾式減湿装置５の大きさも小さくできる。また系統で使用するファンの定格も従来より小さいもので足りる。それゆえ、システム全体として従来より大幅に省エネを図ることができ、しかも設備機器も小型化することが可能である。
【００３２】
本実施形態にかかる乾式減湿装置１０を用いた二段乾式減湿システムによれば、従来のこの種の二段乾式減湿システム、即ち二段目の乾式減湿装置１０に代えて図９、１０に示した乾式減湿装置１００を使用したシステムと比較して、冷熱で２５％、温熱で４０％、合計で３０％程度のエネルギ消費の低減ができることが確認できた。
【００３３】
また二段目の乾式減湿装置１０のロータ１１の大きさも従来の８３％で足り、さらに一段目の乾式減湿装置５のロータについても、従来の一段目のロータの２／３の大きさで同一レベルの減湿処理が可能になる。その他既述したように、各種ヒータ、クーラ、ファンなどの設備も小型化できるため、大幅な設備費の低減にもなる。それゆえ、イニシャルコスト、ランニングコストの双方のコストを低減させることができる。
【００３４】
ところで、この種の乾式減湿装置の能力はロータの回転数にも関係する。すなわち回転数はある値までは高い方が減湿能力は向上するが、あまり回転数を高くしすぎると再生能力が足らなくなり、却って減湿能力が低下する。殊に二段目に配置される低露点用の乾式減湿装置では、その他に、回転数を高くするとパージでの冷却が足らなくなり、通常の減湿装置に比べて低い回転数で能力が低下する傾向がある。熱量的には回転数が高いほどロータ自体を加熱する熱量（再生区域）、および冷却する熱量（パージ区域および減湿区域）が大きくなるため、減湿量当たりの熱量は増加してしまう。従って、低露点用のこの種の乾式減湿装置では低い回転数で運転が行うことが好ましい。
【００３５】
図５に示した乾式減湿装置５０は、そのような低回転、例えば４回転／時に適した例を示しており、この乾式減湿装置５０のロータ５１の端面に位置する空気の通過区域は、前出乾式減湿装置１０と同様、減湿区域５１ａ、再生区域５１ｂ、パージ区域５１ｃの３つに区画形成されているが、各通過区域の中心角θは、減湿区域５１ａの中心角θ1が２７０゜、再生区域５１ｂの中心角θ2が４５゜、パージ区域５１ｃの中心角θ3が４５゜に設定されている。したがって各々の通過区域の面積割合は、６：１：１となっている。
【００３６】
この乾式減湿装置５０を前記乾式減湿装置１０に代えて使用すれば、前記実施形態の場合よりも能力が若干低下するが、再生区域５１ｂの面積が前記乾式減湿装置１０よりもさらに小さくなっているので、再生に要する風量、エネルギについてはいっそう低減させることができ、全体としての消費エネルギは、前記実施形態のシステムよりも少なくて済む。
【００３７】
ところで高温の再生区域を通過する再生空気の熱は、減湿区域側に近いエリアではロータの加熱に、それより中程に寄ったところ（パージ区域側に寄ったところ）では、水分の蒸発に使用される。したがって再生空気の出口温度分布は、減湿区域側で温度が低く、パージ区域側に近いところでは温度が高くなる。このような温度分布は、減湿負荷の増加に伴い、減湿区域側での変化は少ないが、パージ区域側では温度の低下となって現れる。
【００３８】
そこで発明者は、このような分布特性に着目し、再生区域におけるパージ区域寄りの出口温度、又はパージ区域における減湿区域寄りの出口温度を用いて再生風量又はパージ風量を制御することで、減湿負荷が小さいときには、従来必要以上に投入していた再生の熱エネルギを低減して、省エネを図ることを目的とした発明も提案できる。
【００３９】
図１０に示した従来型の乾式減湿装置１００のロータ１０１に即して、図６に基づき詳述すれば、ロータ１０１の軸方向からみて、このロータ１０１の端面に位置する再生区域１０１ｂを５等分する線ａ、ｂ、ｃ、ｄ上とパージ区域１０１ｃを３等分する線ｅ、ｆ上に位置し、かつロータ１０１の端面に近い箇所（ロータ１０１の端面から５０mm程度離れた箇所）に、温度センサ（図示せず）を配置し、図６における前記各線上の○印で示した地点で、減湿区域１０１ａを通過する風量に対する再生区域１０１ｂを通過する風量を変化させたときの、当該温度センサによって測定される各線ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ上の測定点での温度分布を調べた。
【００４０】
その結果図７のグラフに示したような特性が得られた。なお同グラフ中、最適風量とあるのは、減湿区域１０１ａを通過する風量、即ち処理風量に対する再生区域１０１ｂを通過する風量、即ち再生風量の比が０．２のときを意味し、風量過大とは同比が０．４のときを意味し、風量過小とは同比が０．１５のときを意味している。
【００４１】
これによれば、再生区域１０１ｂにおいては、線ｄにおける測定点において、減湿負荷が小さいときには温度が高く、減湿負荷が大きくなると温度が低くなっている。したがって、ｄにおける最適風量の際の温度（目標温度）を予め求めておき、この目標温度に近づけるように再生風量を制御することで、最適な再生風量が得られる。
【００４２】
同様に、パージ区域１０１ｃにおいては、線ｆの測定点での温度特性が、過小風量、最適風量、過大風量の順で温度が低くなっている。したがって、ｆにおける最適風量の際の温度（目標温度）を予め求めておき、この目標温度に近づけるようにパージ風量を制御することで、最適なパージ風量が得られる。
【００４３】
このように、所定の箇所に設置した温度センサによって測定される再生出口温度やパージ出口温度を、目標温度に近づけるように制御すれば、過大な風量を必要とせず、必要な運転を実施することができる。
【００４４】
図８に示した乾式減湿装置６０は、前記した出口温度を目標温度に近づけるように制御することで省エネを図るものである。即ち、乾式減湿装置６０におけるロータ６１の端面側に位置するチャンバ６２内の空気の通過域を、前出乾式減湿装置１０と同様、ロータ６１の回転順に、減湿区域６１ａ、再生区域６１ｂ、パージ区域６１ｃの３つの区域に区画している。但し、各区域の面積割合は、図９、図１０に示した従来の乾式減湿装置１００における面積割合と同一に設定してある。
【００４５】
そしてチャンバ６２内の再生区域６１ｂにおけるロータ６１の端面から、例えば５０mm程度軸方向に離れ、かつパージ区域６１ｃ寄りの箇所には、再生空気の出口温度を検出する温度センサ６３が設置されている。
