JP4350976B2 - 冷房システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷房システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空気との接触に伴って空気中から水分を吸着または空気中へ水分を脱着する吸着剤は公知である。また、そのような吸着剤を利用した吸脱着器や、この吸脱着器を利用して構成された冷房システムも公知である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この種の冷房システムにおいては、以下のような仕組みで冷房を行っている。まず第１の吸脱着器に空気を通すことにより、第１の吸脱着器中に存在する吸着剤で空気中から水分を吸着し、空気の湿度を低下させる。このとき、吸着に伴って吸着熱が発生し、その吸着熱によって空気の温度が上昇するので、その空気を熱交換器に通すことによって空気から熱を奪う。さらに、その空気を第２の吸脱着器に通すことにより、第２の吸脱着器中に存在する吸着剤から水分を脱着させる。この脱着に伴って水が気化する際に蒸発潜熱が奪われるため、空気の温度が低下する。こうして得た低温の空気により、冷房を行う。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−０９１０８８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の吸脱着器においては、上述の通り、吸着剤が空気中の水分を吸着するのに伴って吸着熱が発生し、この吸着熱によって吸脱着器内の温度（＝吸着剤および雰囲気の温度）が上昇していた。
【０００６】
吸着剤の単位量当りの吸着能力は、温度が上昇するほど低下する傾向があり、吸着能力の低下の程度は、吸着熱の発生に伴う温度上昇の程度にもよるが、例えば、温度が上昇しない場合と比較すれば、数分の一程度しか水分を吸着できないことがある。つまり、吸着熱によって内部の温度が上昇するような吸脱着器の場合、吸着剤の吸着能力が十分に活かされておらず、効率が悪いという欠点があった。
【０００７】
一方、空気を流すための第１の流路とは別に、熱交換媒体の流れる第２の流路を設け、第１の流路内で発生した吸着熱を第２の流路内を流れる熱交換媒体によって奪うように構成した熱交換型の吸脱着器も提案されている。このような熱交換型吸脱着器であれば、吸脱着器内の吸着熱を系外に排出できるので、吸脱着器内の温度上昇を防止ないし抑制することができる。
【０００８】
しかし、上記のような熱交換型の吸脱着器は、吸脱着器の内部に熱交換媒体を導入する構造が必要で、２系統の流路が熱交換できるような状態で組み込まれるため、吸脱着器の内部構造が複雑になりやすい、という欠点があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、比較的簡単な構造によって吸着熱を系外に放出して吸着剤の吸着能力を有効に利用可能な吸着装置と、そのような吸着装置を備えた冷房システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明においては、以下のような特徴的構成を採用した。
【００１４】
請求項１に記載の冷房システムは、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着または該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる第１〜第４吸脱着器と、
流路上流側から流入する空気と熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる第１，第２熱交換器と、
第１出入口から、前記第１吸脱着器、前記第２吸脱着器、前記第１熱交換器、前記第３吸脱着器を経て、第２出入口に至る第１主流路、前記第１熱交換器と前記第３吸脱着器との間で前記第１主流路から分岐して前記第１吸脱着器と前記第２吸脱着器との間で前記第１主流路に合流する第１還流路、および、前記第１出入口から、前記第１吸脱着器、前記第２熱交換器、前記第４吸脱着器を経て、第１排気口に至る第１再生流路、以上３つの流路からなる第１流路群を形成する第１の状態、および、第２出入口から、前記第３吸脱着器、前記第４吸脱着器、前記第２熱交換器、前記第１吸脱着器を経て、第１出入口に至る第２主流路、前記第２熱交換器と前記第１吸脱着器との間で前記第２主流路から分岐して前記第３吸脱着器と前記第４吸脱着器との間で前記第２主流路に合流する第２還流路、および、前記第２出入口から、前記第３吸脱着器、前記第１熱交換器、前記第２吸脱着器を経て、第２排気口に至る第２再生流路、以上３つの流路からなる第２流路群を形成する第２の状態のうち、いずれか一方の状態に切り替え可能な流路形成手段と、
前記第１流路群または前記第２流路群に空気を流す送風手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の冷房システムは、請求項１に記載の冷房システムにおいて、
前記第１再生流路が、室外に設けられた前記第１出入口から前記第１吸脱着器を経て前記第２熱交換器に至る流路に加えて、室内の空気を前記第２熱交換器に導入する流路を備えており、前記第２再生流路が、室外に設けられた前記第２出入口から前記第３吸脱着器を経て前記第１熱交換器に至る流路に加えて、室内の空気を前記第１熱交換器に導入する流路を備えており、前記第１熱交換器および第２熱交換器に導入する空気を、室外または室内のいずれから導入するかを切り替え可能に構成されている
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の冷房システムは、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン、および流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる脱着ゾーンを有し、回転駆動されるのに伴って前記吸着ゾーンであった部分が徐々に前記脱着ゾーンに移行するとともに、前記脱着ゾーンであった部分が徐々に前記吸着ゾーンに移行する第１，第２吸脱着ローターと、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる第１，第２放熱器と、
流路上流側から流入する空気に熱を加え、該空気を流路下流側へ流出させる加熱器と、
入口から、前記第１吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記第１放熱器、前記第２吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記第２放熱器、前記第１吸脱着ローターの脱着ゾーンを経て、出口に至る主流路、前記第２放熱器と前記第１吸脱着ローターの脱着ゾーンとの間で前記主流路から分岐して前記第１放熱器と前記第２吸脱着ローターの吸着ゾーンとの間で前記主流路に合流する還流路、および、再生空気導入口から、前記加熱器、前記第２吸脱着ローターの脱着ゾーンを経て、排気口に至る再生流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路、前記還流路、および前記再生流路に空気を流す送風手段と
を備えたことを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の冷房システムは、
流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン、および流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる冷却ゾーンおよび再生ゾーンを有し、回転駆動されるのに伴って前記吸着ゾーンであった部分が徐々に前記冷却ゾーンないし再生ゾーンに移行するとともに、前記冷却ゾーンないし再生ゾーンであった部分が徐々に前記吸着ゾーンに移行する吸脱着ローターと、
流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
流路上流側から流入する空気に熱を加え、該空気を流路下流側へ流出させる加熱器と、
