JP5405801B2

JP5405801B2 - デシカント空調装置

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Publication number: JP5405801B2
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Inventors: 二朗福留
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Description

本発明は、除湿と顕熱交換とを利用するデシカント空調装置に関するものである。

デシカント空調装置は、冷却除湿方式と異なり、空気を除湿した後に冷却するため、カビや細菌が繁殖する恐れがなく、しかもフロンを使用しないため、今後の空調装置として注目されている。

図７は、一般的なデシカント空調装置ａの構成を示している。すなわち、デシカント空調装置ａは、室外からの空気ＳＡを室内へと流す導入路ｂと、室内からの空気ＲＡを室外へと流す排出路ｃとを、互いの空気ＳＡ，ＲＡの流れが逆方向となるように隣接した向流状態で設け、これら導入路ｂおよび排出路ｃをまたぐようにしてデシカントロータｄと顕熱ロータｅとを設けて構成されている。そして、室外から導入路ｂに取り込まれた空気ＳＡは、デシカントロータｄで除湿された後、顕熱ロータｅで冷却されてから室内に供給される。一方、室内から排出路ｃに取り込まれた空気ＲＡは、顕熱ロータｅで熱回収された後、加熱器ｆでさらに加熱された後、デシカントロータｄから吸湿して屋外に排気される。

この際、デシカントロータｄは、吸湿材料によって通気性を有する円盤状に形成され、導入路ｂおよび排出路ｃの空気ＳＡ，ＲＡの流れに対して直交するようにして設けられており、回転しながら、導入路ｂおよび排出路ｃを通過する空気ＳＡ，ＲＡと交互に接触して、収着( 吸湿）と脱着（放湿）とを繰り返すように構成されている。すなわち、デシカントロータｄは、導入路ｂを通過する空気ＳＡから吸湿するが、ロータｄが回転することによって排出路ｃに移動した場合には、この排出路ｃを通過する空気ＲＡに放湿して乾燥され、除湿能力が再生され、その後、再度デシカントロータｄが回転することによって導入路ｂに移動し、以後、同様の動作を反復して繰り返すようになされている。

このようなデシカント空調装置ａにおいては、デシカントロータｄの性能によって除湿能力が左右されることとなるため、湿度や温度の調整能力には限界があった。特にデシカントロータｄは、導入路ｂを通過する空気ＳＡから吸湿する時に吸湿熱を発生するため、吸湿能力が低下し、乾燥度を上げることにも限界があった。

そこで、従来より、デシカントロータによる除湿能力の向上を図るものとして、例えば、特許文献１に示すように、導入路の空気が通過する二つの除湿領域と、排出路の空気が通過する一つの再生領域とを有するデシカントロータを用いたデシカント空調装置が提案されている。

このデシカント空調装置において、導入路からの空気は、デシカントロータに導かれて第一の除湿領域で除湿され、さらに熱交換器に導かれて排出路からの空気との間で熱交換が行われて冷却され、さらにデシカントロータに導かれて第二の除湿領域で除湿され、さらにヒートポンプの低熱源との間で熱交換が行われて冷却された後、室内に供給される。また、排出路からの空気は、導入路からの空気との間で熱交換を行って加熱された後、ヒートポンプの熱源でさらに加熱された後、デシカントロータに導かれて再生領域を加熱し、この再生領域に保持された水分を放湿させてデシカントロータの吸湿能力を再生させる。

また、他のデシカント空調装置としては、特許文献２に示すように、導入路の空気が通過する一つの除湿領域と、排出路の空気が通過する二つの再生領域とを有するデシカントロータを用いたデシカント空調装置が提案されている。

このデシカント空調装置において、導入路からの空気は、デシカントロータに導かれて除湿領域で除湿され、さらに熱交換器に導かれて排出路からの空気との間で熱交換が行われて冷却され、さらにヒートポンプの低熱源との間で熱交換が行われて冷却された後、室内に供給される。また、排出路からの空気は、導入路からの空気との間で熱交換を行って加熱された後、ヒートポンプの熱源でさらに加熱された後、二つに分岐し、一方の分岐路を通過する空気は、デシカントロータに導かれて第一の再生領域を加熱し、この第一の再生領域に保持された水分を放湿させてデシカントロータの吸湿能力を再生させる。他方の分岐路を通過する空気は、ヒートポンプの熱源でさらに加熱された後、デシカントロータに導かれて第二の再生領域を再生させる。
特開平９−３１８１２９号公報特開平１０−２６７５７６号公報