【００４６】
かかる構成の乾式減湿装置６０は、前記実施形態にかかる乾式減湿装置１０に代えて図１に示した二段式乾式減湿システムに使用することができる。かかる場合、温度センサ６３によって検出される温度を、予め求めてある前出目標温度（図７の線ｄの最適風量の温度）に近づけるように、再生ファン２６をインバータ制御（例えば再生ファン２６のモータのインバータ制御）して再生風量を調整したり、あるいはダンパＤ5の開度を制御して再生風量を調整すれば、最適な再生風量が得られる。したがって、再生に要する熱エネルギ等の節約を図ることが可能であり、またそれに伴って排気風量、外気導入量の低減に基づく省エネを図ることができる。そのうえ温度センサ６３からの温度に基づいてかかる制御を実施するから、制御が容易であり、しかも応答性も良好である。そして過大な風量を創出することが防止されるので、従来よりも省エネ効果は高いものである。
【００４７】
なお前記乾式減湿装置６０は、再生区域に設けた温度センサ６３によって検出される再生空気の出口温度に基づいてかかる制御を実施するようにしていたが、これに代えて、図８に示したように、パージ区域６１ｃにおける減湿区域６１ａ寄りの箇所にパージ空気の出口温度を検出する温度センサ６４を設置し、この温度センサ６４によって検出されるパージ空気の出口温度を、予め求めたパージ空気の出口温度の前出目標温度（図７の線ｆの最適風量の温度）に近づけるように、パージ風量の方を制御するようにしてもよい。そうすれば、パージ風量を従来よりも低減させることができ、それに伴って排気風量、外気の取り入れ量も低減でき、従来より省エネ性を高めることが可能である。
【００４８】
なお温度センサ６４によって検出されるパージ空気の出口温度に基づいてパージ風量を制御するには、図１に示した二段式乾式減湿システムに使用した場合、ダンパＤ4の開度を調整したり、あるいはパージ系統に設けたパージファン６５をインバータ制御する（例えばパージファン６５のモータをインバータ制御する）ことによって行えばよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の同種の乾式減湿装置よりも運転に必要なエネルギを低減することが可能であり、しかも送風機を始めとする各種設備機器もコンパクトにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかる二段式乾式減湿システムの構成の概略を示す説明図である。
【図２】図１の二段式乾式減湿システムに用いた二段目の乾式減湿装置のロータ部分の斜視図である。
【図３】図２の乾式減湿装置の軸方向からみた正面図である。
【図４】乾式減湿装置の再生風量の減湿風量に対する比と、減湿区域出口空気の露点温度との関係を示すグラフである。
【図５】図１の二段式乾式減湿システムに用いることができる、他の乾式減湿装置のロータの軸方向からみた正面図である。
【図６】乾式減湿装置における再生区域とパージ区域での出口温度を測定する場合の測定箇所を示す説明図である。
【図７】乾式減湿装置における再生区域とパージ区域での出口温度と風量との関係を示すグラフである。
【図８】他の実施形態にかかる乾式減湿装置において温度センサの取付位置を示す説明図である。
【図９】従来の二段式乾式減湿システムに用いられている二段目の乾式減湿装置のロータ部分の斜視図である。
【図１０】図９の乾式減湿装置の軸方向からみた正面図である。
【符号の説明】
１ 乾式減湿装置（一段目）
１０ 乾式減湿装置（二段目）
１１ ロータ
１１ａ 減湿区域
１１ｂ 再生区域
１１ｃ パージ区域
１２、１３ チャンバ
１４、１５ 温度センサ
Ｄ1〜Ｄ8 ダンパ
Ｒ 低露点空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式減湿装置の運転方法、及びロータ端面に位置する空気の通過域の面積の割合に特徴のある、乾式減湿装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に用いられる空気を減湿する方法には冷却減湿の方法があるが、冷却減湿では露点が−５℃以上の空気しかできず、低露点（−５０℃以下）には対応できない。そこでこのような低露点の空気を供給する空調機には、回転式のロータを用いた乾式減湿機が使用されている。乾式減湿装置は、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を備え、このロータの端面に位置する空気の通過域を減湿区域と再生区域とに仕切り、ロータを回転させながら減湿区域に処理空気を通過させて乾燥空気を作り出すと共に、再生区域に高温の再生空気を通過させることによって、前記吸収液や吸着材中の水分を再生空気中に蒸発させて、連続的に減湿処理を行うように構成されている。
【０００３】
この場合、ロータが高温のまま減湿区域に移行すると、処理空気が減湿しないままロータを通過して露点を上昇させるので、低湿度に制御された空間からの還気など、低温の空気を通過させてロータを冷却するためのパージ区域が再生区域と減湿区域との間に設定されていることがある。特に乾式減湿装置を二段直列に系統接続し、一段目の乾式減湿装置で減湿させた空気を二段目の乾式減湿装置でさらに減湿させるように構成された二段式乾式減湿システムにおける二段目の乾式減湿装置のロータ端面には、かかるパージ区域が設定されることが多い。
【０００４】
従来のこの種の乾式減湿装置に用いられているロータを図に基づいて説明すると、図９、図１０に示したように、乾式減湿装置１００におけるロータ１０１の両端面にチャンバ１０２、１０３が配置されている。このロータ１０１の端面は、図１０中の矢印に示したロータ１０１の回転方向順に、減湿区域１０１ａ、再生区域１０１ｂ、パージ区域１０１ｃの３つの空気通過域に放射状に区画されている。またチャンバ１０２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１０２ａ、再生出口１０２ｂ、パージ出口１０２ｃが形成されている。なおチャンバ１０３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）。
【０００５】