入口から、前記吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記放熱器、前記吸脱着ローターの冷却ゾーンを経て、出口に至る主流路、前記放熱器と前記吸脱着ローターの冷却ゾーンとの間で前記主流路から分岐して前記入口と前記吸脱着ローターの吸着ゾーンとの間で前記主流路に合流する還流路、および、再生空気導入口から、前記加熱器、前記吸脱着ローターの再生ゾーンを経て、排気口に至る再生流路を形成する流路形成手段と、
前記主流路、前記還流路、および前記再生流路に空気を流す送風手段と
を備えたことを特徴とする。
【００３３】
［作用、および発明の効果］
請求項１に記載の冷房システムによれば、流路形成手段によって第１流路群が形成された第１の状態で、その第１流路群に送風手段が空気を流すと、第１主流路においては、空気が第１出入口から流入し、その空気が第１吸脱着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第２吸脱着器に通されて空気中の水分がさらに吸着剤に吸着され、その空気が第１熱交換器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が第３吸脱着器に通されて吸着剤から水分が脱着され、水分の脱着に伴って蒸発潜熱が奪われて空気の温度が低下し、その空気が第２出入口から放出されるので、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。また、第１再生流路においては、空気が第１出入口から流入し、その空気が第１吸脱着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第２熱交換器に通されて加熱され、その空気が第４吸脱着器に通されて吸着剤から水分が脱着されるので、吸着剤が再生されて吸着能力が回復する。第４吸脱着器に通された空気は第１排気口から排出される。なお、第１出入口から第１吸脱着器を出るまでの流路は、第１主流路と第１再生流路とで共通なので、これら両流路を単一の流路にて兼用してもよい。
【００３４】
一方、流路形成手段によって第２流路群が形成された第２の状態で、その第２流路群に送風手段が空気を流すと、第２主流路においては、空気が第２出入口から流入し、その空気が第３吸脱着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第４吸脱着器に通されて空気中の水分がさらに吸着剤に吸着され、その空気が第２熱交換器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が第１吸脱着器に通されて吸着剤から水分が脱着され、水分の脱着に伴って蒸発潜熱が奪われて空気の温度が低下し、その空気が第１出入口から放出されるので、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。また、第２再生流路においては、空気が第２出入口から流入し、その空気が第３吸脱着器に通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第１熱交換器に通されて加熱され、その空気が第２吸脱着器に通されて吸着剤から水分が脱着されるので、吸着剤が再生されて吸着能力が回復する。第２吸脱着器に通された空気は第２排気口から排出される。なお、第２出入口から第３吸脱着器を出るまでの流路は、第２主流路と第２再生流路とで共通なので、これら両流路を単一の流路にて兼用してもよい。
【００３５】
これら第１の状態と第２の状態とを切り替えると、ちょうど第１の吸脱着器と第３の吸脱着器とで機能が入れ替わり、第２の吸脱着器と第４の吸脱着器とで機能が入れ替わり、さらに第１熱交換器と第２熱交換器とで機能が入れ替わる。その結果、吸着器として機能していた吸脱着器は脱着器として機能するようになる一方、脱着器として機能していた吸脱着器は吸着器として機能するようになる。したがって、各吸脱着器の吸着能力ないし脱着能力が低下してくるタイミングを考慮して、第１の状態と第２の状態とを切り替えることにより、連続的に低温な空気を得て、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。
【００３６】
このような冷房システムにおいては、第１，第２主流路に空気が流れると同時に、第１，第２還流路を介して空気が第１，第２主流路に戻されるため、第１主流路および第１還流路、または、第２主流路および第２還流路を介して空気の一部が循環する状態になる。
【００３７】
この循環する空気は、吸着器として機能する第２，第４吸脱着器内において吸着剤と接触し、その際、いくらかは吸着熱が発生するものの、その吸着熱は放熱器として機能する第１，第２熱交換器において奪われ、その空気が再び第２，第４吸脱着器に戻される。そのため、循環する空気の温度は、第２，第４吸脱着器と第１，第２熱交換器を何度も繰り返し通過する結果、第１，第２熱交換器の放熱能力に応じた温度に維持される。
【００３８】
また、上記循環する空気以外に、入口として機能する第１，第２出入口からはいくらか新たに空気が流入するが、新たに流入する空気の割合に対して循環する空気の割合を十分に大きくすることにより、新たに流入する空気に起因する温度および湿度の変化は十分に小さく抑制することができる。そして、これらが合流した空気を上述の如く循環させることにより、循環する空気の温度を、第１，第２熱交換器の放熱能力に応じた温度に維持することができる。
【００３９】
したがって、この冷房システムによれば、吸着器として機能する第２，第４吸脱着器内の温度を、放熱器として機能する第１，第２熱交換器の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【００４０】
また、吸着器として機能する第２，第４吸脱着器の内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着器の内部構造が複雑になることもない。
なお、第１出入口、第２出入口は、目的に応じて室外および室内のいずれに設けることもできるが、室内の冷房を行うには、第１出入口、第２出入口を室内に設ける必要があるし、外気の方が室内の空気より高湿な場合、室内の空気を導入する方が吸着剤の再生効率は良くなる。ただし、外気の方が室内の空気より高湿な場合、外気を導入する方が水分の吸着量を容易に増大させることができる。したがって、そのような環境も考慮して、第１出入口、第２出入口については、さらにダンパーなどを設けることにより、室外または室内のいずれから空気を導入するかを切り替え可能に構成しておいてもよい。このような構成とすれば、環境に応じてより効率が良くなるように、外気または室内の空気を第１出入口、第２出入口から導入できる。
【００４１】
より具体的な事例を挙げれば、例えば請求項７に記載したような装置構成を採用すると、第１，第２再生流路に導入する空気を、室外または室内のいずれから導入するかを切り替えることができる。また、比較的高湿な室外の空気を導入する場合に、第１，第３吸脱着器が利用されるので、第１，第３吸脱着器内の吸脱着剤は破過に達することがあるが、その場合は、比較的低湿な室内の空気を導入し、第１，第３吸脱着器については各再生流路において利用しない状態となるので、再生効率を良好に維持することができる。
【００４２】
なお、外気と室内の空気とで、例えば時間帯や季節により湿度が逆転するような環境であれば、湿度を検知する手段を設けて、その検知結果に応じて、外気または室内の空気のいずれを導入するかを自動的に切り替えるようにしてもよい。
次に、請求項２に記載の冷房システムによれば、流路形成手段によって主流路、還流路、および再生流路が形成された状態で、その主流路、還流路、および再生流路に送風手段が空気を流すと、主流路においては、空気が入口から流入し、その空気が第１吸脱着ローターの吸着ゾーンに通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が第１放熱器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が第２吸脱着ローターの吸着ゾーンに通されて空気中の水分がさらに吸着剤に吸着され、その空気が第２放熱器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が第１吸脱着ローターの脱着ゾーンに通されて吸着剤から水分が脱着され、水分の脱着に伴って蒸発潜熱が奪われて空気の温度が低下し、その空気が出口から放出されるので、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。また、再生流路においては、空気が再生空気導入口から流入し、その空気が加熱器に通されて加熱され、その空気が第２吸脱着ローターの脱着ゾーンに通されて吸着剤から水分が脱着されるので、吸着剤が再生されて吸着能力が回復する。第２吸脱着ローターの脱着ゾーンに通された空気は排気口から排出される。