しかし、上記特許文献１記載のデシカント空調装置の場合、第一の除湿領域と第二の除湿領域とが隣接しているため、第一の除湿領域は、導入路からの空気の通過により除湿能力が低下した状態のままデシカントロータの回転によって第二の除湿領域へと移動することとなり、導入路からの空気は、この第二の除湿領域を通過する際にはデシカントロータによる充分な除湿能力が得られないこととなる。

また、上記特許文献２のデシカント空調装置の場合、第一の再生領域は、ヒートポンプの熱源で加熱した一方の分岐路を通過する空気により除湿能力を再生した状態のままデシカントロータの回転によって第二の再生領域へと移動することとなる。したがって、第二の再生領域でデシカントロータによる充分な除湿能力を得るためには、他方の分岐路を通過する空気をヒートポンプの熱源でさらに加熱しなければならず、構造が複雑化することとなる。また、他方の分岐路を通過する空気をヒートポンプの熱源でさらに加熱する構成にしたとしても、排気路からの空気を二つの再生領域に分岐するため、各再生領域の空気流量が低下し、充分な再生能力が発揮できないこととなる。

本発明は係る実情に鑑みてなされたものであって、簡単な構成でデシカントロータの除湿能力を有効に発揮させることができるデシカント空調装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための本発明のデシカント空調装置は、室外からの空気を室内へと導入する導入路と、室内からの空気を室外へと排出する排出路と、導入路を流れる空気中の水分を吸着して除湿を行うとともに、排出路を流れる空気中に水分を放出して除湿能力を再生するようになされたデシカントロータと、排出路の空気を加熱する加熱用熱交換器と、導入路を流れる空気と排出路を流れる空気との間で熱交換を行う顕熱熱交換器とを備えたデシカント空調装置において、デシカントロータには、導入路の空気が通過する除湿領域と排出路の空気が通過する再生領域とを交互に各二つ形成し、導入路を流れる空気は、二つの除湿領域を直列に流れ、排出路を流れる空気は二つの再生領域を直列に流れ、第一再生領域を通過した空気は、他の加熱用熱交換器でさらに加熱された後、第二再生領域を通過するようになされたものである。

二つの除湿領域における空気の流れ方向は同一となされ、二つの再生領域における空気の流れ方向は同一となされ、これら除湿領域の空気の流れ方向と再生領域の空気の流れ方向とは逆方向となされたものであってもよい。

上流側の除湿領域を出た空気は、排出路を流れる空気または外気との熱交換、あるいは別途供給される低温冷媒または冷却水との熱交換により温度を低下させた後、下流側の除湿領域に流入するものであってもよい。

加熱用熱交換器は、温水熱交換器またはガスバーナまたは電気ヒータにより構成されたものであってもよい。

デシカントロータは、その中央に、デシカントロータを貫通する貫通路が形成されたリング状に形成され、この貫通路を、上流側再生領域から下流側再生領域へと向かう空気が流れるものであってもよい。

貫通路に、排出路を流れる空気を再加熱する熱交換器が設けられているものであってもよい。

除湿能力優先時は、上流側の再生領域で再生された後、下流側の除湿領域に移動する方向にデシカントロータが回転し、冷房エネルギ効率（ＣＯＰ）優先時は、下流側の再生領域で再生された後、下流側の除湿領域に移動する方向にデシカントロータが回転するものであってもよい。

再生領域を通過する前後の空気の温度差、および／または除湿領域を通過する前後の空気の湿度差を測定し、温度差および／または湿度差の低下を検知してデシカントロータの回転方向を逆転させるものであってもよい。

下流側再生領域へ流入する空気の温度が、上流側再生領域へ流入する空気の温度よりも低くなるように制御するようになされたものであってもよい。

導入路を流れる空気と排出路を流れる空気との顕熱熱交換器と、下流側再生領域との間の導入路に、暖房時加熱用熱交換器が設けられ、暖房時に導入路を流れる空気の加熱・加湿を行うようになされたものであってもよい。