そして前記ロータ１０１の３つの通過域である減湿区域１０１ａ、再生区域１０１ｂ、パージ区域１０１ｃの区画割合は、放射状に区画形成されているときの中心角θで示すと、減湿区域１０１ａの中心角θ1が２２５゜、再生区域１０１ｂの中心角θ2が９０゜、パージ区域１０１ｃの中心角θ3が４５゜に設定されていた。また各区域の空気の通過風量の割合は、これら通過域の面積に比例し、減湿区域１０１ａに対して再生区域１０１ｂが０．４倍、パージ区域１０１ｃはその半分の０．２倍であった。このような区画割合、風量割合は、格別根拠があって定められたものではなく、これまで経験的に設定されていたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる構成を有する乾式減湿装置１００は、一般の冷却減湿と比べて優れた減湿能力を有しているが、消費エネルギが多いのが難点であった。このような乾式減湿装置は、例えばリチウムイオン電池の製造工場における低露点空間に採用されているが、周知のようにこの種の製造工場は２４時間稼働しており、かかる点に徴すると、エネルギの低減が強く求められているのが実情である。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ロータの再生に要する熱量、再生区域通過風量、パージ区域通過風量を低減させ、結果的に減湿区域での処理量を増大させて、同じ大きさのロータであっても従来より多くの風量を減湿することができる、乾式減湿装置の運転方法及び乾式減湿装置を提供して、前記省エネルギの要請に応えようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１によれば、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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、前記ロータの端面側に位置する減湿区域とその他の区域の面積の割合が、３：１であり、かつ再生区域とパージ区域の面積の割合が、１：１であり、さらに前記減湿区域に対する再生区域の通過風量の比Ｚを、減湿区域を１とした場合、０．２≦Ｚ＜０．４に設定して運転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。
【０００９】
発明者によれば、減湿区域に対する再生区域の風量を０．２倍〜０．４倍未満（好ましくは０．２〜０．２５倍）に設定しても、減湿能力が全く変わらないことが発見できた。再生区域の風量を０．２倍〜０．４倍未満に設定して運転するということは、従来よりも再生風量を低減させることを意味し、また同時に減湿処理風量を従来より増加させることができる。換言すれば、従来と同量の減湿処理を行う場合、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。
【００１０】
また請求項２によれば、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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、前記再生区域におけるパージ区域寄りの出口温度を、所定値に近づけるように再生風量を制御し、前記所定値は、減湿区域の通過風量を１としたときの再生空気の通過風量が、０．２倍〜０．４倍未満となるときの温度であ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。
【００１１】
この場合、再生風量を制御するにあたっては、請求項３に記載したように、再生区域に送風するための送風機をインバータ制御したり、請求項４に記載したように、再生区域と接続される再生系統に介装するダンパの開度を調整することで、かかる制御を容易に行うことができる。
【００１２】
ここで再生区域におけるパージ区域寄りの出口温度を近づける所定の温度、即ち目標温度は、減湿区域の通過風量を１としたときの再生空気の通過風量が、０．２倍〜０．４倍未満（好ましくは０．２〜０．２５倍）となるときの温度である。したがって、予めかかる温度を求めておき、以後この温度に近づけるように再生風量を制御するようにすれば、請求項１の場合と同様、従来よりも再生風量を低減させることができ、再生、パージに要するエネルギ、ファン、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ることができる。しかも温度に基づいて制御するので、逐次風量比を求める必要はなく、制御が容易である。
【００１３】
また請求項５によれば、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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、前記ロータの端面側に位置する減湿区域とその他の区域の面積の割合が、３：１であり、かつ再生区域とパージ区域の面積の割合が、１：１であり、さらに前記減湿区域に対するパージ区域の通過風量の比Ｚを、減湿区域を１とした場合、０．１≦Ｚ＜０．２に設定して運転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。
【００１４】
これは従来、減湿風量１、再生風量０．４に対し、パージ風量を０．２としていたのを、再生風量の低減に伴ってパージ風量の低減を実施するものである。即ち、パージは再生で加熱されたロータを冷却するために行うため、再生風量が減るとパージ風量も低減させることができる。そしてパージ風量はロータの冷却のみに使用されるため、再生風量よりも少なくて済む。再生はロータの加熱と水分の蒸発の両方に熱を使用するからである。それゆえ風量比としては、パージ風量は再生風量の１／２で十分である。したがって、再生風量の低減に伴ってパージ風量も低減することができ、その結果として従来よりも省エネ効果を向上させることが可能である。
【００１５】