【００４３】
さらに、第１，第２吸脱着ローターは、回転駆動されるのに伴って吸着ゾーンであった部分が徐々に脱着ゾーンに移行するとともに、脱着ゾーンであった部分が徐々に吸着ゾーンに移行する。したがって、吸着ゾーンの吸着能力ないし脱着ゾーンの脱着能力が低下してくるタイミングを考慮した速度で、第１，第２吸脱着ローターを回転させることにより、連続的に低温な空気を得て、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。
【００４４】
このような冷房システムにおいても、主流路に空気が流れると同時に、還流路を介して空気が主流路に戻されるため、主流路および還流路を介して空気の一部が循環する状態になる。
この循環する空気は、第２吸脱着ローターの吸着ゾーンにおいて吸着剤と接触し、その際、いくらかは吸着熱が発生するものの、その吸着熱は第２放熱器において奪われ、その空気が再び第２吸脱着ローターの吸着ゾーンに戻される。そのため、循環する空気の温度は、第２吸脱着ローターの吸着ゾーンと第２放熱器を何度も繰り返し通過する結果、第２放熱器の放熱能力に応じた温度に維持される。
【００４５】
また、上記循環する空気以外に、入口からはいくらか新たに空気が流入するが、新たに流入する空気の割合に対して循環する空気の割合を十分に大きくすることにより、新たに流入する空気に起因する温度および湿度の変化は十分に小さく抑制することができる。そして、これらが合流した空気を上述の如く循環させることにより、循環する空気の温度を、第２放熱器の放熱能力に応じた温度に維持することができる。
【００４６】
したがって、この冷房システムによれば、第２吸脱着ローターの吸着ゾーン内の温度を、第２放熱器の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【００４７】
また、第２吸脱着ローターの吸着ゾーンの内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、第２吸脱着ローターの内部構造が複雑になることもない。
次に、請求項３に記載の冷房システムによれば、流路形成手段によって主流路、還流路、および再生流路が形成された状態で、その主流路、還流路、および再生流路に送風手段が空気を流すと、主流路においては、空気が入口から流入し、その空気が吸脱着ローターの吸着ゾーンに通されて空気中の水分が吸着剤に吸着され、その空気が放熱器に通されて水分の吸着に伴って発生した吸着熱が除去され、その空気が吸脱着ローターの冷却ゾーンに通されて吸着剤から水分が脱着され、水分の脱着に伴って蒸発潜熱が奪われて空気の温度が低下し、その空気が出口から放出されるので、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。また、再生流路においては、空気が再生空気導入口から流入し、その空気が加熱器に通されて加熱され、その空気が吸脱着ローターの再生ゾーンに通されて吸着剤から水分が脱着されるので、吸着剤が再生されて吸着能力が回復する。吸脱着ローターの再生ゾーンに通された空気は排気口から排出される。
【００４８】
さらに、吸脱着ローターは、回転駆動されるのに伴って吸着ゾーンであった部分が徐々に冷却ゾーンないし再生ゾーンに移行するとともに、冷却ゾーンないし再生ゾーンであった部分が徐々に吸着ゾーンに移行する。したがって、吸着ゾーンの吸着能力ないし冷却ゾーンないし再生ゾーンの脱着能力が低下してくるタイミングを考慮した速度で、吸脱着ローターを回転させることにより、連続的に低温な空気を得て、その低温な空気を利用して冷房を行うことができる。
【００４９】
このような冷房システムにおいても、主流路に空気が流れると同時に、還流路を介して空気が主流路に戻されるため、主流路および還流路を介して空気の一部が循環する状態になる。
この循環する空気は、吸脱着ローターの吸着ゾーンにおいて吸着剤と接触し、その際、いくらかは吸着熱が発生するものの、その吸着熱は放熱器において奪われ、その空気が再び吸脱着ローターの吸着ゾーンに戻される。そのため、循環する空気の温度は、吸脱着ローターの吸着ゾーンと放熱器を何度も繰り返し通過する結果、放熱器の放熱能力に応じた温度に維持される。
【００５０】
また、上記循環する空気以外に、入口からはいくらか新たに空気が流入するが、新たに流入する空気の割合に対して循環する空気の割合を十分に大きくすることにより、新たに流入する空気に起因する温度および湿度の変化は十分に小さく抑制することができる。そして、これらが合流した空気を上述の如く循環させることにより、循環する空気の温度を、放熱器の放熱能力に応じた温度に維持することができる。
【００５１】
したがって、この冷房システムによれば、吸脱着ローターの吸着ゾーン内の温度を、放熱器の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【００５２】
また、吸脱着ローターの吸着ゾーンの内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸脱着ローターの内部構造が複雑になることもない。
【００５５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態、および本発明に関連する技術の実施形態について、いくつかの例を挙げて説明する。
［第１実施形態］
以下に説明する吸着装置は、図１に示すように、吸脱着器１、熱交換器２、第１ダンパー３、第２ダンパー４、および送風機５を備えている。
【００５６】
吸脱着器１は、内部に吸着剤が充填された充填層を備えており、流路上流側から流入する空気を充填層に通すことにより、空気と吸着剤とを接触させ、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、吸着剤としては、粒径１．７ｍｍ〜４．０ｍｍの球状Ａ型シリカゲルを利用しており、充填層は、吸着剤３．５ｋｇを２２０ｍｍ×１９０ｍｍ×１００ｍｍの容器に充填したものとなっている。
【００５７】
熱交換器２は、熱交換媒体として冷却水を導入する水冷式のもので、流路上流側から流入する空気と冷却水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、冷却水の温度は２５℃に設定されている。
【００５８】
第１ダンパー３は、入口側から流入する空気と第２ダンパー４側から流入する空気とを合流させて、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。
第２ダンパー４は、熱交換器２側から流入する空気を分流して、一方を出口側、他方を第１ダンパー３側へ流出させるように構成されている。
【００５９】
送風機５は、流路上流側から流路下流側に向かって空気を送る装置である。
そして、これら吸脱着器１、熱交換器２、第１ダンパー３、第２ダンパー４、および送風機５が、配管を介して結ばれることにより、入口から、第１ダンパー３、吸脱着器１、熱交換器２、および第２ダンパー４を経て、出口に至る主流路が形成されている。また、第２ダンパー４と第１ダンパー３との間も配管を介して結ばれ、熱交換器２と出口との間で主流路から分岐して入口と吸脱着器１との間で主流路に合流する還流路が形成されている。
【００６０】
送風機５は、主流路および還流路の双方に空気を流す送風手段であり、主流路を流れる空気と還流路を流れる空気との流量比は、第１ダンパー３および第２ダンパー４によって無段階に可変調整することができる。
以上のように構成された吸着装置において、吸着破過特性を測定した。
【００６１】
まず、吸脱着器１内の吸着剤は、あらかじめ温度９０℃、相対湿度２％（絶対湿度１０ｇ／ｋｇ）の空気と十分に接触させることによって再生しておいた。
そして、送風機５を作動させるとともに、第１ダンパー３および第２ダンパー４を調整することにより、入口から温度３０℃、絶対湿度２０ｇ／ｋｇの空気を導入して、出口から流量２０ｍ³／ｈの空気が放出され、還流路を流量４０ｍ³／ｈの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量：循環風量が１：２となる状態にした。
【００６２】