以上述べたように、本発明によると、デシカントロータには、導入路の空気が通過する除湿領域と排出路の空気が通過する再生領域とを交互に各二つ形成し、導入路を流れる空気は、二つの除湿領域を直列に流れ、排出路を流れる空気は二つの再生領域を直列に流れ、第一再生領域を通過した空気は、他の加熱用熱交換器でさらに加熱された後、第二再生領域を通過するようにしているので、除湿と再生とを交互に行うことができる。したがって、非効率的な二段除湿や二段再生を行うことなく、デシカントロータの除湿能力を有効に発揮させたり、冷房エネルギ効率を有効に発揮させたりすることができる。また、これらの交互に形成された除湿領域と再生領域とに空気を供給する導入路および排出路の流路変更だけで、簡単に構成することが可能である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図１は本発明に係るデシカント空調装置１の全体構成の概略を示し、図２は同デシカント空調装置１の冷媒回路を示し、図３は同デシカント空調装置１を冷房運転した際の空気線図を示している。

すなわち、このデシカント空調装置１は、室外からの空気ＳＡを室内へと導入する導入路１１と、室内からの空気ＲＡを室外へと排出する排出路１２と、導入路１１を流れる空気ＳＡ中の水分を吸着して除湿を行うとともに、排出路１２を流れる空気ＲＡ中に水分を放出して除湿能力を再生するようになされたデシカントロータ２と、排出路１２の空気ＲＡを加熱する加熱用熱交換器３と、導入路１１を流れる空気ＳＡと排出路１２を流れる空気ＲＡとの間で熱交換を行う顕熱熱交換器４とを備えており、デシカントロータ２には、導入路１１の空気ＳＡが通過する第一除湿領域２ａ、第二除湿領域２ｂと、排出路１２の空気ＲＡが通過する第一再生領域２ｃ、第二再生領域２ｄとが交互に配置するように形成したものである。

デシカント空調装置１は、長さ１３７０ｍｍ、幅８２０ｍｍ、高さ４６０ｍｍのケーシング１０内に納まるように構成されており、導入路１１の空気ＳＡおよび排出路１２の空気ＲＡの流れは、これら導入路１１および排出路１２にそれぞれ設けたファン１３，１４によって形成される。デシカントロータ２は、その外周縁部に歯合するモータ１５の駆動によって正逆方向自在に回動することができるようになされている。これらファン１３，１４およびモータ１５の駆動は、制御装置１６によって制御される。屋外から導入路１１に導入される空気ＳＡは、浄化フィルター１７によって浄化される。

デシカントロータ２の材料としては、通常のデシカント空調装置１に用いられる収着性および脱着性を有する材料からなるのものであれば、特に限定されるものではなく、何れも好適に用いることができる。具体的には、合成品のシリカゲルや架橋ポリアクリレート系高吸放湿材、天然のシリカアルミナ系の乾燥剤や、モレキュラシーブスなどのセラミック系の乾燥剤などを挙げることができる。この中でも特に、アクリル繊維を原料にして、ニトリル基を一部加水分解してアミド基およびカルボン酸基を生成させ、さらにその一部をヒドラジンなどで架橋させた架橋ポリアクリレート系高吸放湿材は、優れた収着性および脱着性を発揮することができる。この架橋ポリアクリレート系高吸放湿材の定義については、特にこの種のデシカントロータ２に使用されるものであれば限定されるものではないが、通常ヒドラジン架橋による窒素含有量の増加が１．０〜１０．０重量％であり、１．０〜５．０ｍｍｏｌ／ｇのカルボン酸基が、残部にはアミド基が導入されたものを用いた場合、ｐＨを常に７．５〜８．０に保つｐＨ緩衝力を持った性能を有しており、また抗菌性、消臭作用なども併せて有するため、好適に使用することができる。

