JP5497492B2 - デシカント空調装置 - Google Patents
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Description
本発明は、除湿または加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９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。
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、デシカントロータは、導入路の空気が通過する調湿領域と排出路の空気が通過する再生領域とが、交互に各二つ形成され、中央には貫通路が形成され、導入路を流れる空気は、二つの調湿領域を直列に流れ、排出路を流れる空気は、貫通路を通過することによって二つの再生領域を直列に流れるようになされたものである。
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、上記デシカント空調装置において、冷房除湿または暖房加湿の運転区分によってデシカントロータの回転方向を反転させる制御を具備した制御装置を備えたものである。
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、上記デシカント空調装置において、冷房除湿または暖房加湿の運転区分によって、デシカントロータの回転速度を変える制御を具備した制御装置を備えたものである。
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、上記デシカント空調装置において、導入路の上流側の調湿領域と、下流側の調湿領域との間に、冷水または低温冷媒との熱交換により、上流側の調湿領域からの空気の温度を低下させる冷却用熱交換器を設けたものである。
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、上記デシカント空調装置において、デシカントロータの再生領域の大きさが、調湿領域の大きさよりも小さくなされたものである。
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、上記デシカント空調装置において、暖房加湿運転時に、排出路を流れる空気が顕熱熱交換器で冷却された際に発生する凝縮ドレンに対し、冷房除湿運転用に設けられた加熱用熱交換器へ温水を供給して加熱・蒸発させる制御を具備した制御装置を備えたものである。
以上述べたように、本発明によると、デシカントロータの能力を有効に発揮させることができる。また、流路の取り回しや加熱用熱交換器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。
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。これら加熱用熱交換器３は、電磁弁３４の開閉によって選択的に熱が供給される。
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。
制御装置１６は、デシカントロータ２を回転させるモータ１５の制御や加熱用熱交換器３への経路の開閉、ポンプ３３の制御、ファン１３，１４の制御など行うようになされている。
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。
上記した冷房時の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。
ただし、図４（ａ）に示すように、デシカントロータ２を逆転方向Ｒに回転させた方が、正転方向Ｎに回転させた場合より冷房時の除湿エネルギ効率が良くなる。
一方、このデシカント空調装置１による暖房時の動作は、以下のようになる。すなわち、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に回収した熱が供給されず、導入路１１に設けられた加熱用熱交換器３にのみ回収した熱が供給される。
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に水分を放湿してこれら第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄを再生した後、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、第一除湿領域２ａと第二除湿領域２ｂとで加湿することができる。
上記した暖房時の二段階再生および二段階加湿の効果は、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。
ただし、図４（ｂ）に示すように、上記した冷房時とは逆に、デシカントロータ２を正転方向Ｎに回転させた方が、逆転方向Ｒに回転させた場合より暖房時の加湿エネルギ効率が良くなる。
したがって、制御装置１６によってモータ１５の制御を行う際には、冷房時には逆転方向Ｒにデシカントロータ２を回転させ、暖房時には正転方向Ｎにデシカントロータ２を回転させることにより、それぞれ冷暖房効率の向上を図ることができる。
また、図５（ａ）はデシカント空調装置１の冷房時の除湿エネルギ効率とデシカントロータ２の回転数との関係を示し、図５（ｂ）はデシカント空調装置１の暖房時の加湿エネルギ効率とデシカントロータ２の回転数との関係を示している。このグラフからも判るように、冷房時と暖房時とでは、最も効率の良い運転を行う場合のデシカントロータ２の回転数が異なる。したがって、制御装置１６によってモータ１５の制御を行う際には、冷房時と暖房時とで、それぞれに適した回転数となるようにデシカントロータ２を制御する。これにより、冷房時および暖房時で個々にデシカントロータ２の回転が最適化され、冷暖房効率の向上を図ることができる。この制御は、あらかじめ構築された制御マップに従うようにフィードバック制御するものであってもよいし、単にプログラミングされた制御を実行するだけのものであってもよい。
図６は、本発明に係るデシカント空調装置１の他の実施の形態を示している。すなわち、このデシカント空調装置１は、第一除湿領域２ａと第二除湿領域２ｂとの間の導入路１１であって、顕熱熱交換器４を通過した下流側の位置に、冷水または低温冷媒が流れるように構成された冷却用熱交換器５を設けたものである。この冷却用熱交換器５を設けることにより、室外からの空気ＳＡの温度をより一層低下させることができるので、第二除湿領域２ｂでの除湿能力の向上を図ることが可能となり、より一層除湿した冷気を室内に供給することができることとなる。この場合、冷却用熱交換器５を流れる冷水または低温冷媒は、他のヒートポンプサイクルから供給するようになされたものであってもよいし、専用に設けたものであってもよい。