この状態で吸脱着器１の充填層内の温度Ｔ１〜Ｔ３と、出口における絶対湿度ＡＨとを測定した（以下、実施例という。）。温度Ｔ１〜Ｔ３は、それぞれ充填層の入口付近、中央付近、出口付近の３点における温度である。実施例の測定結果を図２に示す。
【００６３】
また、比較のため、還流路を空気が流れないように（流量０ｍ³／ｈとなるように）第１ダンパー３および第２ダンパー４を調整するとともに、上記同様、出口からは流量２０ｍ³／ｈの空気が放出される状態となるように送風機５の出力を調整した。すなわち、出口風量：循環風量が１：０となる状態にした。なお、これは公知の吸着器と同様の構成に相当するものである。
【００６４】
この状態で、上記同様、吸脱着器１の充填層内の温度Ｔ１〜Ｔ３と、出口における絶対湿度ＡＨとを測定した（以下、比較例という。）。比較例の測定結果を図３に示す。
実施例の場合、図２から明らかなように、吸着開始直後に、吸脱着器１の充填層内温度Ｔ３がわずかに上昇するものの、その上昇は抑制されており、特に充填層内温度Ｔ１、Ｔ２については、ほとんど変化がなく、等温系吸着状態で吸着が進んだ。このことから、還流路を介して空気を戻し、空気を循環させることにより、吸着熱除去が良好に行われていることがわかる。また、出口空気湿度は、吸着開始から約４０分が経過するまで５ｇ／ｋｇ未満の状態が続き、その後、６０分経過時点でも絶対湿度が大幅に上昇することはなかった。
【００６５】
一方、比較例の場合、吸着開始直後に、充填層内温度Ｔ１〜Ｔ３が急激に上昇してしまい、非等温吸着状態で吸着が進んだ。これは、空気を循環させていないため、充填層内から吸着熱が除去されないためであると考えられる。充填層内温度Ｔ３は、吸着開始から約４分後に最大に達し、その後は、入口空気が熱を持ち出すため、充填層内温度Ｔ１〜Ｔ３は徐々に低下したが、吸着開始から６０分経過時点でも４０℃を下回ることはなく、実施例よりも高温状態を維持する結果となった。また、出口空気湿度は、充填層内温度Ｔ３が最大に達する約４分で５ｇ／ｋｇ以上となった。その後、出口空気湿度は徐々に上昇する結果が得られ、約１０ｇ／ｋｇに近い状態が続た。
【００６６】
実施例と比較例とを対比すると、実施例においては、比較例の約１０倍の吸着量が得られた。この結果から、空気を循環させることにより、吸着容量を大幅に向上させ得ることが明らかである。湿度スイング冷房において必要となる除湿空気の絶対湿度は、数ｇ／ｋｇ程度であることから、上記吸着装置は、湿度スイング冷房システムに組み込む吸着装置として、きわめて有望なものであると考えられる。
【００６７】
さらに、実施例の吸着装置においては、熱交換器２内を流れる冷却水の流量、冷却水の温度、および還流路の空気流量のうち、いずれか一つまたは二つ以上を変化させることにより、出口から放出される空気の温度または湿度を可変制御することができる。例えば、出口から放出される空気の温度が上昇傾向にある場合は、冷却水の流量を増加させるか、冷却水の温度を下げるか、還流路の空気流量を増大させることにより、空気の温度上昇を抑制するように制御することができる。また、例えば、出口から放出される空気の絶対湿度が上昇傾向にある場合は、冷却水の流量をさらに増加させるか、冷却水の温度をさらに下げるか、還流路の空気流量をさらに増大させることにより、循環する空気の温度を徐々に低下させ、経時変化に伴う吸着量の減少を補うことができる。
【００６８】
以上説明したように、この吸着装置によれば、吸脱着器１内の温度を、熱交換器２の放熱能力に応じた温度に維持できるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器に比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。また、吸脱着器１の内部に冷却水などの熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器に比べ、吸脱着器１の内部構造が複雑になることもない。
【００６９】
［第２実施形態］
次に、一部の構成が上記第１実施形態で示した吸着装置と同様の構成となっている冷房システムについて説明する。
以下に説明する冷房システムは、図４に示すように、第１吸脱着器１１、第２吸脱着器１２、第３吸脱着器１３、第４吸脱着器１４、第１熱交換器１５、第２熱交換器１６、第１ダンパー１７、第２ダンパー１８、第３ダンパー１９、第４ダンパー２０、第１送風機２１、および第２送風機２２を備えている。
【００７０】
第１吸脱着器１１、第２吸脱着器１２、第３吸脱着器１３、および第４吸脱着器１４は、いずれも内部に吸着剤が充填された充填層を備えており、流路上流側から流入する空気を充填層に通すことにより、空気と吸着剤とを接触させ、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、吸着剤としては、粒径１．７ｍｍ〜４．０ｍｍの球状Ａ型シリカゲルを利用しており、充填層は、吸着剤３．５ｋｇを２２０ｍｍ×１９０ｍｍ×１００ｍｍの容器に充填したものとなっている。
【００７１】
第１熱交換器１５、および第２熱交換器１６は、熱交換媒体として冷却水または温熱水を導入可能で、冷却水導入時には放熱器として機能し、温熱水導入時に加熱器として機能するもので、流路上流側から流入する空気と熱交換媒体（冷却水または温熱水）との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、冷却水の温度は２５℃、温熱水の温度は６０〜１００℃に設定されている。
【００７２】
第１ダンパー１７、第２ダンパー１８、第３ダンパー１９、および第４ダンパー２０は、流路の構成を切り替える手段であり、また、合流する空気の流量比、分流する空気の流量比を制御する役割をも果たしている。
第１送風機２１、および第２送風機２２は、流路上流側から流路下流側に向かって空気を送る装置であり、送風方向を反転できるように構成されている。
【００７３】
そして、これら第１吸脱着器１１、第２吸脱着器１２、第３吸脱着器１３、第４吸脱着器１４、第１熱交換器１５、第２熱交換器１６、第１ダンパー１７、第２ダンパー１８、第３ダンパー１９、第４ダンパー２０、第１送風機２１、および第２送風機２２が、配管を介して結ばれるとともに、第１ダンパー１７、第２ダンパー１８、第３ダンパー１９、および第４ダンパー２０によって流路の構成を切り替えて、以下に説明する第１流路群または第２流路群のいずれかを選択的に形成できるように構成されている。
【００７４】
まず、第１流路群は、第１主流路、第１還流路、および第１再生流路、以上３つの流路からなる。第１主流路は、図４において実線で示した流路であり、入口（上記請求項１に記載の第１出入口に相当。）から、第１吸脱着器１１、第１ダンパー１７、第２吸脱着器１２、第１送風機２１、第１熱交換器１５、第２ダンパー１８、第３吸脱着器１３を経て、出口（上記請求項１に記載の第２出入口に相当。）に至る流路である。第１還流路も、図４において実線で示した流路であり、第１熱交換器１５と第３吸脱着器１３との間で第１主流路から分岐して第１吸脱着器１１と第２吸脱着器１２との間で第１主流路に合流する流路である。第１再生流路は、図４において破線で示した流路であり、入口から、第１吸脱着器１１、第４ダンパー２０、第２熱交換器１６、第２送風機２２、第４吸脱着器１４、第３ダンパー１９を経て、第１排気口に至る流路である。
【００７５】
一方、第２流路群は、第２主流路、第２還流路、および第２再生流路、以上３つの流路からなり、ちょうど第１流路群の鏡像に相当するような流路群となる。すなわち、第２主流路は、図４上では出口として示された側を入口として、その入口（上記請求項１に記載の第２出入口に相当。）から、第３吸脱着器１３、第３ダンパー１９、第４吸脱着器１４、第２送風機２２、第２熱交換器１６、第４ダンパー２０、第１吸脱着器１１を経て、図４上では入口として示された側を出口として、その出口（上記請求項１に記載の第１出入口に相当。）に至る流路である。第２還流路は、第２熱交換器１６と第１吸脱着器１１との間で第２主流路から分岐して第３吸脱着器１３と第４吸脱着器１４との間で第２主流路に合流する流路である。第２再生流路は、図４上では出口として示された側を入口として、その入口から、第３吸脱着器１３、第２ダンパー１８、第１熱交換器１５、第１送風機２１、第２吸脱着器１２、第１ダンパー１７を経て、第２排気口に至る流路である。
【００７６】