このデシカントロータ２は、厚みを有する円盤の中央に、このデシカントロータ２を貫通する貫通路２０が形成されたリング状に形成され、この貫通路２０を、上流側の第一再生領域２ｃから下流側の第二再生領域２ｄへと向かう空気ＲＡが流れるように構成されている。このデシカントロータ２は、第一除湿領域２ａと第二除湿領域２ｂとが対向し、第一再生領域２ｃと第二再生領域２ｄとが対向するように、周方向に沿って除湿領域２ａ，２ｂと再生領域２ｃ，２ｄとが交互に設けられている。そして、第一除湿領域２ａおよび第二除湿領域２ｂにおいて、デシカントロータ２の一面２１から他面２２へと空気ＳＡが通過し、第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄにおいて、デシカントロータ２の他面２２から一面２１へと空気ＲＡが通過するようになされている。

このデシカントロータ２は、モータ１５の駆動によって正転方向Ｎに回転することで、第一除湿領域２ａ、第一再生領域２ｃ、第二除湿領域２ｂ、第二再生領域２ｄの順に移動し、逆転方向Ｒに回転することで、第一除湿領域２ａ、第二再生領域２ｄ、第二除湿領域２ｂ、第一再生領域２ｃの順に移動する。

加熱用熱交換器３は、コージェネレーションシステムやガスヒートポンプの熱源３１から、エンジン排熱回収器３２によって回収した熱が、ポンプ３３によって循環供給されるように構成されている。この加熱用熱交換器３は、三箇所に設けられ、二つの加熱用熱交換器３は排出路１２に設けられ、一つの加熱用熱交換器３は導入路１１に設けられる。排出路１２に設けられる加熱用熱交換器３の一方は、後述する顕熱熱交換器４とデシカントロータ２との間の経路に設けられる。また、他方の加熱用熱交換器３は、デシカントロータ２の貫通路２０に配置され、デシカントロータ２の第一再生領域２ｃと第二再生領域２ｄとの間の経路に設けられる。導入路１１に設けられる熱交換器３は、後述する顕熱熱交換器４とデシカントロータ２の第二除湿領域２ｂとの間の経路に設けられる。

なお、本実施の形態において、加熱用熱交換器３は、コージェネレーションシステムやガスヒートポンプの熱源３１から、エンジン排熱回収器３２によって回収した熱が、ポンプ３３によって循環供給されるように構成されているが、この加熱用熱交換器３としては、導入路１１の空気ＳＡや排出路１２の空気ＲＡを加熱することができるものであれば、特に限定されるものではなく、電気ヒーター（図示省略）やガスバーナー（図示省略）によるものであってもよい。

顕熱熱交換器４は、導入路１１を通過する空気ＳＡと排出路１２を通過する空気ＲＡとの間で互いに熱交換するようになされており、室内から排出路１２に入って熱交換器３に到るまでの排出路１２と、第一除湿領域２ａを通過して熱交換器３に到るまでの導入路１１との部分との間に設けられている。

次に、このようにして構成されるデシカント空調装置１の冷房時の動作を、図３の空気線図を参照して説明する。なお、冷房の場合、導入路１１に設けられた加熱用熱交換器３には、回収した熱が供給されず、排出路１２に設けられた加熱用熱交換器３にのみ回収した熱が供給される。また、デシカントロータ２は、逆転方向Ｒに回転しているものとする。

室外から導入路１１に導入された空気ＳＡは（状態Ａ）、デシカントロータ２の第一除湿領域２ａで除湿され、この空気ＳＡ中の水分がデシカントロータ２に吸着される際に発生する吸着熱によって温度が上昇する（状態Ｂ）。

このようにして除湿されて温度が上昇した空気ＳＡは（状態Ｂ）、顕熱熱交換器４に送られ、室内から排出路１２を通過する空気ＲＡと熱交換して冷却される（状態Ｃ）。

冷却された空気ＳＡは、再度デシカントロータ２の第二除湿領域２ｂで除湿され、さらに湿度低下した状態となってから室内に供給される（状態Ｄ）。この第二除湿領域２ｂでの除湿の際、第一除湿領域２ａでの除湿と、この第二除湿領域２ｂでの除湿との間には、後述する第二再生領域２ｄにおいてデシカントロータ２に吸着された水分を除去して除湿能力の再生を図っているので、第二除湿領域２ｂでの除湿は、有効に行うことができる。また、この第二除湿領域２ｂでの除湿の際、やはり吸着熱によって空気ＳＡの温度は上昇するが、先の第一除湿領域２ａでの除湿によって空気ＳＡの湿度自体が充分に低下しているので、この第二除湿領域２ｂでの吸着熱による空気ＳＡの温度上昇は、第一除湿領域２ａでの吸着熱による空気ＳＡの温度上昇よりも低く抑えることができる。