また請求項６によれば、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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、前記パージ区域における減湿区域寄りの出口温度を、所定値に近づけるようにパージ風量を制御し、前記所定値は、減湿区域の通過風量を１としたときのパージ空気の通過風量が、０．１倍〜０．２倍未満となるときの温度であ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。したがって、この場合も、予めかかる温度を求めておき、以後この温度にちかづけるように再生風量を制御するようにすれば、必要なエネルギを低減させることができる。しかも温度に基づいて制御するので、逐次風量比を求める必要はなく、制御が容易となっている。
【００１６】
パージ風量を制御するにあたっては、請求項７に記載したように、パージ区域に送風するための送風機をインバータ制御したり、請求項８に記載したように、パージ区域と接続されるパージ系統に介装されたダンパの開度を調整することが提案できる。
【００１７】
請求項９によれば、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させる装置であって、前記ロータの端面に位置する空気の通過域は、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、前記ロータの端面側に位置する減湿区域とその他の区域の面積（再生区域＋パージ区域）の割合が、３：１であり、かつ再生区域とパージ区域の面積の割合が、１：１であることを特徴とする、乾式減湿装置が提供される。
【００１８】
このように減湿区域とその他の区域（再生区域＋パージ区域）との面積割合を変更したので、従来の同種の乾式減湿装置よりも多くの減湿処理が可能である。従って、従来と同一量の空気を減湿処理するには、結果的によりコンパクトのシステムで足り、再生、パージに要するエネルギを節約でき、さらにはファンの定格、一段目の減湿装置等も従来より小さくて済むので、全体として大きい省エネルギ効果が得られる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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、本実施形態にかかる乾式減湿装置を用いた二段式乾式減湿システムの系統の概略を示しており、この二段式乾式減湿システムは、低露点空間Ｒ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。
【００２１】
導入外気ＯＡは、外気取り入れダクト１により導かれて、外気処理クーラ２によって冷却減湿される。冷却減湿された空気はその後、再生余剰空気冷却クーラ３で冷却された再生余剰空気と混合されて、外気処理ファン４によって、一段目の乾式減湿装置５の減湿区域５ａに導入され、例えば露点温度−１０℃まで減湿される。この一段目の乾式減湿装置５におけるロータ（図示せず）は、処理をする露点温度が高いため、減湿区域５ａと再生区域５ｂとの２つに分割された空気の通過域をロータ端面側に有しているタイプである。またロータの厚みは２００mmであり、減湿区域５ａと再生区域５ｂの面積割合は３：１である。
【００２２】
その後、一段目の乾式減湿装置５の減湿区域５ａを通過して外気処理された空気は、低露点空間Ｒから還気ダクト６を通じて戻ってきた一部の還気ＲＡ1と混合され、処理ファン７によって、プレクーラ８に送られる。このプレクーラ８によって処理空気は冷却された後、本実施の形態にかかる二段目の乾式減湿装置１０のロータ１１の減湿区域１１ａに導入されて減湿処理される。
【００２３】
二段目の乾式減湿装置１０は、図２、図３に示したように、回転するロータ１１の両端面にチャンバ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。そしてチャンバ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。なおチャンバ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。
【００２４】
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、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。したがって各々の通過区域の面積割合は、９：２：１であり、減湿区域１１ａとその他の区域（再生区域１１ｂ＋パージ区域１１ｃ）の面積割合は、３：１となっている。なおロータ１１の厚みは４００mmである。またロータ１１の回転速度は、６回転／時である。
【００２５】
かかる構成を有する乾式減湿装置１０のロータ１１の減湿区域１１ａで減湿され低露点となった空気は、ヒータ２１、アフタークーラ２２によって、所定の温度に調節された後、給気ＳＡとして低露点空間Ｒに供給される。
【００２６】
低露点空間Ｒからの他の一部の還気ＲＡ2は、パージ系還気ダクト２３を通じ、パージ空気として、乾式減湿装置１０のロータ１１のパージ区域１１ｃに導入され、これによってロータ１１の冷却が行われる。
【００２７】
そしてロータ１１のパージ区域１１ｃを通過したパージ空気は、再生系統Ｚに導かれ、さらに二段目の再生ファン２６によって再生循環系統Ｐの空気に合流して混合される。このようにして混合された空気は、その大部分が再生系統ダクト２７を通じて二段目の再生ヒータ２８に送られ、この再生ヒータ２８により、例えば１２０℃に加熱された後、乾式減湿装置１０のロータ１１の再生区域１１ｂに導入されるのである。
【００２８】
再生系統Ｚからの一部の空気は一段目の再生ファン２９の作動により一段目の再生ヒータ３０を通過した後、昇温されて一段目の乾式減湿装置５の再生区域５ｂに導入され、一段目の乾式減湿装置５のロータの再生に用いられる。そしてその後、排気ＥＡとしてシステム外に排出される。他方、一段目の再生ヒータ３０を通過しない残りの再生系統Ｚの空気は、再生余剰空気循環ダクト３１を通じて前出再生余剰空気冷却用クーラ３へと送られ、そこで冷却された後、導入外気ＯＡと混合されて一段目の乾式減湿装置５の減湿区域５ａに導入されて減湿されるようになっている。即ち処理空気の一部として再使用される。なお図１におけるＤ1〜Ｄ8は、風量を調節するためダクト中に介装されたダンパである。
【００２９】