第１吸脱着器１１と第３吸脱着器１３、第２吸脱着器１２と第４吸脱着器１４、第１熱交換器１５と第２熱交換器１６、第１ダンパー１７と第３ダンパー１９、第２ダンパー１８と第４ダンパー２０、第１送風機２１と第２送風機２２、以上のものは、図４において同等な機能を有するものが左右対称に配置され、それらを結ぶ配管も左右対称に配設されている。そのため、第１ダンパー１７、第２ダンパー１８、第３ダンパー１９、および第４ダンパー２０によって流路の構成を切り替え、第１送風機２１および第２送風機２２による送風方向を反転させることにより、上記第１流路群を形成する第１の状態と、上記第１流路群の鏡像に相当する第２流路群を形成する第２の状態とを、切り替えることができるのである。
【００７７】
以上のように構成された冷房システムにおいて、冷房能力を検証した。
まず、第１吸脱着器１１および第２吸脱着器１２内の吸着剤は、あらかじめ温度９０℃、相対湿度２％の空気と十分に接触させることによって再生しておいた。また、第３吸脱着器１３内の吸着剤は、あらかじめ温度２５℃、相対湿度８０％の空気と十分に接触させることによって吸着飽和状態としておいた。
【００７８】
そして、第１熱交換器１５は、２５℃の冷却水を導入することにより放熱器として機能させ、第２熱交換器１６は、９０℃の温熱水を導入することにより加熱器として機能させた。その状態で、第１送風機２１および第２送風機２２を作動させるとともに、第１ダンパー１７〜第４ダンパー２０を調整することにより、第１主流路においては、入口から温度３０℃、絶対湿度２０ｇ／ｋｇの空気を導入して、出口から流量２０ｍ³／ｈの空気が放出され、第１還流路を流量４０ｍ³／ｈの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量：循環風量が１：２となる状態にした。
【００７９】
この状態で、第１熱交換器１５の出口側からは、温度２５℃、絶対湿度５ｇ／ｋｇ未満の空気を約４０分間にわたって安定して得ることができた。また、出口からは、温度１５℃の冷却空気を約４０分間にわたって安定して得ることができた。
【００８０】
また、第１再生流路においては、再生空気導入口から、温度２５℃、絶対湿度１０ｇ／ｋｇの空気を導入し、その空気を第２熱交換器１６で９０℃に昇温し、第４吸脱着器１４内を流量４０ｍ³／ｈの空気が流れる状態にした。その結果、約２０分後に吸着剤の再生を終えた。その後、約２０分間は、第２熱交換器１６に２５℃の冷却水を導入することにより放熱器として機能させ、第３ダンパー１９を排気出口方向へは閉かつ第４ダンパー２０方向へは開とし、第４ダンパー２０を第１吸脱着器１１方向へは閉かつ第２熱交換器１６方向へは開とすることにより、第２送風機２２から、第４吸脱着器１４、第３ダンパー１９、第４ダンパー２０、および第２熱交換器１６を経て、第２送風機２２に戻る閉ループの空気流路を構成し、この閉ループ空気流路内において空気を循環させ、第４吸着器１４内の温度を低下させた。
【００８１】
稼働開始から約４０分後、第１熱交換器１５の出口側空気の絶対湿度が５ｇ／ｋｇに達した時点で、上記第１流路群を形成する第１の状態から、上記第２流路群を形成する第２の状態に切り替えた。
そして、第１熱交換器１５は、９０℃の温熱水を導入することにより加熱器として機能させ、第２熱交換器１６は、引き続き２５℃の冷却水を導入することにより放熱器として機能させた。その状態で、第１送風機２１および第２送風機２２を作動させるとともに、第１ダンパー１７〜第４ダンパー２０を調整することにより、第２主流路においては、入口（図４上の出口）から温度３０℃、絶対湿度２０ｇ／ｋｇの空気を導入して、出口から流量２０ｍ³／ｈの空気が放出され、第２還流路を流量４０ｍ³／ｈの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量：循環風量が１：２となる状態にした。この状態で、出口から温度１５℃の冷却空気を得ることができた。
【００８２】
また、第２再生流路においては、再生空気導入口から、温度２５℃、絶対湿度１０ｇ／ｋｇの空気を導入し、その空気を第１熱交換器１５で９０℃に昇温し、第２吸脱着器１２内を流量４０ｍ³／ｈの空気が流れる状態にし、吸着剤を再生した。再生完了後、第１熱交換器１５には２５℃の冷却水を導入し、第１ダンパー１７を排気出口方向へは閉かつ第２ダンパー１８方向へは開とし、第２ダンパー１８を第３吸脱着器１３方向へは閉かつ第１熱交換器１５方向へは開とすることにより、第１送風機２１から、第２吸脱着器１２、第１ダンパー１７、第２ダンパー１８、および第１熱交換器１５を経て、第１送風機２１に戻る閉ループの空気流路を構成し、この閉ループ空気流路内において空気を循環させ、第２吸脱着器１２内の温度を低下させた。
【００８３】
以後は、第１熱交換器１５または第２熱交換器１６の出口側空気の絶対湿度が５ｇ／ｋｇに達する毎に、上記第１の状態と第２の状態とを交互に切り替えて、連続的に冷房運転を実施することができた。
なお、外気湿度が低い場合は、第１再生流路における空気の流動方向を反転させ、第４吸脱着器１４から流出する高湿な排気を、第１吸脱着器１１に導入し、また、第２再生流路における空気の流動方向を反転させ、第２吸脱着器１２から流出する高湿な排気を、第３吸脱着器１３に導入してもよい。
【００８４】
以上説明した冷房システムにおいても、吸着器として機能する第２吸脱着器１２および第４吸脱着器１４内の温度を、放熱器として機能する第１熱交換器１５または第２熱交換器１６の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【００８５】
また、吸着器として機能する第２吸脱着器１２および第４吸脱着器１４の内部に冷却水などの熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、第２吸脱着器１２および第４吸脱着器１４の内部構造が複雑になることもない。
【００８６】
［第３実施形態］
次に、一部の構成が上記第１実施形態で示した吸着装置と同様の構成となっている冷房システムであって、上記第２実施形態とは異なる構成の冷房システムについて説明する。
【００８７】
以下に説明する冷房システムは、図５に示すように、第１吸脱着ローター３１、第２吸脱着ローター３２、第１放熱器３３、第２放熱器３４、加熱器３５、ダンパー３６、第１送風機３７、および第２送風機３８を備えている。
第１吸脱着ローター３１、および第２吸脱着ローター３２は、回転中心となる軸線に対して平行な多数の貫通穴を有するハニカム構造の円柱体で、その貫通穴をなす内壁面は、吸着剤であるＡ型シリカゲルを主成分とする組成物によって形成されている。この第１吸脱着ローター３１、および第２吸脱着ローター３２において、上記多数の貫通穴は流路として利用され、その一部が、流路上流側から流入する空気と空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン３１ａ、３２ａ、別の一部が、流路上流側から流入する空気と空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、空気を流路下流側へ流出させる脱着ゾーン３１ｂ、３２ｂになっている。そして、第１吸脱着ローター３１、および第２吸脱着ローター３２が回転駆動されるのに伴って、吸着ゾーン３１ａ、３２ａであった部分が徐々に脱着ゾーン３１ｂ、３２ｂに移行するとともに、脱着ゾーン３１ｂ、３２ｂであった部分が徐々に吸着ゾーン３１ａ、３２ａに移行するように構成されている。
【００８８】
第１放熱器３３、および第２放熱器３４は、熱交換媒体として冷却水を導入する熱交換器で、流路上流側から流入する空気と冷却水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、冷却水の温度は２５℃に設定されている。
【００８９】
加熱器３５は、熱交換媒体として温熱水を導入する熱交換器で、流路上流側から流入する空気と温熱水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、温熱水の温度は９０℃に設定されている。
【００９０】
ダンパー３６は、第２放熱器３４側から流入する空気を分流して、一方を第１吸脱着ローター３１の脱着ゾーン３１ｂ側、他方を第２吸脱着ローター３２の吸着ゾーン３２ａ側へ流出させるように構成されている。
第１送風機３７、および第２送風機３８は、流路上流側から流路下流側に向かって空気を送る装置である。
【００９１】