なお、冷房能力をさらに向上させるのであれば、この第二除湿領域２ｂを通過した後の空気ＳＡをさらに他のヒートポンプサイクルの冷却器（図示省略）で冷却してから室内に供給してもよい。また、この場合、冷却器（図示省略）による冷却と顕熱熱交換器４による冷却の順が逆となるように、これら冷却器（図示省略）と顕熱熱交換器４とを入れ替えて配置したものであってもよい。

一方、排出路１２に導入された室内の空気ＲＡは（状態Ｅ）、顕熱熱交換器４に送られ、室外から導入路１１を通過する空気ＳＡを冷却して自らは温度上昇する（状態Ｆ）。この温度上昇した空気ＲＡは（状態Ｆ）、さらに加熱用熱交換器３に送られて加熱され、温度上昇する（状態Ｇ）。

この温度上昇した空気ＲＡは（状態Ｇ）、デシカントロータ２の第一再生領域２ｃを通過し、このデシカントロータ２に吸着された水分を除去し、デシカントロータ２を再生させる。

この再生によって水分を吸収した空気ＲＡは（状態Ｈ）、その後、他の加熱用熱交換器３でさらに加熱された後（状態Ｉ）、第二再生領域２ｄを通過し、この第二再生領域２ｄでも、デシカントロータ２に吸着された水分を除去してデシカントロータ２を再生させる。再生後の水分を吸収した空気ＲＡは（状態Ｊ）、室外に排出される。

この際、デシカントロータ２は、モータ１５の回転によって逆転方向Ｒに回転することで、第一除湿領域２ａ、第二再生領域２ｄ、第二除湿領域２ｂ、第一再生領域２ｃの順に移動するので、第二除湿領域２ｂを経たデシカントロータ２を第一再生領域２ｃで再生し、第一除湿領域２ａを経たデシカントロータ２を第二再生領域２ｄで再生することができることとなり、第一再生領域２ｃと第二再生領域２ｄとを連続して空気ＲＡが通過することにならないので、二段階再生によって有効にデシカントロータ２を再生することができる。

また、導入路１１を通過する空気ＳＡは、第一再生領域２ｃで再生したデシカントロータ２を使って第一除湿領域２ａで除湿し、第二再生領域２ｄで再生したデシカントロータ２を使って第二除湿領域２ｂで除湿するので、第一除湿領域２ａと第二除湿領域２ｂとを連続して通過することにならないので、二段階除湿によって有効に除湿することができる。

なお、上記した二段階再生および二段階除湿の効果は、デシカントロータ２を逆転方向Ｒに回転させた場合だけではなく、正転方向Ｎに回転させた場合にも得られる。

また、このデシカント空調装置１によるデシカントロータ２の優れた除湿能力および再生能力は、第一除湿領域２ａおよび第二除湿領域２ｂに空気ＳＡを供給する導入路１１と、第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄに空気ＲＡを供給する排出路１２との流路構成だけで簡単に得られるため、住宅の屋根裏、床下、壁面内部などの空間に設置可能な上記したような小型化した大きさに形成することができる。なお、このデシカント空調装置１の大きさとしては、特に限定されるものではなく、室内環境に求められる空調能力や風量などに応じて適宜設計することができる。また、図１に示すデシカント空調装置１の場合、デシカントロータ２に設けられた貫通路２０を、上流側の第一再生領域２ｃから下流側の第二再生領域２ｄへと向かう空気ＲＡが流れるように構成し、しかもこの貫通路２０に加熱用熱交換器３を設けているので、流路の取り回しや加熱用熱交換器３の納まりを容易にし、さらにコンパクト設計が可能となる。