図７は、本発明に係るデシカント空調装置１のさらに他の実施の形態を示している。すなわち、このデシカント空調装置１は、室内から顕熱熱交換器４および加熱用熱交換器３を経た排出路１２の空気が、第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄに並列分岐して流入するように、排出路１２が分岐されている。この構成の場合、直列に接続された第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄの上流側にそれぞれ加熱用熱交換器３を設けたデシカント空調装置１（図２参照）と比べると、加熱用熱交換器３を二つから一つに減らすことができ、しかも排気路１２の取り回しが簡単になるため、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。例えば、同図に示すように、デシカントロータ２の形状を、貫通路２０が形成されたリング状ではなく、円盤状のものにすることが可能となる。このデシカント空調装置１は、図２に示すデシカント空調装置１と比べると加熱用熱交換器３が一つしか無いが、必要除湿量が比較的少ない用途で使用する場合や、排気路１２を通過する空気ＲＡの加熱温度が充分に高い場合、または排気路１２を通過する空気ＲＡの流量が充分に確保できる場合では、有効に使用することができる。
図８は、本発明に係るデシカント空調装置１に使用する通常のデシカントロータ２（図８（ａ）参照）と、小型化したデシカントロータ２３（図８（ｂ）参照）を示している。この小型化したデシカントロータ２３は、第一除湿領域２ａおよび第二除湿領域２ｂが、第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄよりも小さくなるように、中心角が９０度未満に設定されている。これによって、小型化したデシカントロータ２３は、第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄを大きくできるので、小型化したデシカントロータ２３の外径ｄ１および内径ｄ２を通常のデシカントロータ２の外径Ｄ１および内径Ｄ２よりも小径化して全体を小型化しても、通常のデシカントロータ２と同じ大きさの第一再生領域２ｃおよび第二再生領域２ｄを確保することができる。したがって、加熱用熱交換器３で充分高温に加熱することができ、排出路１２を流れる空気ＲＡの流量の低減を図ることができるデシカント空調装置１においては、この小型化したデシカントロータ２３を使用することによって装置全体の小型化を図ることができる。
以上説明したように、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。
また、図１に示すデシカント空調装置１の構成において、暖房運転時、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、顕熱熱交換器４からデシカントロータ２の第一再生領域２ｃに導入されるまでの範囲で、凝縮してドレインを発生することが懸念される。したがって、このようなドレインを発生した場合には、この位置にある加熱用熱交換器３へ温水を供給してドレインを加熱・蒸発させることができる。この際、制御装置１６は、タイマによって所定時間毎に加熱用熱交換器３を作動させるものであっても良いし、ドレインを検知して加熱用熱交換器３を作動させるものであっても良い。ドレインを検知する場合は、ドレインの発生温度や湿度条件などあらかじめ構築されたデータを基にしてドレインの発生を検知するものであっても良いし、センサなどで直接ドレインの発生を検知するものであってもよい。なお、図２に示すデシカント空調装置１において、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た加熱用熱交換器３は、デシカントロータ２の貫通路２０に設けられた加熱用熱交換器３と直列に接続されているため、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た加熱用熱交換器３にのみ温水を供給するためには、これら二つの加熱用熱交換器３は並列に接続しておく。
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。
デシカント空調装置に利用できる。
１ デシカント空調装置
１１ 導入路
１２ 排出路
１６ 制御装置
２ デシカントロータ
２０ 貫通路
２３ デシカントロータ
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
５ 冷却用熱交換器
ＳＡ 空気
ＲＡ 空気
Ｎ 正転方向
Ｒ 逆転方向
１１ 導入路
１２ 排出路
１６ 制御装置
２ デシカントロータ
２０ 貫通路
２３ デシカントロータ
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
５ 冷却用熱交換器
ＳＡ 空気
ＲＡ 空気
Ｎ 正転方向
Ｒ 逆転方向
Claims (6)
- 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、
デシカントロータは、導入路の空気が通過する調湿領域と排出路の空気が通過する再生領域とが、交互に各二つ形成され、中央には貫通路が形成され、
導入路を流れる空気は、二つの調湿領域を直列に流れ、排出路を流れる空気は、貫通路を通過することによって二つの再生領域を直列に流れ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。 - 冷房除湿または暖房加湿の運転区分によってデシカントロータの回転方向を反転させる制御を具備した制御装置を備えた請求項１記載のデシカント空調装置。
- 冷房除湿または暖房加湿の運転区分によって、デシカントロータの回転速度を変える制御を具備した制御装置を備えた請求項１記載のデシカント空調装置。
- 導入路の上流側の調湿領域と、下流側の調湿領域との間に、冷水または低温冷媒との熱交換により、上流側の調湿領域からの空気の温度を低下させる冷却用熱交換器を設けた請求項１記載のデシカント空調装置。
- デシカントロータの再生領域の大きさが、調湿領域の大きさよりも小さくなされた請求項１記載のデシカント空調装置。
- 暖房加湿運転時に、排出路を流れる空気が顕熱熱交換器で冷却された際に発生する凝縮ドレンに対し、冷房除湿運転用に設けられた加熱用熱交換器へ温水を供給して加熱・蒸発させる制御を具備した制御装置を備えた請求項１記載のデシカント空調装置。
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