そして、これら第１吸脱着ローター３１、第２吸脱着ローター３２、第１放熱器３３、第２放熱器３４、加熱器３５、ダンパー３６、第１送風機３７、および第２送風機３８が、配管を介して結ばれることにより、室外の入口から、第１吸脱着ローター３１の吸着ゾーン３１ａ、第１放熱器３３、第２吸脱着ローター３２の吸着ゾーン３２ａ、第２放熱器３４、ダンパー３６、および第１吸脱着ローター３１の脱着ゾーン３１ｂを経て、室内の出口に至る主流路が形成されている。また、第２吸脱着ローター３２の吸着ゾーン３２ａと第１吸脱着ローター３１の脱着ゾーン３１ｂとの間で主流路から分岐して、第１放熱器３３と第２吸脱着ローター３２の吸着ゾーン３２ａとの間で主流路に合流する還流路が形成されている。さらに、室内の再生空気導入口から、第２送風機３８、加熱器３５、第２吸脱着ローター３２の脱着ゾーン３２ｂを経て、室外の排気口に至る再生流路が形成されている。
【００９２】
第１送風機３７は、主流路および還流路の双方に空気を流す送風手段であり、主流路を流れる空気と還流路を流れる空気との流量比は、ダンパー３６によって無段階に可変調整することができる。
以上のように構成された冷房システムにおいて、冷房能力を検証した。
【００９３】
まず、第１吸脱着ローター３１および第２吸脱着ローター３２の各吸着ゾーン３１ａ、３２ａの吸着剤は、あらかじめ温度９０℃、相対湿度２％の空気と十分に接触させることによって再生しておいた。また、第１吸脱着ローター３１の脱着ゾーン３１ｂの吸着剤は、あらかじめ温度２５℃、相対湿度８０％の空気と十分に接触させることによって吸着飽和状態としておいた。
【００９４】
そして、第１吸脱着ローター３１および第２吸脱着ローター３２を回転駆動しながら、第１送風機３７および第２送風機３８を作動させるとともに、ダンパー３６を調整することにより、主流路においては、室外の入口から温度３０℃、絶対湿度２０ｇ／ｋｇの空気を導入して、室内の出口から流量２０ｍ³／ｈの空気が放出され、還流路を流量４０ｍ³／ｈの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量：循環風量が１：２となる状態にした。
【００９５】
また、再生流路においては、再生空気導入口から、温度２５℃、絶対湿度１０ｇ／ｋｇの空気を導入し、その空気を加熱器３５で９０℃に昇温し、第２吸脱着ローター３２の脱着ゾーン３２ｂを流量４０ｍ³／ｈの空気が流れる状態にした。
【００９６】
以上の状態で、第２放熱器３４の出口側からは、温度２５℃、絶対湿度５ｇ／ｋｇ未満の空気を連続的に安定して得ることができた。また、出口からは、温度１５℃の冷却空気を連続的に安定して得ることができた。
なお、外気湿度が低い場合は、第２吸脱着ローター３２の脱着ゾーン３２ｂから流出する高湿な排気を、第１吸脱着ローター３１の脱着ゾーン３１ｂへ移行する直前の部分に導入してもよい。
【００９７】
以上説明した冷房システムにおいても、第２吸脱着ローター３２の吸着ゾーン３２ａ内の温度を、第２放熱器３４の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【００９８】
また、第２吸脱着ローター３２の吸着ゾーン３２ａの内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、第２吸脱着ローター３２の内部構造が複雑になることもない。
【００９９】
［第４実施形態］
次に、一部の構成が上記第１実施形態で示した吸着装置と同様の構成となっている冷房システムであって、上記第２，第３実施形態とは異なる構成の冷房システムについて説明する。
【０１００】
以下に説明する冷房システムは、図６に示すように、吸脱着ローター４１、放熱器４２、加熱器４３、第１ダンパー４４、第２ダンパー４５、第１送風機４６、および第２送風機４７を備えている。
吸脱着ローター４１は、回転中心となる軸線に対して平行な多数の貫通穴を有するハニカム構造の円柱体で、その貫通穴をなす内壁面は、吸着剤であるＡ型シリカゲルを主成分とする組成物によって形成されている。この吸脱着ローター４１において、上記多数の貫通穴は流路として利用され、その一部が、流路上流側から流入する空気と空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン４１ａ、４１ｃ、別の一部が、流路上流側から流入する空気と空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、空気を流路下流側へ流出させる再生ゾーン４１ｂおよび冷却ゾーン４１ｄになっている。そして、吸脱着ローター４１が回転駆動されるのに伴って、各ゾーンに含まれていた部分が徐々に吸着ゾーン４１ａ、再生ゾーン４１ｂ、吸着ゾーン４１ｃ、冷却ゾーン４１ｄへと移行するように構成されている。
【０１０１】
放熱器４２は、熱交換媒体として冷却水を導入する熱交換器で、流路上流側から流入する空気と冷却水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、冷却水の温度は２５℃に設定されている。
【０１０２】
加熱器４３は、熱交換媒体として温熱水を導入する熱交換器で、流路上流側から流入する空気と温熱水との間で熱交換を行い、その空気を流路下流側へ流出させるように構成されている。本実施形態において、温熱水の温度は９０℃に設定されている。
【０１０３】
第１ダンパー４４は、吸脱着ローター４１の吸着ゾーン４１ａ側から流入する空気と第２ダンパー４５側から流入する空気を合流させて、吸脱着ローター４１の吸着ゾーン４１ｃ側へ流出させるように構成されている。
第２ダンパー４５は、放熱器４２側から流入する空気を分流して、一方を吸脱着ローター４１の冷却ゾーン４１ｄ側、他方を第１ダンパー４４側へ流出させるように構成されている。
【０１０４】
第１送風機４６、および第２送風機４７は、流路上流側から流路下流側に向かって空気を送る装置である。
そして、これら吸脱着ローター４１、放熱器４２、加熱器４３、第１ダンパー４４、第２ダンパー４５、第１送風機４６、および第２送風機４７が、配管を介して結ばれることにより、室外の入口から、吸脱着ローター４１の吸着ゾーン４１ａ、第１ダンパー４４、吸脱着ローター４１の吸着ゾーン４１ｃ、放熱器４２、第２ダンパー４５、および吸脱着ローター４１の冷却ゾーン４１ｄを経て、室内の出口に至る主流路が形成されている。また、放熱器４２と吸脱着ローター４１の冷却ゾーン４１ｄとの間にある第２ダンパー４５において主流路から分岐して、吸脱着ローター４１の吸着ゾーン４１ａと吸脱着ローター４１の吸着ゾーン４１ｃとの間にある第１ダンパー４４において主流路に合流する還流路が形成されている。さらに、室内の再生空気導入口から、第２送風機４７、加熱器４３、吸脱着ローター４１の再生ゾーン４１ｂを経て、室外の排気口に至る再生流路が形成されている。
【０１０５】
第１送風機４６は、主流路および還流路の双方に空気を流す送風手段であり、主流路を流れる空気と還流路を流れる空気との流量比は、第１ダンパー４４、第２ダンパー４５によって無段階に可変調整することができる。
以上のように構成された冷房システムにおいて、冷房能力を検証した。
【０１０６】
まず、吸脱着ローター４１の各吸着ゾーン４１ａ、４１ｃの吸着剤は、あらかじめ温度９０℃、相対湿度２％の空気と十分に接触させることによって再生しておいた。また、吸脱着ローター４１の冷却ゾーン４１ｄの吸着剤は、あらかじめ温度２５℃、相対湿度８０％の空気と十分に接触させることによって吸着飽和状態としておいた。
【０１０７】
そして、吸脱着ローター４１を回転駆動しながら、第１送風機４６および第２送風機４７を作動させるとともに、第１ダンパー４４、第２ダンパー４５を調整することにより、主流路においては、室外の入口から温度３０℃、絶対湿度２０ｇ／ｋｇの空気を導入して、室内の出口から流量２０ｍ³／ｈの空気が放出され、還流路を流量４０ｍ³／ｈの空気が流れる状態にした。すなわち、出口風量：循環風量が１：２となる状態にした。
【０１０８】
また、再生流路においては、再生空気導入口から、温度２５℃、絶対湿度１０ｇ／ｋｇの空気を導入し、その空気を加熱器４３で９０℃に昇温し、吸脱着ローター４１の再生ゾーン４１ｂを流量４０ｍ³／ｈの空気が流れる状態にした。
以上の状態で、放熱器４２の出口側からは、温度２５℃、絶対湿度５ｇ／ｋｇ未満の空気を連続的に安定して得ることができた。また、出口からは、温度１５℃の冷却空気を連続的に安定して得ることができた。
【０１０９】