図４は、導入路１１に導入されて除湿された後、室内に供給される際の空気ＳＡの絶対湿度と、室内から排出路１２に導入されて加熱後、デシカントロータ２を通過する際の空気ＲＡの温度との関係を示している。このグラフからも判るように、デシカントロータ２を正転方向Ｎに回転させた場合は、逆転方向Ｒに回転させた場合よりも優れた除湿能力が得られる。特に、デシカントロータ２を通過する際の空気ＲＡの温度が高い領域になる程、優れた除湿能力が得られる。

また、図５は、デシカント空調装置１の冷房エネルギ効率（ＣＯＰ）と、室内から排出路１２に導入されて加熱後、デシカントロータ２を通過する際の空気ＲＡの温度との関係を示している。このグラフからも判るように、デシカントロータ２を逆転方向Ｒに回転させた場合は、正転方向Ｎに回転させた場合よりも優れたエネルギ効率が得られる。特に、デシカントロータ２を通過する際の空気ＲＡの温度が低い領域になる程、優れたエネルギ効率が得られる。

上記したように、除湿を優先する場合は、デシカントロータ２を正転方向Ｎに回転させることで優れた除湿能力を発揮することができ、エネルギ効率を優先する場合はデシカントロータ２を逆転方向Ｒに回転させることで優れたエネルギ効率を発揮することができるので、デシカント空調装置１のデシカントロータ２の回転方向を適宜変更することで、使用環境や状況に応じた最適な運転を行うことができる。

図６は、デシカント空調装置１の冷房エネルギ効率（ＣＯＰ）と、室内から排出路１２に導入されて加熱後、デシカントロータ２を通過する際の空気ＲＡの温度との関係を示している。このグラフからも判るように、デシカントロータ２を通過する際の空気ＲＡの温度は、第一再生領域２ｃと第二再生領域２ｄとを同じに設定した状態から、第一再生領域２ｃの温度が低くなるようにした場合は冷房エネルギ効率の向上は得られないが、第二再生領域２ｄの温度が低くなるようにした場合は、エネルギ効率の大幅な向上が得られる。したがって、通常運転状態からさらに冷房エネルギ効率の向上を図る場合には、第二再生領域２ｄを通過する際の空気ＲＡの温度を低下させることによって実現することが可能である。この第一再生領域２ｃと第二再生領域２ｄとを通過する空気ＲＡの温度の制御は、上記したデシカントロータ２の回転方向の制御と組み合わせて行ってもよい。

次に、このデシカント空調装置１による暖房時の動作について述べる。暖房時、デシカント空調装置１は、排出路１２に設けられた加熱用熱交換器３に回収した熱を供給せず、導入路１１に設けられた加熱用熱交換器３にのみ回収した熱を供給する。

室内から排出路１２に導入された空気ＲＡは、顕熱熱交換器４に送られ、室外から導入路１１を通過する低温の空気ＳＡと熱交換して冷却される。この冷却によって相対湿度が上昇した空気ＲＡは、デシカントロータ２の第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄを通過する際、これら第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄに水分を吸湿された後、室外に排出される。一方、室外から導入路１１に導入された低温の空気ＳＡは、デシカントロータ２の第一除湿領域２ａを通過し、顕熱熱交換器４に送られ、室内から排出路１２を通過する空気ＲＡと熱交換して加熱される。この温度上昇した空気ＳＡは、さらに加熱用熱交換器３に送られて加熱され、温度上昇する。この温度上昇した空気ＳＡは、デシカントロータ２の第二除湿領域２ｂを通過する際、デシカントロータ２に吸着された水分を吸湿して加湿された後、室内に供給される。

このように、暖房時は、冷房時からの空気流路の切り替えを行うことなく、単に加熱用熱交換器３の切り替えを行うだけで、排出路１２から排出される空気ＲＡ中の水分を回収して導入路１１から室内へと供給される空気ＳＡを加湿することができる。

なお、本実施の形態において、デシカントロータ２は、その中央に、このデシカントロータ２を貫通する貫通路２０が形成され、この貫通路２１を、上流側の第一再生領域２ｃから下流側の第二再生領域２ｄへと向かう空気ＲＡが流れるように構成されているが、このデシカントロータ２の形状としてはこのように貫通路２０が形成されたものに限定されるものではなく、単純に円盤状に形成されたものであってもよい。