本実施の形態にかかる乾式減湿装置１０を用いた二段式乾式減湿システムは以上のように構成されており、既述したように、一段目の乾式減湿装置５の減湿区域５ａで減湿された空気は、さらにプレクーラ８によって冷却減湿された後、二段目の乾式減湿装置１０の減湿区域１１ａによってさらに減湿された後、ヒータ２１、アフタークーラ２２によって温度調整されて低露点空間Ｒに供給される。また低露点空間Ｒからの還気ＲＡ2は、乾式減湿装置１０のロータ１１のパージ区域１１ｃに導入され、他方、再生ヒータ２８によって加熱された空気は、ロータ１１の再生区域１１ｂに導入されている。
【００３０】
この場合、ロータ１１端面に位置する減湿区域１１ａと再生区域１１ｂの割合は、９：２であり、したがって再生区域１１ｂを通過する再生空気の通過風量は、減湿処理される空気の９／２、すなわち０．２２倍であるが、発明者が調べたところ、そのように再生空気の通過風量が、減湿処理される空気の０．２２倍であっても、図４のグラフに示したように、低露点空間Ｒに必要とされる露点温度（−５０℃）を供給することができる。また当該グラフによれば、再生空気の通過風量が、減湿処理される空気の０．２５倍であっても、ほぼ同等の減湿能力が得られていることが確認できる。但し、０．１５倍程度であると、露点温度が−４７℃程度に上昇するので好ましくない。したがって、本発明にいうように、風量比を０．２倍よりも多くしておけば、低露点空間Ｒに必要とされる露点温度を供給することが可能である。なお当該グラフにおいて、減湿区域に導入する処理空気の入口絶対湿度は１ｇ／ｋｇ’（露点温度−２０℃）である。
【００３１】
そのように減湿能力が従来のこの種の乾式減湿装置と同等であるにもかかわらず、本実施形態において使用した乾式減湿装置１０のロータ１１端面（図３）と、従来の乾式減湿装置１００のロータ１０１端面（図７）を比較すれば明らかなように、本実施形態において使用した乾式減湿装置１０の減湿区域１１ａの面積は、従来の１．２倍の面積になっている。換言すれば、同一径のロータを使用した場合、本実施形態の方が１．２倍の減湿風量が得られることになる。また再生区域１１ｂの面積も従来より小さく、再生風量についても、従来よりも少ない量で済んでいる。したがって、逆に所定風量の減湿処理を行う場合には、本実施形態の方がロータの径を小さくでき、それに伴って再生空気の風量も従来より少なくて済む。したがって、再生ヒータ２８の要するエネルギが節約できる。また同時にパージ風量も低減できるから、導入外気ＯＡの導入量も低減でき、その結果一段目の乾式減湿装置５の大きさも小さくできる。また系統で使用するファンの定格も従来より小さいもので足りる。それゆえ、システム全体として従来より大幅に省エネを図ることができ、しかも設備機器も小型化することが可能である。
【００３２】
本実施形態にかかる乾式減湿装置１０を用いた二段乾式減湿システムによれば、従来のこの種の二段乾式減湿システム、即ち二段目の乾式減湿装置１０に代えて図９、１０に示した乾式減湿装置１００を使用したシステムと比較して、冷熱で２５％、温熱で４０％、合計で３０％程度のエネルギ消費の低減ができることが確認できた。
【００３３】
また二段目の乾式減湿装置１０のロータ１１の大きさも従来の８３％で足り、さらに一段目の乾式減湿装置５のロータについても、従来の一段目のロータの２／３の大きさで同一レベルの減湿処理が可能になる。その他既述したように、各種ヒータ、クーラ、ファンなどの設備も小型化できるため、大幅な設備費の低減にもなる。それゆえ、イニシャルコスト、ランニングコストの双方のコストを低減させることができる。
【００３４】
ところで、この種の乾式減湿装置の能力はロータの回転数にも関係する。すなわち回転数はある値までは高い方が減湿能力は向上するが、あまり回転数を高くしすぎると再生能力が足らなくなり、却って減湿能力が低下する。殊に二段目に配置される低露点用の乾式減湿装置では、その他に、回転数を高くするとパージでの冷却が足らなくなり、通常の減湿装置に比べて低い回転数で能力が低下する傾向がある。熱量的には回転数が高いほどロータ自体を加熱する熱量（再生区域）、および冷却する熱量（パージ区域および減湿区域）が大きくなるため、減湿量当たりの熱量は増加してしまう。従って、低露点用のこの種の乾式減湿装置では低い回転数で運転が行うことが好ましい。
【００３５】
図５に示した乾式減湿装置５０は、そのような低回転、例えば４回転／時に適した例を示しており、この乾式減湿装置５０のロータ５１の端面に位置する空気の通過区域は、前出乾式減湿装置１０と同様、減湿区域５１ａ、再生区域５１ｂ、パージ区域５１ｃの３つに区画形成されているが、各通過区域の中心角θは、減湿区域５１ａの中心角θ1が２７０゜、再生区域５１ｂの中心角θ2が４５゜、パージ区域５１ｃの中心角θ3が４５゜に設定されている。したがって各々の通過区域の面積割合は、６：１：１となっている。
【００３６】
この乾式減湿装置５０を前記乾式減湿装置１０に代えて使用すれば、前記実施形態の場合よりも能力が若干低下するが、再生区域５１ｂの面積が前記乾式減湿装置１０よりもさらに小さくなっているので、再生に要する風量、エネルギについてはいっそう低減させることができ、全体としての消費エネルギは、前記実施形態のシステムよりも少なくて済む。
【００３７】
ところで高温の再生区域を通過する再生空気の熱は、減湿区域側に近いエリアではロータの加熱に、それより中程に寄ったところ（パージ区域側に寄ったところ）では、水分の蒸発に使用される。したがって再生空気の出口温度分布は、減湿区域側で温度が低く、パージ区域側に近いところでは温度が高くなる。このような温度分布は、減湿負荷の増加に伴い、減湿区域側での変化は少ないが、パージ区域側では温度の低下となって現れる。
【００３８】
そこで発明者は、このような分布特性に着目し、再生区域におけるパージ区域寄りの出口温度、又はパージ区域における減湿区域寄りの出口温度を用いて再生風量又はパージ風量を制御することで、減湿負荷が小さいときには、従来必要以上に投入していた再生の熱エネルギを低減して、省エネを図ることを目的とした発明も提案できる。
【００３９】
図１０に示した従来型の乾式減湿装置１００のロータ１０１に即して、図６に基づき詳述すれば、ロータ１０１の軸方向からみて、このロータ１０１の端面に位置する再生区域１０１ｂを５等分する線ａ、ｂ、ｃ、ｄ上とパージ区域１０１ｃを３等分する線ｅ、ｆ上に位置し、かつロータ１０１の端面に近い箇所（ロータ１０１の端面から５０mm程度離れた箇所）に、温度センサ（図示せず）を配置し、図６における前記各線上の○印で示した地点で、減湿区域１０１ａを通過する風量に対する再生区域１０１ｂを通過する風量を変化させたときの、当該温度センサによって測定される各線ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ上の測定点での温度分布を調べた。