なお、外気湿度が低い場合は、吸脱着ローター４１の再生ゾーン４１ｂから流出する高湿な排気を、吸脱着ローター４１の吸着ゾーン４１ｃに導入してもよい。
以上説明した冷房システムにおいても、吸脱着ローター４１の吸着ゾーン４１ｃ内の温度を、放熱器４２の放熱能力に応じた温度にできるので、内部の温度が吸着熱によって上昇する吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸着剤の吸着能力をより活かすことができるものとなる。
【０１１０】
また、吸脱着ローター４１の吸着ゾーン４１ｃの内部に熱交換媒体を導入するような構造ではないので、そのような構造を採用した熱交換型吸脱着器を採用した冷房システムに比べ、吸脱着ローター４１の内部構造が複雑になることもない。
【０１１１】
さらに、この冷房システムの場合、単一の吸脱着ローター４１を設ければよいので、同種のローターを２つ採用している第３実施形態に比べ、全体構造をよりコンパクトな構造にすることができる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態、および本発明に関連する技術の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
【０１１２】
例えば、上記第２実施形態の冷房システムにおいては、第１主流路において第１吸脱着器１１から流出した空気をそのまま第２吸脱着器１２に導入し、また、第２主流路において第３吸脱着器１３から流出した空気をそのまま第４吸脱着器１４に導入していたが、空気が１つ目の吸脱着器を通過した後、２つ目の吸脱着器を通過する前に、その空気を放熱器に通す構成とし、１つ目の吸脱着器内で発生した吸着熱を除去してもよい。
【０１１３】
また、上記第２実施形態の冷房システムにおいては、第１再生流路において第１吸脱着器１１から流出した空気を第２熱交換器１６に導入して加熱し、また、第２再生流路において第３吸脱着器１３から流出した空気を第１熱交換器１５に導入して加熱していたが、別途設けられた再生空気導入口から第１熱交換器１５ないし第２熱交換器１６に空気を導入して加熱する構成とし、第１吸脱着器１１ないし第３吸脱着器１３から流出する空気を、すべて第１，第２主流路に流すようにしてもよい。
【０１１４】
このように再生空気導入口から第１熱交換器１５ないし第２熱交換器１６に空気を導入する場合、できる限り低湿な空気を導入する方が望ましい。したがって、例えば外気より室内の空気が低湿度である場合が多いのであれば、室内の空気を導入すべく、再生空気導入口を室内に設けるとよい。また、外気より室内の空気が高湿度である場合が多いのであれば、外気を導入すべく、再生空気導入口を室外に設けてもよい。
【０１１５】
また、図７に示すように、上記第２実施形態の冷房システムに対して、さらに第５ダンパー２５および第６ダンパー２６を加えることにより、第１吸脱着器１１ないし第３吸脱着器１３から流出する空気を第１熱交換器１５ないし第２熱交換器１６に導入するモードと、別途設けられた再生空気導入口から第１熱交換器１５ないし第２熱交換器１６に空気を導入するモードとを、切り替え可能に構成してもよい。このような切り替えが可能であれば、通常は、外気を第１吸脱着器１１ないし第３吸脱着器１３に通して再生用空気として利用することができる。しかも、第１吸脱着器１１ないし第３吸脱着器１３内の充填層が破過に達した場合、外気が高湿度では第１熱交換器１５ないし第２熱交換器１６で昇温後の再生用空気の相対湿度が高くなり、次工程での吸着性能が低くなるので、第５ダンパー２５ないし第６ダンパー２６で流路を切り替えることにより、外気より比較的低湿度な室内空気を第１吸脱着器１１ないし第３吸脱着器１３に通して再生用空気として利用する、といったこともできるようになる。
【０１１６】
さらに、上記第３実施形態の冷房システムにおいては、主流路において空気が第１吸脱着ローター３１の吸着ゾーン３１ａを通過した後、第２吸脱着ローター３２の吸着ゾーン３２ａを通過する前に、その空気を第１放熱器３３に通す構成とし、第１吸脱着ローター３１の吸着ゾーン３１ａ内で発生した吸着熱を除去していたが、第２吸脱着ローター３２通過後の熱交換で十分に冷却された空気が還流路を経て第２吸脱着ローター３２の入口側へと循環されることで、第２吸脱着ローター３２へ導入する直前の空気温度が十分に冷却されるのであれば、第１吸脱着ローター３１の吸着ゾーン３１ａから流出した空気をそのまま第２吸脱着ローター３２の吸着ゾーン３２ａに導入してもよい。
【０１１７】
また、上記第３実施形態の冷房システムにおいては、再生流路において別途設けられた再生空気導入口から加熱器３５に空気を導入して加熱する構成とし、第１吸脱着ローター３１の吸着ゾーン３１ａから流出する空気については、すべて主流路に流すように構成してあったが、第１吸脱着ローター３１の吸着ゾーン３１ａから流出した空気を加熱器３５に導入して加熱し、その空気で第２吸脱着ローター３２の脱着ゾーン３２ｂを再生するようにしてもよい。
【０１１８】
加えて、上記第４実施形態の冷房システムにおいて、吸脱着ローター４１には、二つの吸着ゾーン４１ａ、４１ｃを設けてあったが、これら二つの吸着ゾーン４１ａ、４１ｃについては入れ替えてもよい。すなわち、図８に示すように、二つの吸着ゾーン４１ａ、４１ｃを入れ替えるとともに、これに合わせて他の構成を設けてもよい。この場合、吸脱着ローター４１が回転駆動されると、吸脱着ローター４１上の部分は、吸着ゾーン４１ａ、冷却ゾーン４１ｄ、吸着ゾーン４１ｃ、再生ゾーン４１ｂの順に各ゾーンを通過することになる。
【０１１９】
二つの吸着ゾーン４１ａ、４１ｃをどのように配置すべきかは、一長一短があるので、使用環境に応じてより好適な方を選べばよい。
すなわち、上記第４実施形態の場合は、冷却ゾーン４１ｄにて吸着水を脱着する事で冷却空気を得ると同時に吸着剤が一部再生されるため、この再生分を一次除湿用の吸着ゾーン４１ａとして利用することで、循環熱交換用の吸着ゾーン４１ｃにかかる負荷を軽減する効果がある。また、冷却ゾーン４１ｄは、吸脱着ローター４１のハニカム自体も冷却されており、吸脱着ローター４１が回転して吸着ゾーン４１ａに移行した際、冷熱顕熱移動効果により、吸着ゾーン４１ａの吸着能力が向上するという効果もある。
【０１２０】
これに対し、上述のごとく二つの吸着ゾーン４１ａ、４１ｃを入れ替えると、一次除湿用の吸着ゾーン４１ａが冷却ゾーン４１ｄの直前にくるので、冷却ゾーン４１ｄに移行する直前の吸着水分量が、上記第４実施形態の場合よりも多くなると期待される。吸着水分量が多いほど脱着冷却効果は高くなるので、上記第４実施形態では吸着水分量が十分でない場合、二つの吸着ゾーン４１ａ、４１ｃを入れ替えるとよい。
【０１２１】
また、上記第４実施形態の冷房システムにおいて、吸脱着ローター４１には、二つの吸着ゾーン４１ａ、４１ｃを設けてあったが、図９に示すように、一次除湿用の吸着ゾーン４１ａについては省略し、循環熱交換用の吸着ゾーン４１ｃだけを設けてもよい。この場合、一次除湿工程が無い分だけ循環熱交換用の吸着ゾーン４１ｃにかかる負荷は増大するが、流路構成が簡素なものになるので装置全体をコンパクトに構成することができる。
【０１２２】
さらに加えて、本発明は、主流路から分岐した還流路が、その分岐位置よりも主流路上流側となる位置において主流路に合流し、これにより、これらの流路が空気を何回か循環させ、循環する空気が何度となく吸着器および放熱器を通過することにより、その空気が高度に除湿および冷却される点に重要な特徴がある。したがって、上記各実施形態においては、吸着器および放熱器を主流路上に配置してあったが、空気が循環する流路（以下、循環流路ともいう。）上であれば、主流路上に配置されていた吸着器を還流路上に移動させたり、主流路上に配置されていた放熱器を還流路上に移動させたりしても、循環流路内を流れる空気は、上記各実施形態とほぼ同様に高度に除湿および冷却される。
【０１２３】
したがって、例えば、上記第３実施形態においては、吸着器に相当する吸着ゾーン３２ａが主流路上となる位置に配置され、還流路上となる位置には吸着器に相当する構成が設けられていなかったが、図１０に示すように、吸着ゾーン３２ａが還流路上となる位置に配置されるように流路構成を代えても、上記第３実施形態のものとほぼ同様に機能する冷房システムを構成できる。この場合、一部の空気は一度も吸着ゾーン３２ａを通過することなく循環流路外へと流出することになるが、出口側へ流出する流量と循環流路内を循環する流量の流量比は任意に設定できるので、循環する空気の流量を適宜調節し、循環流路内で高度に除湿および冷却される空気の割合を大きくすれば、循環流路外へと流出する空気の湿度を所望の程度まで低下させることができる。