デシカント空調装置に利用できる。

（ａ）は本発明に係るデシカント空調装置の水平断面における概略構成図、（ｂ）は同垂直断面における概略構成図である。本発明に係るデシカント空調装置の全体構成の概略を説明する冷媒回路図である。本発明に係るデシカント空調装置の冷房運転時の排出空気と導入空気との特性を示す空気線図である。デシカントロータの回転方向の違いによる冷房エネルギ効率と空気温度との関係を示すグラフである。デシカントロータの回転方向の違いによる除湿能力と空気温度との関係を示すグラフである。デシカントロータを通過する導入空気または排出空気の温度変化と冷エネルギ効率力との関係を示すグラフである。従来のデシカント空調装置の全体構成を示す概略説明図である。

符号の説明

１デシカント空調装置
１１導入路
１２排出路
２デシカントロータ
２０貫通路
２ａ第一除湿領域
２ｂ第二除湿領域
２ｃ第一再生領域
２ｄ第二再生領域
３加熱用熱交換器
４顕熱熱交換器
ＳＡ空気
ＲＡ空気
Ｎ正転方向
Ｒ逆転方向

Claims

室外からの空気を室内へと導入する導入路と、室内からの空気を室外へと排出する排出路と、導入路を流れる空気中の水分を吸着して除湿を行うとともに、排出路を流れる空気中に水分を放出して除湿能力を再生するようになされたデシカントロータと、排出路の空気を加熱する加熱用熱交換器と、導入路を流れる空気と排出路を流れる空気との間で熱交換を行う顕熱熱交換器とを備えたデシカント空調装置において、
デシカントロータには、導入路の空気が通過する除湿領域と排出路の空気が通過する再生領域とを交互に各二つ形成し、
導入路を流れる空気は、二つの除湿領域を直列に流れ、排出路を流れる空気は二つの再生領域を直列に流れ、
第一再生領域を通過した空気は、他の加熱用熱交換器でさらに加熱された後、第二再生領域を通過するようになされたことを特徴とするデシカント空調装置。
二つの除湿領域を流れる空気の流れ方向は同一となされ、二つの再生領域を流れる空気の流れ方向は同一となされ、これら除湿領域の空気の流れ方向と再生領域の空気の流れ方向とは逆方向となされた請求項１記載のデシカント空調装置。
上流側の除湿領域を出た空気は、排出路を流れる空気または外気との熱交換、あるいは別途供給される低温冷媒または冷却水との熱交換により温度を低下させた後、下流側の除湿領域に流入する請求項１記載のデシカント空調装置。
加熱用熱交換器は、温水熱交換器またはガスバーナまたは電気ヒータにより構成された請求項１記載のデシカント空調装置。
デシカントロータは、その中央に、デシカントロータを貫通する貫通路が形成されたリング状に形成され、この貫通路を、上流側再生領域から下流側再生領域へと向かう空気が流れる請求項１ないし４の何れか一記載のデシカント空調装置。
貫通路に、排出路を流れる空気を再加熱する熱交換器が設けられている請求項５記載のデシカント空調装置。
除湿能力優先時は、上流側の再生領域で再生された後、下流側の除湿領域に移動する方向にデシカントロータが回転し、冷房エネルギ効率（ＣＯＰ）優先時は、下流側の再生領域で再生された後、下流側の除湿領域に移動する方向にデシカントロータが回転する請求項１ないし４の何れか一記載のデシカント空調装置。
再生領域を通過する前後の空気の温度差、および／または除湿領域を通過する前後の空気の湿度差を測定し、温度差および／または湿度差の低下を検知してデシカントロータの回転方向を逆転させる請求項１ないし４の何れか一記載のデシカント空調装置。
下流側再生領域へ流入する空気の温度が、上流側再生領域へ流入する空気の温度よりも低くなるように制御するようになされた請求項１ないし４の何れか一記載のデシカント空調装置。
導入路を流れる空気と排出路を流れる空気との顕熱熱交換器と、下流除湿領域との間の導入路に、暖房時加熱用熱交換器が設けられ、暖房時に導入路を流れる空気の加熱・加湿を行うようになされた請求項１ないし４の何れか一記載のデシカント空調装置。