【００４０】
その結果図７のグラフに示したような特性が得られた。なお同グラフ中、最適風量とあるのは、減湿区域１０１ａを通過する風量、即ち処理風量に対する再生区域１０１ｂを通過する風量、即ち再生風量の比が０．２のときを意味し、風量過大とは同比が０．４のときを意味し、風量過小とは同比が０．１５のときを意味している。
【００４１】
これによれば、再生区域１０１ｂにおいては、線ｄにおける測定点において、減湿負荷が小さいときには温度が高く、減湿負荷が大きくなると温度が低くなっている。したがって、ｄにおける最適風量の際の温度（目標温度）を予め求めておき、この目標温度に近づけるように再生風量を制御することで、最適な再生風量が得られる。
【００４２】
同様に、パージ区域１０１ｃにおいては、線ｆの測定点での温度特性が、過小風量、最適風量、過大風量の順で温度が低くなっている。したがって、ｆにおける最適風量の際の温度（目標温度）を予め求めておき、この目標温度に近づけるようにパージ風量を制御することで、最適なパージ風量が得られる。
【００４３】
このように、所定の箇所に設置した温度センサによって測定される再生出口温度やパージ出口温度を、目標温度に近づけるように制御すれば、過大な風量を必要とせず、必要な運転を実施することができる。
【００４４】
図８に示した乾式減湿装置６０は、前記した出口温度を目標温度に近づけるように制御することで省エネを図るものである。即ち、乾式減湿装置６０におけるロータ６１の端面側に位置するチャンバ６２内の空気の通過域を、前出乾式減湿装置１０と同様、ロータ６１の回転順に、減湿区域６１ａ、再生区域６１ｂ、パージ区域６１ｃの３つの区域に区画している。但し、各区域の面積割合は、図９、図１０に示した従来の乾式減湿装置１００における面積割合と同一に設定してある。
【００４５】
そしてチャンバ６２内の再生区域６１ｂにおけるロータ６１の端面から、例えば５０mm程度軸方向に離れ、かつパージ区域６１ｃ寄りの箇所には、再生空気の出口温度を検出する温度センサ６３が設置されている。
【００４６】
かかる構成の乾式減湿装置６０は、前記実施形態にかかる乾式減湿装置１０に代えて図１に示した二段式乾式減湿システムに使用することができる。かかる場合、温度センサ６３によって検出される温度を、予め求めてある前出目標温度（図７の線ｄの最適風量の温度）に近づけるように、再生ファン２６をインバータ制御（例えば再生ファン２６のモータのインバータ制御）して再生風量を調整したり、あるいはダンパＤ5の開度を制御して再生風量を調整すれば、最適な再生風量が得られる。したがって、再生に要する熱エネルギ等の節約を図ることが可能であり、またそれに伴って排気風量、外気導入量の低減に基づく省エネを図ることができる。そのうえ温度センサ６３からの温度に基づいてかかる制御を実施するから、制御が容易であり、しかも応答性も良好である。そして過大な風量を創出することが防止されるので、従来よりも省エネ効果は高いものである。
【００４７】
なお前記乾式減湿装置６０は、再生区域に設けた温度センサ６３によって検出される再生空気の出口温度に基づいてかかる制御を実施するようにしていたが、これに代えて、図８に示したように、パージ区域６１ｃにおける減湿区域６１ａ寄りの箇所にパージ空気の出口温度を検出する温度センサ６４を設置し、この温度センサ６４によって検出されるパージ空気の出口温度を、予め求めたパージ空気の出口温度の前出目標温度（図７の線ｆの最適風量の温度）に近づけるように、パージ風量の方を制御するようにしてもよい。そうすれば、パージ風量を従来よりも低減させることができ、それに伴って排気風量、外気の取り入れ量も低減でき、従来より省エネ性を高めることが可能である。
【００４８】
なお温度センサ６４によって検出されるパージ空気の出口温度に基づいてパージ風量を制御するには、図１に示した二段式乾式減湿システムに使用した場合、ダンパＤ4の開度を調整したり、あるいはパージ系統に設けたパージファン６５をインバータ制御する（例えばパージファン６５のモータをインバータ制御する）ことによって行えばよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、従来の同種の乾式減湿装置よりも運転に必要なエネルギを低減することが可能であり、しかも送風機を始めとする各種設備機器もコンパクトにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態にかかる二段式乾式減湿システムの構成の概略を示す説明図である。
【図２】図１の二段式乾式減湿システムに用いた二段目の乾式減湿装置のロータ部分の斜視図である。
【図３】図２の乾式減湿装置の軸方向からみた正面図である。
【図４】乾式減湿装置の再生風量の減湿風量に対する比と、減湿区域出口空気の露点温度との関係を示すグラフである。
【図５】図１の二段式乾式減湿システムに用いることができる、他の乾式減湿装置のロータの軸方向からみた正面図である。
【図６】乾式減湿装置における再生区域とパージ区域での出口温度を測定する場合の測定箇所を示す説明図である。
【図７】乾式減湿装置における再生区域とパージ区域での出口温度と風量との関係を示すグラフである。
【図８】他の実施形態にかかる乾式減湿装置において温度センサの取付位置を示す説明図である。
【図９】従来の二段式乾式減湿システムに用いられている二段目の乾式減湿装置のロータ部分の斜視図である。
【図１０】図９の乾式減湿装置の軸方向からみた正面図である。
【符号の説明】
１ 乾式減湿装置（一段目）
１０ 乾式減湿装置（二段目）
１１ ロータ
１１ａ 減湿区域
１１ｂ 再生区域
１１ｃ パージ区域
１２、１３ チャンバ
１４、１５ 温度センサ
Ｄ1〜Ｄ8 ダンパ
Ｒ 低露点空間
Claims (9)
- 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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、