【０１２４】
上記第３実施形態以外の各実施形態においても、循環流路に相当する流路上に設けられた吸着器または放熱器に相当する構成は、循環流路上に相当する位置であれば、どこに設けられていても構わず、上記各実施形態において例示したものとほぼ同様の作用、効果を奏するものとなる。
【０１２５】
なお、図１０においては、上記第３実施形態において採用していた第１放熱器３３を省略してあるが、これは吸着ゾーン３２ａを還流路上に移動させたこととは無関係であり、上記第３実施形態と同様に第１放熱器３３を採用してもよいのはもちろんである。また、第１送風機３７を設ける位置についても、主流路および還流路に空気を流す上で問題がない位置であれば、任意に変更しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態の吸着装置の概略構成図である。
【図２】 第１実施形態の吸着装置において還流路に空気を流した場合の吸脱着器内温度と出口湿度の変化を示すグラフである。
【図３】 第１実施形態の吸着装置において還流路に空気を流さない場合の吸脱着器内温度と出口湿度の変化を示すグラフである。
【図４】 第２実施形態の冷房システムの概略構成図である。
【図５】 第３実施形態の冷房システムの概略構成図である。
【図６】 第４実施形態の冷房システムの概略構成図である。
【図７】 第２実施形態の変形例に相当する冷房システムの概略構成図である。
【図８】 第４実施形態の変形例に相当する冷房システムの概略構成図である。
【図９】 第４実施形態の別の変形例に相当する冷房システムの概略構成図である。
【図１０】 第３実施形態の変形例に相当する冷房システムの概略構成図である。
【符号の説明】
１・・・吸脱着器、２・・・熱交換器、３・・・第１ダンパー、４・・・第２ダンパー、５・・・送風機、１１・・・第１吸脱着器、１２・・・第２吸脱着器、１３・・・第３吸脱着器、１４・・・第４吸脱着器、１５・・・第１熱交換器、１６・・・第２熱交換器、１７・・・第１ダンパー、１８・・・第２ダンパー、１９・・・第３ダンパー、２０・・・第４ダンパー、２１・・・第１送風機、２２・・・第２送風機、２５・・・第５ダンパー、２６・・・第６ダンパー、３１・・・第１吸脱着ローター、３２・・・第２吸脱着ローター、３１ａ，３２ａ・・・吸着ゾーン、３１ｂ，３２ｂ・・・脱着ゾーン、３３・・・第１放熱器、３４・・・第２放熱器、３５・・・加熱器、３６・・・ダンパー、３７・・・第１送風機、３８・・・第２送風機、４１・・・吸脱着ローター、４１ａ，４１ｃ・・・吸着ゾーン、４１ｂ・・・再生ゾーン、４１ｄ・・・冷却ゾーン、４２・・・放熱器、４３・・・加熱器、４４・・・第１ダンパー、４５・・・第２ダンパー、４６・・・第１送風機、４７・・・第２送風機。

Claims (4)

1. 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着または該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる第１〜第４吸脱着器と、
   流路上流側から流入する空気と熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる第１，第２熱交換器と、
   第１出入口から、前記第１吸脱着器、前記第２吸脱着器、前記第１熱交換器、前記第３吸脱着器を経て、第２出入口に至る第１主流路、前記第１熱交換器と前記第３吸脱着器との間で前記第１主流路から分岐して前記第１吸脱着器と前記第２吸脱着器との間で前記第１主流路に合流する第１還流路、および、前記第１出入口から、前記第１吸脱着器、前記第２熱交換器、前記第４吸脱着器を経て、第１排気口に至る第１再生流路、以上３つの流路からなる第１流路群を形成する第１の状態、および、第２出入口から、前記第３吸脱着器、前記第４吸脱着器、前記第２熱交換器、前記第１吸脱着器を経て、第１出入口に至る第２主流路、前記第２熱交換器と前記第１吸脱着器との間で前記第２主流路から分岐して前記第３吸脱着器と前記第４吸脱着器との間で前記第２主流路に合流する第２還流路、および、前記第２出入口から、前記第３吸脱着器、前記第１熱交換器、前記第２吸脱着器を経て、第２排気口に至る第２再生流路、以上３つの流路からなる第２流路群を形成する第２の状態のうち、いずれか一方の状態に切り替え可能な流路形成手段と、
   前記第１流路群または前記第２流路群に空気を流す送風手段と
   を備えたことを特徴とする冷房システム。
2. 前記第１再生流路が、室外に設けられた前記第１出入口から前記第１吸脱着器を経て前記第２熱交換器に至る流路に加えて、室内の空気を前記第２熱交換器に導入する流路を備えており、前記第２再生流路が、室外に設けられた前記第２出入口から前記第３吸脱着器を経て前記第１熱交換器に至る流路に加えて、室内の空気を前記第１熱交換器に導入する流路を備えており、前記第１熱交換器および第２熱交換器に導入する空気を、室外または室内のいずれから導入するかを切り替え可能に構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の冷房システム。
3. 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン、および流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる脱着ゾーンを有し、回転駆動されるのに伴って前記吸着ゾーンであった部分が徐々に前記脱着ゾーンに移行するとともに、前記脱着ゾーンであった部分が徐々に前記吸着ゾーンに移行する第１，第２吸脱着ローターと、
   流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる第１，第２放熱器と、
   流路上流側から流入する空気に熱を加え、該空気を流路下流側へ流出させる加熱器と、
   入口から、前記第１吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記第１放熱器、前記第２吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記第２放熱器、前記第１吸脱着ローターの脱着ゾーンを経て、出口に至る主流路、前記第２放熱器と前記第１吸脱着ローターの脱着ゾーンとの間で前記主流路から分岐して前記第１放熱器と前記第２吸脱着ローターの吸着ゾーンとの間で前記主流路に合流する還流路、および、再生空気導入口から、前記加熱器、前記第２吸脱着ローターの脱着ゾーンを経て、排気口に至る再生流路を形成する流路形成手段と、
   前記主流路、前記還流路、および前記再生流路に空気を流す送風手段と
   を備えたことを特徴とする冷房システム。
4. 流路上流側から流入する空気と該空気中から水分を吸着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる吸着ゾーン、および流路上流側から流入する空気と該空気中へ水分を脱着する吸着剤とを接触させ、該空気を流路下流側へ流出させる冷却ゾーンおよび再生ゾーンを有し、回転駆動されるのに伴って前記吸着ゾーンであった部分が徐々に前記冷却ゾーンないし再生ゾーンに移行するとともに、前記冷却ゾーンないし再生ゾーンであった部分が徐々に前記吸着ゾーンに移行する吸脱着ローターと、
   流路上流側から流入する空気と該空気よりも低温の熱交換媒体との間で熱交換を行い、該空気を流路下流側へ流出させる放熱器と、
   流路上流側から流入する空気に熱を加え、該空気を流路下流側へ流出させる加熱器と、
   入口から、前記吸脱着ローターの吸着ゾーン、前記放熱器、前記吸脱着ローターの冷却ゾーンを経て、出口に至る主流路、前記放熱器と前記吸脱着ローターの冷却ゾーンとの間で前記主流路から分岐して前記入口と前記吸脱着ローターの吸着ゾーンとの間で前記主流路に合流する還流路、および、再生空気導入口から、前記加熱器、前記吸脱着ローターの再生ゾーンを経て、排気口に至る再生流路を形成する流路形成手段と、
   前記主流路、前記還流路、および前記再生流路に空気を流す送風手段と
   を備えたことを特徴とする冷房システム。

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