前記ロータの端面側に位置する減湿区域とその他の区域の面積の割合が、３：１であり、かつ再生区域とパージ区域の面積の割合が、１：１であり、
さらに前記減湿区域に対する再生区域の通過風量の比Ｚを、減湿区域を１とした場合、０．２≦Ｚ＜０．４に設定して運転することを特徴とする、乾式減湿装置の運転方法。 - 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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、
前記再生区域におけるパージ区域寄りの出口温度を、所定値に近づけるように再生風量を制御し、
前記所定値は、減湿区域の通過風量を１としたときの再生空気の通過風量が、０．２倍〜０．４倍未満となるときの温度であることを特徴とする、乾式減湿装置の運転方法。 - 再生区域に送風するための送風機をインバータ制御することにより、再生風量を制御することを特徴とする、請求項２に記載の乾式減湿装置の運転方法。
- 再生区域と接続される再生系統に介装されたダンパの開度を調整することにより、再生風量を制御することを特徴とする、請求項２に記載の乾式減湿装置の運転方法。
- 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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、
前記ロータの端面側に位置する減湿区域とその他の区域の面積の割合が、３：１であり、かつ再生区域とパージ区域の面積の割合が、１：１であり、
さらに前記減湿区域に対するパージ区域の通過風量の比Ｚを、減湿区域を１とした場合、０．１≦Ｚ＜０．２に設定して運転することを特徴とする、乾式減湿装置の運転方法。 - 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させる装置であって、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、−５０℃以下の低露点空気を製造する乾式減湿装置において、
前記パージ区域における減湿区域寄りの出口温度を、所定値に近づけるようにパージ風量を制御し、
前記所定値は、減湿区域の通過風量を１としたときのパージ空気の通過風量が、０．１倍〜０．２倍未満となるときの温度であることを特徴とする、乾式減湿装置の運転方法。 - パージ区域に送風するための送風機をインバータ制御することにより、パージ風量を制御することを特徴とする、請求項６に記載の乾式減湿装置の運転方法。
- パージ区域と接続されるパージ系統に介装されたダンパの開度を調整することにより、パージ風量を制御することを特徴とする、請求項６に記載の乾式減湿装置の運転方法。
- 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させる装置であって、前記ロータの端面に位置する空気の通過域は、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、
前記ロータの端面側に位置する減湿区域とその他の区域の面積の割合が、３：１であり、かつ再生区域とパージ区域の面積の割合が、１：１であることを特徴とする、乾式減湿装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16806797A JP3795636B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 乾式減湿装置の運転方法及び乾式減湿装置 |
| TW087108116A TW382601B (en) | 1997-06-10 | 1998-05-22 | Operation of dry-type dehumidifier, dry-type dehumidifing device and dehumidification system |
| KR10-1998-0020522A KR100458043B1 (ko) | 1997-06-10 | 1998-06-03 | 건식감습장치의운전방법,건식감습장치및감습시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16806797A JP3795636B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 乾式減湿装置の運転方法及び乾式減湿装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11523A JPH11523A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3795636B2 true JP3795636B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=15861229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16806797A Expired - Lifetime JP3795636B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 乾式減湿装置の運転方法及び乾式減湿装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3795636B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008075978A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Shinko Kogyo Co Ltd | 空調制御システム |
| JP2008246438A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Nichias Corp | 除湿機及び除湿方法 |
| JP5587571B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2014-09-10 | 高砂熱学工業株式会社 | 乾式減湿装置の運転方法 |
| JP5576619B2 (ja) * | 2009-04-14 | 2014-08-20 | 高砂熱学工業株式会社 | 除湿装置および除湿装置の制御方法 |
| JP5814671B2 (ja) * | 2011-07-19 | 2015-11-17 | 株式会社日立製作所 | 除湿装置及びその制御方法 |
| BR112014005685B1 (pt) * | 2011-09-12 | 2021-05-11 | Bry Air [Asia] Pvt. Ltd | aparelho e método para o controle de um desumidificador dessecante sólido rotativo |
| EP2623179A1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-08-07 | Cotes A/S | A rotary air drying apparatus |
| CN110087757B (zh) * | 2017-11-16 | 2021-02-19 | 株式会社岛川制作所 | 含有机溶剂的气体处理系统 |
| JP6843166B2 (ja) * | 2019-02-19 | 2021-03-17 | 新日本空調株式会社 | 減湿システム及びその減湿システムの運転方法 |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP16806797A patent/JP3795636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11523A (ja) | 1999-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7428821B2 (en) | Dehumidifying system | |
| US6205805B1 (en) | Motor vehicle dehumidifier with drying agent and drying agent regenerative control | |
| CN102422089B (zh) | 干燥剂单元控制系统和方法 | |
| US6311511B1 (en) | Dehumidifying air-conditioning system and method of operating the same | |
| KR20050013644A (ko) | 건조제를 이용한 제습시스템 및 방법 | |
| WO1998046959A1 (fr) | Systeme de climatisation et son procede de mise en service | |
| EP1188024A1 (en) | A method for heat and humidity exchange between two air streams and apparatus therefor | |
| JP3795636B2 (ja) | 乾式減湿装置の運転方法及び乾式減湿装置 | |
| JP2005201624A (ja) | 除湿方法および除湿装置 | |
| JP2010054135A (ja) | 乾式デシカント装置及び空気熱源ヒートポンプ装置 | |
| JP3842476B2 (ja) | 乾式減湿システム | |
| JP3483752B2 (ja) | 乾式減湿システム | |
| JP3881067B2 (ja) | 低露点空気供給システム | |
| JP3300565B2 (ja) | 低露点空気供給システム | |
| JP2000289455A (ja) | 車両用空調装置 | |
| JP3408024B2 (ja) | デシカント型空調機 | |
| US6415859B1 (en) | Dehumidification/humidification air supply apparatus | |
| JP4911428B2 (ja) | 除湿空調装置 | |
| JP2000289456A (ja) | 除加湿ロータ、その製造方法および車両用空調装置 | |
| JPH06101930A (ja) | 吸湿剤を用いた空気冷却装置 | |
| JP3316144B2 (ja) | 低露点空気供給システム及び乾式減湿装置 | |
| JP2002263434A (ja) | 除湿装置 | |
| JP2001157811A (ja) | ドライルーム設備 | |
| JPH11304194A (ja) | デシカント空調方法 | |
| JP5297289B2 (ja) | 空調システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051221 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060110 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060313 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060411 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060413 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090421 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110421 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110421 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130421 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130421 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140421 Year of fee payment: 8 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |