JP5628607B2 - 空調システム - Google Patents
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本発明は、回転駆動する第１通気性吸湿体からなり、第１吸湿部に通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第１再生部に通流させる気体に放出する第１デシカントロータと、前記第１デシカントロータの第１吸湿部を通流した気体を第１冷却用媒体との熱交換により冷却させる第１冷却器と、回転駆動する第２通気性吸湿体からなり、第２吸湿部に通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第２再生部に通流させる気体に放出する第２デシカントロータと、前記第２デシカントロータの前記第２吸湿部を通流した気体を第２冷却用媒体との熱交換により冷却させる第２冷却器と、空調対象空間の外部からの空調用空気を、前記第１デシカントロータの第１吸湿部、前記第１冷却器、前記第２デシカントロータの第２吸湿部、前記第２冷却器、及び前記第１デシカントロータの第１再生部の夫々に通流させた後、前記空調対象空間に供給する空調用空気供給手段と、前記空調対象空間からの再生用空気を加熱手段により加熱した後、前記第２デシカントロータの第２再生部に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する再生用空気通流手段とが設けられている空調システムに関する。
上述したような空調システムは、空調対象空間に冷却・除湿された空調用空気を導くものである。従来の空調システムでは、空調用空気を、第１デシカントロータの第１吸湿部と第２デシカントロータの第２吸湿部との２段階で除湿している。第１吸湿部及び第２吸湿部の夫々において空調用空気を除湿する際に、水分を吸着されたときの吸着熱を奪う形態で加熱される。そこで、第１デシカントロータの第１吸湿部にて除湿された空調用空気を冷却して第２デシカントロータの第２吸湿部に供給する第１冷却器と、第２デシカントロータの第２吸湿部にて除湿された空調用空気を冷却して第１デシカントロータの第１再生部に供給する第２冷却器とを設けて、空調用空気を冷却するとともに、第１デシカントローラの再生部においても空調用空気を冷却している。このように、冷却・除湿された空調用空気が、空調対象空間に導かれる（特許文献１を参照）。
一方、２つのデシカントロータを備えた他の空調システムでは、上記特許文献１と同様に、空調用空気を第１デシカントロータの第１吸湿部と第２デシカントロータの第２吸湿部との２段階で除湿しているが、第２デシカントローラの第２吸湿部にて除湿された空調用空気を冷却すべく、空調用空気に水等の液体を噴霧して加湿する加湿機を設けられている。加湿機は、空調用空気に直接液体を噴霧することで、その液体の蒸発潜熱を空調用空気から奪う形態で空調用空気を冷却しており、この加湿機にて冷却された空調用空気が、空調対象空間に導かれる（特許文献２を参照）。
一方、２つのデシカントロータを備えた他の空調システムでは、上記特許文献１と同様に、空調用空気を第１デシカントロータの第１吸湿部と第２デシカントロータの第２吸湿部との２段階で除湿しているが、第２デシカントローラの第２吸湿部にて除湿された空調用空気を冷却すべく、空調用空気に水等の液体を噴霧して加湿する加湿機を設けられている。加湿機は、空調用空気に直接液体を噴霧することで、その液体の蒸発潜熱を空調用空気から奪う形態で空調用空気を冷却しており、この加湿機にて冷却された空調用空気が、空調対象空間に導かれる（特許文献２を参照）。
上記のような空調システムでは、空調対象空間を除湿することに加え、冷房することが求められている。しかしながら、上記特許文献１に開示の技術では、第１冷却器において、空調用空気の熱交換対象である冷却用媒体が空調対象空間の空気等となっており、夏場等では、空調対象空間の空気等の温度が上がり、第１冷却器にて空調用空気を十分な低温まで冷却することができない。したがって、第２デシカントロータの吸湿部に供給する空調用空気の温度を十分に低下させることができず、デシカントロータの吸着・再生性能によって冷却性能が決まっているので、その後、第１デシカントロータの再生部にて空調用空気を冷却しても、空調対象空間に供給される空調用空気の温度を十分に低下させることができなくなる。その結果、例えば、夏場等には十分な冷却性能が得られなくなる。
また、上記特許文献２に開示の技術では、加湿機にて冷却・加湿された空調用空気が、空調対象空間に導かれるので、加湿機にて空調用空気を十分に冷却することが可能となり、冷却性能としては十分な性能を発揮することができる。しかしながら、加湿機は、空調用空気に直接液体を噴霧することで、空調用空気を冷却しているので、空調用空気が加湿されるので、除湿性能が低下することになる。
また、上記特許文献２に開示の技術では、加湿機にて冷却・加湿された空調用空気が、空調対象空間に導かれるので、加湿機にて空調用空気を十分に冷却することが可能となり、冷却性能としては十分な性能を発揮することができる。しかしながら、加湿機は、空調用空気に直接液体を噴霧することで、空調用空気を冷却しているので、空調用空気が加湿されるので、除湿性能が低下することになる。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、除湿性能を適切に発揮しながらも、十分な冷却性能を発揮する空調システムを実現する点にある。
上記目的を達成するための本発明の空調システムは、回転駆動する第１通気性吸湿体からなり、第１吸湿部に通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第１再生部に通流させる気体に放出する第１デシカントロータと、
前記第１デシカントロータの前記第１吸湿部を通流した気体を第１冷却用媒体との熱交換により冷却させる第１冷却器と、
回転駆動する通気性吸湿体からなり、第２吸湿部に通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第２再生部に通流させる気体に放出する第２デシカントロータと、
前記第２デシカントロータの前記第２吸湿部を通流した気体を第２冷却用媒体との熱交換により冷却させる第２冷却器と、
空調対象空間の外部からの空調用空気を、前記第１デシカントロータの第１吸湿部、前記第１冷却器、前記第２デシカントロータの第２吸湿部、前記第２冷却器、及び前記第１デシカントロータの第１再生部の夫々に通流させた後、前記空調対象空間に供給する空調用空気供給手段と、
前記空調対象空間からの再生用空気を加熱手段により加熱した後、前記第２デシカントロータの前記第２再生部に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する再生用空気通流手段とが設けられている空調システムであって、その特徴構成は、
前記第１冷却用媒体としての前記空調対象空間の外部からの外気に冷却用液体を噴霧して冷却用液体の蒸発潜熱を外気から奪う形態で外気を冷却する外気冷却手段を備え、
前記第１冷却器が、前記第１デシカントロータの第１吸湿部を通流した後の空調用空気を通流させる空調用空気流路と前記外気冷却手段により冷却された前記外気を通流させる外気通流路とを備え、前記外気通流路を通流する前記外気と前記空調用空気流路を通流する空調用空気との熱交換により前記外気にて前記空調用空気を冷却自在に構成され、
前記空調対象空間の外部からの外気を、前記外気冷却手段、前記第１冷却器の夫々を順に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する外気通流手段とを備え、
前記再生用空気通流手段は、気体吸引手段の吸引により前記再生用空気を通流自在に構成され、前記外気通流手段は、気体吸引手段の吸引により前記外気を通流自在に構成され、前記再生用空気通流手段の気体吸引手段と前記外気通流手段の気体吸引手段とが、１つの気体吸引手段にて構成され、
前記第１冷却器へ外気を導く前記外気通流路に、前記外気通流路を通流する外気の通流量を制限する外気通流量制限手段が設けられている点にある。
前記第１デシカントロータの前記第１吸湿部を通流した気体を第１冷却用媒体との熱交換により冷却させる第１冷却器と、
回転駆動する通気性吸湿体からなり、第２吸湿部に通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第２再生部に通流させる気体に放出する第２デシカントロータと、
前記第２デシカントロータの前記第２吸湿部を通流した気体を第２冷却用媒体との熱交換により冷却させる第２冷却器と、
空調対象空間の外部からの空調用空気を、前記第１デシカントロータの第１吸湿部、前記第１冷却器、前記第２デシカントロータの第２吸湿部、前記第２冷却器、及び前記第１デシカントロータの第１再生部の夫々に通流させた後、前記空調対象空間に供給する空調用空気供給手段と、
前記空調対象空間からの再生用空気を加熱手段により加熱した後、前記第２デシカントロータの前記第２再生部に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する再生用空気通流手段とが設けられている空調システムであって、その特徴構成は、
前記第１冷却用媒体としての前記空調対象空間の外部からの外気に冷却用液体を噴霧して冷却用液体の蒸発潜熱を外気から奪う形態で外気を冷却する外気冷却手段を備え、
前記第１冷却器が、前記第１デシカントロータの第１吸湿部を通流した後の空調用空気を通流させる空調用空気流路と前記外気冷却手段により冷却された前記外気を通流させる外気通流路とを備え、前記外気通流路を通流する前記外気と前記空調用空気流路を通流する空調用空気との熱交換により前記外気にて前記空調用空気を冷却自在に構成され、
前記空調対象空間の外部からの外気を、前記外気冷却手段、前記第１冷却器の夫々を順に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する外気通流手段とを備え、
前記再生用空気通流手段は、気体吸引手段の吸引により前記再生用空気を通流自在に構成され、前記外気通流手段は、気体吸引手段の吸引により前記外気を通流自在に構成され、前記再生用空気通流手段の気体吸引手段と前記外気通流手段の気体吸引手段とが、１つの気体吸引手段にて構成され、
前記第１冷却器へ外気を導く前記外気通流路に、前記外気通流路を通流する外気の通流量を制限する外気通流量制限手段が設けられている点にある。
上記特徴構成によれば、空調用空気は、空調用空気供給手段により、第１デシカントロータの第１吸湿部、第１冷却器、第２デシカントロータの第２吸湿部、及び第２冷却器の夫々を順に通流した後、空調対象空間に導かれることとなる。
ここで、空調用空気は、第１デシカントロータの第１吸湿部を通流するときに、除湿されて低湿となり加熱される。そして、空調用空気は、第１冷却器を通流するときに外気と熱交換されることにより冷却される。このときの外気は、外気冷却手段により冷却用液体を噴霧してその蒸発潜熱を奪う形態で冷却されたものであるから、十分に低温の外気となっている。したがって、第１冷却器において、十分に低温の外気にて空調用空気を冷却することができ、上記特許文献１に記載のシステムと比べて、空調用空気を十分に低温まで冷却することができる。さらに、このとき、第１冷却器における空調用空気と外気とは、空調用空気流路と外気通流路とを挟んで熱交換され、外気と空調用空気とを直接接触させ
ずに熱交換させることができる。したがって、外気冷却手段にて冷却用液体が噴霧されて加湿された外気とは直接接触させることがなく、空調用空気を加湿することなく低湿に維持したまま、十分な低温まで冷却することができる。
第１冷却器にて冷却された空調用空気は、第２デシカントロータの第２吸湿部を通流して除湿され、第１冷却器を通過したときより低湿となり加熱される。このとき、第２デシカントロータの第２吸湿部に導かれる空調用空気は、第１冷却器によって十分に低温となっているので、第２デシカントロータの除湿部の吸着熱を適切に奪うことができる。結果、第２デシカントロータでの除湿性能を向上することができ、空調用空気は、第２デシカントロータにて適切に除湿される。
第２デシカントロータの第２吸湿部に供給される空調用空気が十分に低温まで冷却されていることから、第２デシカントロータの第２吸湿部にて除湿される際に加熱されるものの、第２デシカントロータの第２吸湿部にて除湿された空調用空気の温度を極力低温に維持することができる。これにより、第２冷却器を通過して冷却されて第１デシカントロータの第１再生部に供給される空調用空気の温度も極力低温とすることができる。上述の如く、第２デシカントローラでの除湿性能を向上することができることから、第１デシカントロータの第１再生部は、第２デシカントロータにより十分に除湿された低湿の空調用空気により再生されることになる。結果、当該第１デシカントロータの除湿性能をも向上できる。このようにして、第１デシカントロータの第１再生部を通流した極力低温の空調用空気を空調対象空間に供給することができるとともに、第１冷却器にて十分な低温まで空調用空気を冷却することで、第２デシカントロータの除湿性能を向上でき、その除湿性能の向上に伴って第２デシカントロータの除湿性能をも向上することができる。
さらに、上記特徴構成によれば、第２デシカントロータの第２再生部にて第２デシカントロータを再生する再生用空気と、第１冷却器に導かれる外気との双方が、１つの気体吸引手段により吸引されるように構成されているので、構成を簡略化できる。
尚、通常、第２デシカントロータの第２吸湿部を通流する空調用空気と、第２デシカントロータの第２再生部を通流する再生用空気とは、第２デシカントロータの性能を適切に発揮させるべく、その流量を等しく設定される。そこで、再生用空気通流手段の気体吸引手段の吸引力は、再生用空気の流量が空調用空気の流量と等しくなるように、設定される。しかしながら、上述の特徴構成で述べた如く、再生用空気通流手段の気体吸引手段と外気通流手段の気体吸引手段とが１つの気体吸引手段にて構成されているので、気体吸引手段が第２デシカントロータに導かれる再生用空気とともに第１冷却器に導かれる外気をも吸引するので、第１冷却器に導かれる外気の流量は、再生用空気の流量の依存することになる。そして、再生用空気は、加熱手段にて加熱された後、第２デシカントロータの第２再生部を通流することから、大きな抵抗を受けることから、外気の方が再生用空気よりも流れ易い状態となる。したがって、第１冷却器を通流する外気の流量が大きくなり過ぎ、再生用空気の流量として十分な流量を確保しようとすると、それだけ気体吸引手段の吸引力を大きなものとしなければならず、気体吸引手段の必要動力が増大する虞がある。
上記特徴構成によれば、外気通流路に、外気通流量制御手段を設けているので、気体吸引手段により吸引された外気は、当該外気通流量制御手段により抵抗を受け、第１冷却器に導かれる外気の流量を適切なものとできる。
また、気体吸引手段が必要以上に外気を吸引することを防止できるため、再生用空気の流量として十分な流量を確保することができ、結果として、気体吸引手段の動力を低減できる。
以上より、除湿性能を適切に発揮しながらも、十分な冷却性能を発揮できる空調システムを実現できた。
ここで、空調用空気は、第１デシカントロータの第１吸湿部を通流するときに、除湿されて低湿となり加熱される。そして、空調用空気は、第１冷却器を通流するときに外気と熱交換されることにより冷却される。このときの外気は、外気冷却手段により冷却用液体を噴霧してその蒸発潜熱を奪う形態で冷却されたものであるから、十分に低温の外気となっている。したがって、第１冷却器において、十分に低温の外気にて空調用空気を冷却することができ、上記特許文献１に記載のシステムと比べて、空調用空気を十分に低温まで冷却することができる。さらに、このとき、第１冷却器における空調用空気と外気とは、空調用空気流路と外気通流路とを挟んで熱交換され、外気と空調用空気とを直接接触させ
ずに熱交換させることができる。したがって、外気冷却手段にて冷却用液体が噴霧されて加湿された外気とは直接接触させることがなく、空調用空気を加湿することなく低湿に維持したまま、十分な低温まで冷却することができる。
第１冷却器にて冷却された空調用空気は、第２デシカントロータの第２吸湿部を通流して除湿され、第１冷却器を通過したときより低湿となり加熱される。このとき、第２デシカントロータの第２吸湿部に導かれる空調用空気は、第１冷却器によって十分に低温となっているので、第２デシカントロータの除湿部の吸着熱を適切に奪うことができる。結果、第２デシカントロータでの除湿性能を向上することができ、空調用空気は、第２デシカントロータにて適切に除湿される。
第２デシカントロータの第２吸湿部に供給される空調用空気が十分に低温まで冷却されていることから、第２デシカントロータの第２吸湿部にて除湿される際に加熱されるものの、第２デシカントロータの第２吸湿部にて除湿された空調用空気の温度を極力低温に維持することができる。これにより、第２冷却器を通過して冷却されて第１デシカントロータの第１再生部に供給される空調用空気の温度も極力低温とすることができる。上述の如く、第２デシカントローラでの除湿性能を向上することができることから、第１デシカントロータの第１再生部は、第２デシカントロータにより十分に除湿された低湿の空調用空気により再生されることになる。結果、当該第１デシカントロータの除湿性能をも向上できる。このようにして、第１デシカントロータの第１再生部を通流した極力低温の空調用空気を空調対象空間に供給することができるとともに、第１冷却器にて十分な低温まで空調用空気を冷却することで、第２デシカントロータの除湿性能を向上でき、その除湿性能の向上に伴って第２デシカントロータの除湿性能をも向上することができる。
さらに、上記特徴構成によれば、第２デシカントロータの第２再生部にて第２デシカントロータを再生する再生用空気と、第１冷却器に導かれる外気との双方が、１つの気体吸引手段により吸引されるように構成されているので、構成を簡略化できる。
尚、通常、第２デシカントロータの第２吸湿部を通流する空調用空気と、第２デシカントロータの第２再生部を通流する再生用空気とは、第２デシカントロータの性能を適切に発揮させるべく、その流量を等しく設定される。そこで、再生用空気通流手段の気体吸引手段の吸引力は、再生用空気の流量が空調用空気の流量と等しくなるように、設定される。しかしながら、上述の特徴構成で述べた如く、再生用空気通流手段の気体吸引手段と外気通流手段の気体吸引手段とが１つの気体吸引手段にて構成されているので、気体吸引手段が第２デシカントロータに導かれる再生用空気とともに第１冷却器に導かれる外気をも吸引するので、第１冷却器に導かれる外気の流量は、再生用空気の流量の依存することになる。そして、再生用空気は、加熱手段にて加熱された後、第２デシカントロータの第２再生部を通流することから、大きな抵抗を受けることから、外気の方が再生用空気よりも流れ易い状態となる。したがって、第１冷却器を通流する外気の流量が大きくなり過ぎ、再生用空気の流量として十分な流量を確保しようとすると、それだけ気体吸引手段の吸引力を大きなものとしなければならず、気体吸引手段の必要動力が増大する虞がある。
上記特徴構成によれば、外気通流路に、外気通流量制御手段を設けているので、気体吸引手段により吸引された外気は、当該外気通流量制御手段により抵抗を受け、第１冷却器に導かれる外気の流量を適切なものとできる。
また、気体吸引手段が必要以上に外気を吸引することを防止できるため、再生用空気の流量として十分な流量を確保することができ、結果として、気体吸引手段の動力を低減できる。
以上より、除湿性能を適切に発揮しながらも、十分な冷却性能を発揮できる空調システムを実現できた。
本発明の空調システムの更なる特徴構成は、
前記外気通流量制限手段は、外気冷却手段と第１冷却器との間の外気通流路に設けられた絞り弁又は格子状部材である点にある。
前記外気通流量制限手段は、外気冷却手段と第１冷却器との間の外気通流路に設けられた絞り弁又は格子状部材である点にある。
上記特徴構成によれば、第１冷却器へ導かれる外気の流量を制限する外気通流量制限手段を、外気冷却手段と第１冷却器との間の外気通流路に設けられた絞り弁又は格子状部材により構成しているので、当該絞り弁や格子状部材により、外気と当該外気に噴霧された冷却用液体との混合を促進できる。結果、外気と冷却用液体とを適切に混合し、冷却用液体の蒸発を促進し、その蒸発潜熱を外気から効果的に奪うことで、外気をより適切に冷却することができる。
本発明の空調システムの更なる特徴構成は、
湯水供給源から供給される湯水の温度を調整可能な湯水温度調整手段を備え、
前記加熱手段は、前記再生用空気を前記湯水温度調整手段により温度調整させた湯水と熱交換させて加熱する再生用熱交換器である点にある。
湯水供給源から供給される湯水の温度を調整可能な湯水温度調整手段を備え、
前記加熱手段は、前記再生用空気を前記湯水温度調整手段により温度調整させた湯水と熱交換させて加熱する再生用熱交換器である点にある。
上記特徴構成によれば、再生用熱交換器は、再生用空気を、湯水温度調整手段により適切な温度に調整された湯水と熱交換させる形態で加熱できる。即ち、温水温度調整手段により、温水の温度を調整することで、再生用空気の温度を所望の温度に調整でき、結果、第２デシカントロータの第２再生部を所望の温度の再生用空気により再生して、所望の再生状態にできる。
本発明の空調システムの更なる特徴構成は、
前記第２冷却器にて空調用空気と熱交換する冷却用媒体は、前記再生用空気であり、
前記再生用空気通流手段は、前記再生用空気を、前記第２冷却器、前記再生用熱交換器の夫々を順に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する点にある。
前記第２冷却器にて空調用空気と熱交換する冷却用媒体は、前記再生用空気であり、
前記再生用空気通流手段は、前記再生用空気を、前記第２冷却器、前記再生用熱交換器の夫々を順に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する点にある。
上記特徴構成によれば、再生用空気は、第１冷却器において空調用空気との熱交換により加熱され、再生用熱交換器において湯水との熱交換により加熱され高温となった状態で、第２デシカントロータの第２再生部に導かれる。これにより、第２デシカントロータの第２再生部は、第１冷却器と再生用熱交換器との双方で十分に加熱された再生用空気により適切に再生される。
本発明に係る空調システムは、詳細は後述するが、第１デシカントロータ１０及び第２デシカントロータ１６との間において、空調用空気ＣＡを湿度は維持した状態で冷却すべく、外気冷却手段を備えたものであり、これにより、空調システムの冷却性能を向上させるとともに、第２デシカントロータ１６の除湿性能のみならず、第１デシカントロータ１０の除湿性能をも向上できる点に特徴があるものである。以下、外気冷却手段に係る構成を備えた空調システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。
この空調システムは、基本的な構成として、第１デシカントロータ１０、第１冷却器１４、第２デシカントロータ１６、第２冷却器１７を備えたものであり、空調用空気ＣＡを、第１デシカントロータ１０、第１冷却器１４、第２デシカントロータ１６、第２冷却器１７、及び第１デシカントロータ１０の夫々を順に通流するように構成されている。
詳細には、空調システムは、回転駆動する第１通気性吸湿体１０ａからなり、第１吸湿部１０ｂに通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第１再生部１０ｃに通流させる気体に放出する第１デシカントロータ１０と、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂを通流させた気体を冷却用媒体との熱交換により冷却させる第１冷却器１４と、回転駆動する第２通気性吸湿体１６ａからなり、第２吸湿部１６ｂに通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第２再生部１６ｃに通流させる気体に放出する第２デシカントロータ１６と、第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流した気体を冷却用媒体との熱交換により冷却する第２冷却器１７とを備えている。
詳細には、空調システムは、回転駆動する第１通気性吸湿体１０ａからなり、第１吸湿部１０ｂに通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第１再生部１０ｃに通流させる気体に放出する第１デシカントロータ１０と、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂを通流させた気体を冷却用媒体との熱交換により冷却させる第１冷却器１４と、回転駆動する第２通気性吸湿体１６ａからなり、第２吸湿部１６ｂに通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第２再生部１６ｃに通流させる気体に放出する第２デシカントロータ１６と、第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流した気体を冷却用媒体との熱交換により冷却する第２冷却器１７とを備えている。
そして、空調対象空間Ｓの外部からの空調用空気ＣＡを通流する空調用空気流路Ｆ１が、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂ、第１冷却器１４、第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂ、第２冷却器１７、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃ、及び空調対象空間Ｓの夫々に順に接続され、夫々に順に空調用空気ＣＡを通流させている。
さらに、当該空調空気流路Ｆ１には、第１デシカントロータ１０と第１冷却器１４との間に、空調用空気ＣＡを上述の如く通流させるべく、空調用空気ＣＡを第１デシカントロータ１０側から吸引して第１冷却器１４側へ送り出す第１ファン１１（空調用空気供給手段の一例）が設けられている。第１ファン１１をこの部位に設けることにより、空調用空気ＣＡの通流方向で第１デシカントロータ１０の上流側に設ける場合に比べて、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃから第１吸湿部１０ｂへの空気の漏れ出しを抑制することができ、第１デシカントロータ１０の除湿性能を向上できる。
以下、空調用空気ＣＡが空調用空気流路Ｆ１を介して空調対象空間Ｓに導かれる過程にて、空調用空気ＣＡを冷却・除湿する各構成について、順に詳述する。
さらに、当該空調空気流路Ｆ１には、第１デシカントロータ１０と第１冷却器１４との間に、空調用空気ＣＡを上述の如く通流させるべく、空調用空気ＣＡを第１デシカントロータ１０側から吸引して第１冷却器１４側へ送り出す第１ファン１１（空調用空気供給手段の一例）が設けられている。第１ファン１１をこの部位に設けることにより、空調用空気ＣＡの通流方向で第１デシカントロータ１０の上流側に設ける場合に比べて、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃから第１吸湿部１０ｂへの空気の漏れ出しを抑制することができ、第１デシカントロータ１０の除湿性能を向上できる。
以下、空調用空気ＣＡが空調用空気流路Ｆ１を介して空調対象空間Ｓに導かれる過程にて、空調用空気ＣＡを冷却・除湿する各構成について、順に詳述する。
空調用空気ＣＡは、第１デシカントロータ１０に導かれ、その第１吸湿部１０ａにて除湿される。ここで、第１デシカントロータ１０について、詳述すると、第１デシカントロータ１０は、駆動用モータ（図示せず）により回転駆動する第１通気性吸湿体１０ａからなり、当該第１通気性吸湿体１０ａは、例えば、ハニカム状の基材に第１通気性吸湿体１０ａを保持させたものとなっている。図１では、当該第１通気性吸湿体１０ａの上方側に位置する部位を第１吸湿部１０ｂとし、下方側に位置する部位を第１再生部１０ｃとして示している。そして、第１通気性吸湿体１０ａは、その回転中心周りに回転駆動することにより、第１吸湿部１０ｂ及び第１再生部１０ｃが連続的に変化するようになっている。第１通気性吸湿体１０ａは、例えば、１時間に数十回転の回転速度で回転する。
上記第１デシカントロータ１０の更に具体的な構成として、第１通気性吸湿体１０ａは、吸湿性高分子を主成分としており、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムを主成分として構成されている。当該第１通気性吸湿体１０ａは、感温性高分子としてのポリアクリルアミドを用いることもできる。
第２デシカントロータ１６については、上記第１通気性吸湿体１０ａが第２通気性吸湿体１６ａであり、上記第１吸湿部１０ｂが第２吸湿部１６ｂであり、上記第１再生部１０ｃが第２吸湿部１６ｂである点以外は、第１デシカントロータ１０と同一の構成であるので、詳細な説明を割愛する。
上記第１デシカントロータ１０の更に具体的な構成として、第１通気性吸湿体１０ａは、吸湿性高分子を主成分としており、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムを主成分として構成されている。当該第１通気性吸湿体１０ａは、感温性高分子としてのポリアクリルアミドを用いることもできる。
第２デシカントロータ１６については、上記第１通気性吸湿体１０ａが第２通気性吸湿体１６ａであり、上記第１吸湿部１０ｂが第２吸湿部１６ｂであり、上記第１再生部１０ｃが第２吸湿部１６ｂである点以外は、第１デシカントロータ１０と同一の構成であるので、詳細な説明を割愛する。
空調用空気ＣＡは、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂにて除湿された後、第１冷却器１４にて冷却される。本発明の空調システムでは、当該第１冷却器１４にて空調用空気ＣＡを冷却するに、空調対象空間Ｓの外部からの外気ＯＡに水（冷却用液体の一例）を噴霧して水の蒸発潜熱を外気ＯＡから奪う形態で外気ＯＡを冷却する噴霧装置１２（外気冷却手段の一例）と、当該噴霧装置１２と第１冷却器１４とを順に接続する外気通流路Ｆ４と、外気ＯＡを外気通流路Ｆ４を通流させて、噴霧装置１２と第１冷却器１４とを通流させた後に空調対象空間Ｓの外部へ導く第２ファン１５（気体吸引手段の一例）とを備えている。
これにより、空調用空気ＣＡは、第１冷却器１４にて水噴霧により冷却された低温の外気ＯＡと熱交換して冷却され、単に外気ＯＡと熱交換して冷却するよりも十分に冷却される。即ち、上記外気通流路Ｆ４と第２ファン１５とが外気通流手段として働く。
これにより、空調用空気ＣＡは、第１冷却器１４にて水噴霧により冷却された低温の外気ＯＡと熱交換して冷却され、単に外気ＯＡと熱交換して冷却するよりも十分に冷却される。即ち、上記外気通流路Ｆ４と第２ファン１５とが外気通流手段として働く。
尚、第１冷却器１４は、空調用空気ＣＡを通流する空調用空気流路Ｆ１と水噴霧されて冷却された後の外気ＯＡを通流する外気通流路Ｆ４とを直交させ、空調用空気ＣＡと外気ＯＡとを直接接触させない状態で、熱交換するように構成されている。これにより、空調用空気ＣＡに外気ＯＡに含まれる水分が混合されることを防止し、空調用空気ＣＡを低湿な状態に保っている。加えて、このような構成では、空調対象空間Ｓに供給される空調用空気ＣＡに、噴霧装置１２にて噴霧される水が混合されないので、噴霧される水として風呂の残り湯や雨水等を用いることができる。
第１冷却器１４にて冷却された空調用空気ＣＡは、その後、第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂにて除湿され、さらに低湿となる。このとき、第２吸湿部１６ｂにて吸着熱を回収する形態で、加熱され高温となる。そこで、空調用空気ＣＡは、第２デシカントロータ１６を通過した後に、第２冷却器１７にて冷却される。ここで、空調用空気ＣＡは、当該第２冷却器１７にて、冷却用媒体として空調対象空間Ｓの空気と熱交換することにより冷却されるように構成されている。
そして、空調用空気ＣＡは、第２冷却器１７を通流した後、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃに導かれ、そこで適切に冷却されて空調対象空間Ｓに導かれるのである。以上が、空調用空気ＣＡを冷却、除湿する流れである。
そして、空調用空気ＣＡは、第２冷却器１７を通流した後、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃに導かれ、そこで適切に冷却されて空調対象空間Ｓに導かれるのである。以上が、空調用空気ＣＡを冷却、除湿する流れである。
尚、上述したように、空調対象空間Ｓの空気は、第２冷却器１７にて空調用空気ＣＡと熱交換して加熱されるわけであるが、当該空気は、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃを再生する再生用空気ＲＡとして、再生用熱交換器１８（加熱手段の一例）にて高温の湯水Ｗ（例えば、６５℃程度）と熱交換して加熱された後、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃに導かれ、当該第２再生部１６ｃに脱着熱を供給する形態で、第２再生部１６ｃを再生するようになっている。
即ち、第２デシカントロータ１６を再生する構成を詳述すると、第２冷却器１７にて空調用空気ＣＡと熱交換した後の再生用空気ＲＡと貯湯槽３１（湯水供給源の一例）から供給される高温の湯水Ｗとを熱交換させて加熱する再生用熱交換器１８（加熱手段の一例）と、空調対象空間Ｓと第２冷却器１７と再生用熱交換器１８と第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃの夫々を順に接続する再生用空気通流路Ｆ２と、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃの下流側で再生用空気通流路Ｆ２内の再生用空気ＲＡを吸引する第２ファン１５（気体吸引手段の一例）とが設けられている。そして、第２ファン１５が、再生用空気ＲＡを吸引する形態で、第２冷却器１７にて空調用空気ＣＡと熱交換して加熱され、再生用熱交換器１８にて高温の湯水Ｗと熱交換して加熱されて高温となった再生用空気ＲＡを、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃに導き、第２再生部１６ｃを再生できるのである。即ち、上記再生用空気通流路Ｆ２と第２ファン１５とが、再生用空気通流手段として働く。
即ち、第２デシカントロータ１６を再生する構成を詳述すると、第２冷却器１７にて空調用空気ＣＡと熱交換した後の再生用空気ＲＡと貯湯槽３１（湯水供給源の一例）から供給される高温の湯水Ｗとを熱交換させて加熱する再生用熱交換器１８（加熱手段の一例）と、空調対象空間Ｓと第２冷却器１７と再生用熱交換器１８と第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃの夫々を順に接続する再生用空気通流路Ｆ２と、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃの下流側で再生用空気通流路Ｆ２内の再生用空気ＲＡを吸引する第２ファン１５（気体吸引手段の一例）とが設けられている。そして、第２ファン１５が、再生用空気ＲＡを吸引する形態で、第２冷却器１７にて空調用空気ＣＡと熱交換して加熱され、再生用熱交換器１８にて高温の湯水Ｗと熱交換して加熱されて高温となった再生用空気ＲＡを、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃに導き、第２再生部１６ｃを再生できるのである。即ち、上記再生用空気通流路Ｆ２と第２ファン１５とが、再生用空気通流手段として働く。
上記第２ファン１５は、構成の簡略化の観点から、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃを通流する再生用空気ＲＡと第１冷却器１４を通流する外気ＯＡの双方を吸引するように構成されている。
ここで、第２デシカントロータ１６の除湿性能を良好に発揮させる観点から、通常、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃを通流する再生用空気ＲＡの流量は、第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流する空調用空気ＣＡの流量と等しく設定される。
そこで、第２ファン１５の吸引力（回転数）は、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃを通流する再生用空気ＲＡの流量と第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流する空調用空気ＣＡの流量とが等しくなるように設定されることとなるが、このように第２ファン１５の吸引力（回転数）を設定すると、第１冷却器１４に導かれる外気ＯＡの流量が必要以上に多くなる場合がある。そこで、外気通流路Ｆ４のうち、噴霧装置１２と第１冷却器１４との間には、外気ＯＡの通流量を制限する絞り弁１３（外気通流量制限手段の一例）が設けられている。
当該絞り弁１３は、図示しない制御装置からの制御信号に基づいて、適宜変更可能に構成されており、これにより、外気通流路Ｆ４を通流する外気ＯＡの流量を制限可能となっている。当該絞り弁１３の絞り量を適切なものに設定することで、第２ファン１５により吸引される再生用空気ＲＡの流量を、空調用空気ＣＡの流量と略同一に設定した状態としながらも、第１冷却器１４に導かれる外気ＯＡの流量を、空調用空気ＣＡを冷却するのに適した流量とすることができる。
そこで、第２ファン１５の吸引力（回転数）は、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃを通流する再生用空気ＲＡの流量と第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流する空調用空気ＣＡの流量とが等しくなるように設定されることとなるが、このように第２ファン１５の吸引力（回転数）を設定すると、第１冷却器１４に導かれる外気ＯＡの流量が必要以上に多くなる場合がある。そこで、外気通流路Ｆ４のうち、噴霧装置１２と第１冷却器１４との間には、外気ＯＡの通流量を制限する絞り弁１３（外気通流量制限手段の一例）が設けられている。
当該絞り弁１３は、図示しない制御装置からの制御信号に基づいて、適宜変更可能に構成されており、これにより、外気通流路Ｆ４を通流する外気ＯＡの流量を制限可能となっている。当該絞り弁１３の絞り量を適切なものに設定することで、第２ファン１５により吸引される再生用空気ＲＡの流量を、空調用空気ＣＡの流量と略同一に設定した状態としながらも、第１冷却器１４に導かれる外気ＯＡの流量を、空調用空気ＣＡを冷却するのに適した流量とすることができる。
また、上記第２デシカントロータ１６の除湿性能は、その第２再生部１６ｃに導かれる再生用空気ＲＡの温度により変化し、これに伴って、空調システム全体の除湿性能、冷却性能も変化する。具体的には、再生用空気ＲＡの温度が高いほど、第２再生部１６ｃの再生が促進され、当該第２再生部１６ｃが第２吸湿部１６ｂとして機能するときに、その除湿性能が高くなる。逆に再生用空気ＲＡの温度が低いほど、第２再生部１６ｃの再生が抑制され、当該第２再生部１６ｃが第２吸湿部１６ｂとして機能するときに、水分の吸着熱の発生を抑制して、空調用空気ＣＡの温度上昇を抑制できる。
そこで、本発明では、貯湯槽３１（湯水供給源の一例）から供給される湯水Ｗと湯水Ｗより温度の低い給水Ｃとを、その混合比を調整可能な形態で混合する三方弁３０（温度調整手段の一例）が設けられ、当該三方弁３０により給水Ｃと混合されて所望の温度（例えば、４５℃〜８０℃）に調整された湯水Ｗが、再生用熱交換器１８へ導かれるように構成されている。これにより、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃに導かれる再生用空気ＲＡは所望の温度（例えば、４０〜７５℃）に調整される。
そこで、本発明では、貯湯槽３１（湯水供給源の一例）から供給される湯水Ｗと湯水Ｗより温度の低い給水Ｃとを、その混合比を調整可能な形態で混合する三方弁３０（温度調整手段の一例）が設けられ、当該三方弁３０により給水Ｃと混合されて所望の温度（例えば、４５℃〜８０℃）に調整された湯水Ｗが、再生用熱交換器１８へ導かれるように構成されている。これにより、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃに導かれる再生用空気ＲＡは所望の温度（例えば、４０〜７５℃）に調整される。
以上で説明した空調システムは、全体として以下の如く働く。
即ち、第１ファン１１が回転駆動することで、空調用空気ＣＡは、空調用空気流路Ｐ１を介して、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂに導かれ、当該第１吸湿部１０ｂにて適切に除湿され低湿となる。このとき、空調用空気ＣＡは、第１吸湿部１０ｂの水分の吸着に伴う吸着熱を吸収することにより高温となる。そこで、空調用空気ＣＡは、第１冷却器１４にて、噴霧装置１２により噴霧された水の蒸発に伴う蒸発潜熱が奪われ低温となった外気ＯＡと熱交換することで冷却され、低温となる。さらに、空調用空気ＣＡは、第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流して除湿され、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂを通流した後よりも低湿となる。このとき、空調用空気ＣＡは、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂを通流したときと同様に、第２吸湿部１６ｂでの水分の吸着に伴う吸着熱を吸収するため高温となる。そこで、空調用空気ＣＡは、第２冷却器１７にて、空調対象空間Ｓの空気と熱交換して冷却され低温となる。当該空調用空気ＣＡは、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃに導かれ、冷却されることにより、空調対象空間Ｓに低湿で低温の空調用空気ＣＡが導かれるのである。
即ち、第１ファン１１が回転駆動することで、空調用空気ＣＡは、空調用空気流路Ｐ１を介して、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂに導かれ、当該第１吸湿部１０ｂにて適切に除湿され低湿となる。このとき、空調用空気ＣＡは、第１吸湿部１０ｂの水分の吸着に伴う吸着熱を吸収することにより高温となる。そこで、空調用空気ＣＡは、第１冷却器１４にて、噴霧装置１２により噴霧された水の蒸発に伴う蒸発潜熱が奪われ低温となった外気ＯＡと熱交換することで冷却され、低温となる。さらに、空調用空気ＣＡは、第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流して除湿され、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂを通流した後よりも低湿となる。このとき、空調用空気ＣＡは、第１デシカントロータ１０の第１吸湿部１０ｂを通流したときと同様に、第２吸湿部１６ｂでの水分の吸着に伴う吸着熱を吸収するため高温となる。そこで、空調用空気ＣＡは、第２冷却器１７にて、空調対象空間Ｓの空気と熱交換して冷却され低温となる。当該空調用空気ＣＡは、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃに導かれ、冷却されることにより、空調対象空間Ｓに低湿で低温の空調用空気ＣＡが導かれるのである。
これまで説明してきたように、本発明の空調システムは、噴霧装置１２（外気冷却手段の一例）にて空調用空気ＣＡの冷却用の外気ＯＡに水噴霧を行ったときに、空調用空気ＣＡを適切に冷却できるとともに、第２デシカントロータ１６の除湿性能を良好に発揮させながらも第１デシカントロータ１０を適切に再生してその除湿性能をも適切に発揮させるものである。
以下では、本発明の空調システムの除湿性能・冷却性能を示すべく、これまで説明した空調システムにおいて、噴霧装置１２（外気冷却手段の一例）にて水噴霧を行った場合、及び行わなかった場合の夫々おける空調用空気ＣＡの温度・相対湿度・絶対湿度の変化について、図２〜４に基づいて説明する。
図２〜４に示されるＰ１−Ｐ６は、図１に示される空調用空気通流路Ｆ１における計測点を示しており、図２〜４は、Ｐ１−Ｐ６での空調用空気ＣＡの温度・相対湿度・絶対湿度の計算値を示している。図２は、水噴霧を行わなかったときの値を示し、図３は水噴霧を行ったときの値を示しており、図４は、これらの値の変化をグラフに示したものである。以下では、特に、空調用空気ＣＡの温度及び絶対湿度の変化について説明する。
以下では、本発明の空調システムの除湿性能・冷却性能を示すべく、これまで説明した空調システムにおいて、噴霧装置１２（外気冷却手段の一例）にて水噴霧を行った場合、及び行わなかった場合の夫々おける空調用空気ＣＡの温度・相対湿度・絶対湿度の変化について、図２〜４に基づいて説明する。
図２〜４に示されるＰ１−Ｐ６は、図１に示される空調用空気通流路Ｆ１における計測点を示しており、図２〜４は、Ｐ１−Ｐ６での空調用空気ＣＡの温度・相対湿度・絶対湿度の計算値を示している。図２は、水噴霧を行わなかったときの値を示し、図３は水噴霧を行ったときの値を示しており、図４は、これらの値の変化をグラフに示したものである。以下では、特に、空調用空気ＣＡの温度及び絶対湿度の変化について説明する。
除湿性能・冷却性能については、まず、空調用空気ＣＡが第１冷却器１４を通流して冷却されることで冷却性能が向上し、結果的に、第１デシカントロータ１０及び第２デシカントロータ１６の除湿性能が向上する。そこで、空調用空気ＣＡが第１冷却器１４を通流するとき、即ち、計測点Ｐ２からＰ３の間における温度・絶対湿度の変化から、順に説明する。
尚、計算においては、外気温度（空調用空気ＣＡのＰ１における温度）は３３℃、外気の湿度（空調用空気ＣＡのＰ１における相対湿度）を５０％とした。また、空調対象空間Ｓの空気の温度（第２冷却器１７に冷却用媒体として供給される空気の温度）は２７℃、その湿度（第２冷却器１７に冷却用媒体として供給される空気の湿度）は６０％とした。また、空調用空気流路Ｆ１に導入される空調用空気ＣＡの空気量は１５０ｍ3／ｈとし、再生用熱交換器１８に導かれる湯水Ｗは、６５℃の温度のものが１Ｌ／分の流量で供給されるものとし、噴霧装置１２における水噴霧量は１０ｇ／分（外気ＯＡが飽和水蒸気量となる噴霧量）とした。
〔第１冷却器を通流する場合の変化：Ｐ２−Ｐ３〕
水噴霧を行った場合、空調用空気ＣＡが第１冷却器１４を通流するとき、即ち、計測点Ｐ２からＰ３の間において、温度は、４３．９℃から２９．５℃まで１４．４℃低下している。一方、水噴霧を行わない場合、温度は、４１．０℃から３５．２℃まで５．８℃の低下に留まっている。即ち、水噴霧を行った場合のほうが、８．６℃だけ多く温度を低下させることができている。
尚、このとき、水噴霧を行った場合も行わなかった場合も、絶対湿度は変化しない。
水噴霧を行った場合、空調用空気ＣＡが第１冷却器１４を通流するとき、即ち、計測点Ｐ２からＰ３の間において、温度は、４３．９℃から２９．５℃まで１４．４℃低下している。一方、水噴霧を行わない場合、温度は、４１．０℃から３５．２℃まで５．８℃の低下に留まっている。即ち、水噴霧を行った場合のほうが、８．６℃だけ多く温度を低下させることができている。
尚、このとき、水噴霧を行った場合も行わなかった場合も、絶対湿度は変化しない。
〔第２デシカントロータを通流する場合の変化：Ｐ３−Ｐ４〕
水噴霧を行った場合、第２デシカントロータ１６に導かれる空調用空気ＣＡの温度は、２９．５℃まで低下しているので、空調用空気ＣＡが第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流するとき、即ち、計測点Ｐ３からＰ４の間において、空調用空気ＣＡが第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂにおける水分の吸着に伴う吸着熱を十分に吸収することができ、除湿性能が高まる。このとき、絶対湿度は、１０．９ｇ／ｋｇから５．５ｇ／ｋｇまで低下し、除湿量（図４でｈＡ）は、５．４ｇ／ｋｇとなる。一方、水噴霧を行わなかった場合、第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流する空調用空気ＣＡの温度は、３５．２℃と水噴霧を行った場合に比べて高いため、空調用空気ＣＡが第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂにおける水分の吸着に伴う吸着熱を十分に吸着することができず、その除湿性能は低い。このため、絶対湿度は１２．２ｇ／ｋｇから７．１ｇ／ｋｇまでしか低下せず、除湿量（図４でｈＢ）は、５．１ｇ／ｋｇに留まる。
尚、このときの空調用空気ＣＡの温度変化を示しておくと、水噴霧を行った場合、第２吸湿部１６ｂを通流する空調用空気ＣＡの温度は、２９．５℃から４２．４℃まで１２．９℃上昇しており、第２吸湿部１６ｂの吸着熱を適切に吸収している。一方、水噴霧を行わなかった場合、第２吸湿部１６ｂを通流する空調用空気ＣＡの温度は、３５．２℃から４７．１℃まで１２．１℃しか上昇しておらず、水噴霧を行った場合に比べて、第２吸湿部１６ｂの吸着熱の吸収が少ないことがわかる。
水噴霧を行った場合、第２デシカントロータ１６に導かれる空調用空気ＣＡの温度は、２９．５℃まで低下しているので、空調用空気ＣＡが第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流するとき、即ち、計測点Ｐ３からＰ４の間において、空調用空気ＣＡが第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂにおける水分の吸着に伴う吸着熱を十分に吸収することができ、除湿性能が高まる。このとき、絶対湿度は、１０．９ｇ／ｋｇから５．５ｇ／ｋｇまで低下し、除湿量（図４でｈＡ）は、５．４ｇ／ｋｇとなる。一方、水噴霧を行わなかった場合、第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂを通流する空調用空気ＣＡの温度は、３５．２℃と水噴霧を行った場合に比べて高いため、空調用空気ＣＡが第２デシカントロータ１６の第２吸湿部１６ｂにおける水分の吸着に伴う吸着熱を十分に吸着することができず、その除湿性能は低い。このため、絶対湿度は１２．２ｇ／ｋｇから７．１ｇ／ｋｇまでしか低下せず、除湿量（図４でｈＢ）は、５．１ｇ／ｋｇに留まる。
尚、このときの空調用空気ＣＡの温度変化を示しておくと、水噴霧を行った場合、第２吸湿部１６ｂを通流する空調用空気ＣＡの温度は、２９．５℃から４２．４℃まで１２．９℃上昇しており、第２吸湿部１６ｂの吸着熱を適切に吸収している。一方、水噴霧を行わなかった場合、第２吸湿部１６ｂを通流する空調用空気ＣＡの温度は、３５．２℃から４７．１℃まで１２．１℃しか上昇しておらず、水噴霧を行った場合に比べて、第２吸湿部１６ｂの吸着熱の吸収が少ないことがわかる。
〔第２冷却器を通流する場合の変化：Ｐ４−Ｐ５〕
第２冷却器１７を通流するときは、水噴霧を行った場合も、水噴霧を行わなかった場合も、空調用空気ＣＡは、冷却用媒体としての室内空気と熱交換して、適切に冷却される。このとき、いずれも、絶対湿度は変化しない。
第２冷却器１７を通流するときは、水噴霧を行った場合も、水噴霧を行わなかった場合も、空調用空気ＣＡは、冷却用媒体としての室内空気と熱交換して、適切に冷却される。このとき、いずれも、絶対湿度は変化しない。
〔第１デシカントロータの第１再生部を通流する場合の変化：Ｐ５−Ｐ６〕
水噴霧を行った場合、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃに導かれる空調用空気ＣＡは、その絶対湿度が５．５ｇ／ｋｇと低い値であるので、第１再生部１０ｃの水分を吸収し易い状態、即ち、第１再生部１０ｃを再生し易い状態となっているため、第１再生部１０ｃを適切に再生できる。このとき、空調用空気ＣＡの絶対湿度は、５．５ｇ／ｋｇから１０．１ｇ／ｋｇまで４．６ｇ／ｋｇ増加しており、この分だけ第１再生部１０ｃを再生したことになる。
一方、水噴霧を行っていない場合、空調用空気ＣＡは、その絶対湿度が７．１ｇ／ｋｇ
と水噴霧を行った場合に比べて高い値であるため、水噴霧を行った場合に比べて、第１再生部１０ｃの水分を吸収し難い状態、即ち、第１再生部１０ｃを再生し難い状態となっている。当該空調用空気ＣＡの絶対湿度は、第１再生部１０ｃを通流することにより、７．１ｇ／ｋｇから１０．５ｇ／ｋｇまで３．４ｇ／ｋｇしか増加しておらず、水噴霧を行った場合より、第１再生部１０ｃの再生が不十分となる。
水噴霧を行った場合、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃに導かれる空調用空気ＣＡは、その絶対湿度が５．５ｇ／ｋｇと低い値であるので、第１再生部１０ｃの水分を吸収し易い状態、即ち、第１再生部１０ｃを再生し易い状態となっているため、第１再生部１０ｃを適切に再生できる。このとき、空調用空気ＣＡの絶対湿度は、５．５ｇ／ｋｇから１０．１ｇ／ｋｇまで４．６ｇ／ｋｇ増加しており、この分だけ第１再生部１０ｃを再生したことになる。
一方、水噴霧を行っていない場合、空調用空気ＣＡは、その絶対湿度が７．１ｇ／ｋｇ
と水噴霧を行った場合に比べて高い値であるため、水噴霧を行った場合に比べて、第１再生部１０ｃの水分を吸収し難い状態、即ち、第１再生部１０ｃを再生し難い状態となっている。当該空調用空気ＣＡの絶対湿度は、第１再生部１０ｃを通流することにより、７．１ｇ／ｋｇから１０．５ｇ／ｋｇまで３．４ｇ／ｋｇしか増加しておらず、水噴霧を行った場合より、第１再生部１０ｃの再生が不十分となる。
〔第１デシカントロータの第１吸湿部を通流する場合の変化：Ｐ１−Ｐ２〕
水噴霧を行った場合も、水噴霧を行ってない場合も、Ｐ１における空調用空気ＣＡの温度・絶対湿度は、同じ値である。しかしながら、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃは、水噴霧を行った場合は、水噴霧を行ってない場合より十分に再生されている。このため、水噴霧を行った場合で、第１デシカントロータ１０の第１通気性吸湿体１０ａの回転駆動により上述の再生された第１再生部１０ｃが第１吸湿部１０ｂとして機能している状態で、空調用空気ＣＡが第１吸湿部１０ｂを通流したときには、その絶対湿度を、１５．６ｇ／ｋｇから１０．９ｇ／ｋｇまで４．７ｇ／ｋｇ低下できる。一方、水噴霧を行っていない場合では、絶対湿度が、１５．６ｇ／ｋｇから１２．２ｇ／ｋｇまで３．４ｇ／ｋｇ低下しか低下できない。
水噴霧を行った場合も、水噴霧を行ってない場合も、Ｐ１における空調用空気ＣＡの温度・絶対湿度は、同じ値である。しかしながら、第１デシカントロータ１０の第１再生部１０ｃは、水噴霧を行った場合は、水噴霧を行ってない場合より十分に再生されている。このため、水噴霧を行った場合で、第１デシカントロータ１０の第１通気性吸湿体１０ａの回転駆動により上述の再生された第１再生部１０ｃが第１吸湿部１０ｂとして機能している状態で、空調用空気ＣＡが第１吸湿部１０ｂを通流したときには、その絶対湿度を、１５．６ｇ／ｋｇから１０．９ｇ／ｋｇまで４．７ｇ／ｋｇ低下できる。一方、水噴霧を行っていない場合では、絶対湿度が、１５．６ｇ／ｋｇから１２．２ｇ／ｋｇまで３．４ｇ／ｋｇ低下しか低下できない。
〔まとめ〕
以上、説明してきたように、本発明の噴霧装置１２（外気冷却手段の一例）を適切に働かせて、水噴霧を行うことにより、水噴霧を行わない場合に比べ、第１デシカントロータ１０、第２デシカントロータ１６の除湿性能を向上させることができている。
除湿性能については、水噴霧を行った場合の絶対湿度の総減少量が５．５ｇ／ｋｇであるのに対し、水噴霧を行っていない場合の絶対湿度の総減少量が５．１ｇ／ｋｇである。これにより、水噴霧による除湿性能の向上率は、以下のようになる。
（水噴霧による除湿性能の向上率）＝（５．５−５．１）／５．１＝７．８％
冷却性能については、水噴霧を行った場合の温度の減少量（計測点Ｐ１と計測点Ｐ６の温度の差）が１３．２℃であるのに対し、水噴霧を行っていない場合の温度の減少量（計測点Ｐ１と計測点Ｐ６の温度の差）が９．２℃である。これにより、水噴霧による冷却性能の向上率は、以下のようになる。
（水噴霧による冷却性能の向上率）＝（１３．２−９．２）／９．２＝４３．５％
また、不快指数については、Ｔを温度、Ｈを相対湿度としたとき、以下のようになる。
（水噴霧を行った場合の不快指数）＝０．８１Ｔ＋０．０１Ｈ（０．９９Ｔ−１４．３）＋４６．３＝６６．２
（水噴霧を行わない場合の不快指数）＝７１．０
尚、不快指数は、６０以下であると肌寒いと感じる人が出てくるもので、且つ、７０を超えると不快を感じはじめる人が出てくる値である。上記計算結果によれば、水噴霧を用いた空調システムにより、不快指数が適切なものとなるように、温度・湿度を調整できることがわかる。
以上、説明してきたように、本発明の噴霧装置１２（外気冷却手段の一例）を適切に働かせて、水噴霧を行うことにより、水噴霧を行わない場合に比べ、第１デシカントロータ１０、第２デシカントロータ１６の除湿性能を向上させることができている。
除湿性能については、水噴霧を行った場合の絶対湿度の総減少量が５．５ｇ／ｋｇであるのに対し、水噴霧を行っていない場合の絶対湿度の総減少量が５．１ｇ／ｋｇである。これにより、水噴霧による除湿性能の向上率は、以下のようになる。
（水噴霧による除湿性能の向上率）＝（５．５−５．１）／５．１＝７．８％
冷却性能については、水噴霧を行った場合の温度の減少量（計測点Ｐ１と計測点Ｐ６の温度の差）が１３．２℃であるのに対し、水噴霧を行っていない場合の温度の減少量（計測点Ｐ１と計測点Ｐ６の温度の差）が９．２℃である。これにより、水噴霧による冷却性能の向上率は、以下のようになる。
（水噴霧による冷却性能の向上率）＝（１３．２−９．２）／９．２＝４３．５％
また、不快指数については、Ｔを温度、Ｈを相対湿度としたとき、以下のようになる。
（水噴霧を行った場合の不快指数）＝０．８１Ｔ＋０．０１Ｈ（０．９９Ｔ−１４．３）＋４６．３＝６６．２
（水噴霧を行わない場合の不快指数）＝７１．０
尚、不快指数は、６０以下であると肌寒いと感じる人が出てくるもので、且つ、７０を超えると不快を感じはじめる人が出てくる値である。上記計算結果によれば、水噴霧を用いた空調システムにより、不快指数が適切なものとなるように、温度・湿度を調整できることがわかる。
次に、外気ＯＡに水を噴霧する噴霧装置１２（外気冷却手段の一例）及び外気ＯＡと噴霧された水との混合を促進する格子状部材を設けた場合の冷却性能を検証すべく、簡易実験装置を用いて、実験を行った。この点について、図５、図６に基づいて説明する。
簡易実験装置では、内部に外気ＯＡを通流する筒状流路２０において、上流側から順に、筒状流路２０の内部の外気ＯＡに水を噴霧する超音波振動子２２（噴霧装置１２の具体例：６００ｃｃ／ｈ、粒径４μｍ）を備え、外気ＯＡ（相対湿度：６０％）と水との混合を促進するハニカム状部材２１（外気通流量制限手段の具体例）をそのハニカム形状を外気ＯＡの通流方向に対向して備え、筒状流路２０の内部の外気ＯＡを吸引して筒状流路２０の外部へ導くシロッコファン１９を備えている。そして、シロッコファン１９を働かせて、外気ＯＡを吸引し、当該外気ＯＡに超音波振動子２２により水を噴霧し、水が噴霧された外気ＯＡをハニカム状部材２１にて混合して、外部へ導き、その外気ＯＡの温度を測定した。
簡易実験装置では、内部に外気ＯＡを通流する筒状流路２０において、上流側から順に、筒状流路２０の内部の外気ＯＡに水を噴霧する超音波振動子２２（噴霧装置１２の具体例：６００ｃｃ／ｈ、粒径４μｍ）を備え、外気ＯＡ（相対湿度：６０％）と水との混合を促進するハニカム状部材２１（外気通流量制限手段の具体例）をそのハニカム形状を外気ＯＡの通流方向に対向して備え、筒状流路２０の内部の外気ＯＡを吸引して筒状流路２０の外部へ導くシロッコファン１９を備えている。そして、シロッコファン１９を働かせて、外気ＯＡを吸引し、当該外気ＯＡに超音波振動子２２により水を噴霧し、水が噴霧された外気ＯＡをハニカム状部材２１にて混合して、外部へ導き、その外気ＯＡの温度を測定した。
当該簡易実験装置を用いて、外気ＯＡの温度減少幅ΔＴを調べた実験結果を、図６に示す。実線Ｌ１は、各外気温度において、計算による温度減少幅ΔＴの理論値を示している。点線Ｌ２は、各外気温度において、理論値の８０％の温度減少幅ΔＴを示している。黒菱形のプロットが上記簡易実験装置を用いた実測値である。上記簡易実験装置を用いた外気ＯＡの温度減少幅ΔＴの実測値は、外気温度が３０℃から３５℃の間において、２回測定している。この実測値は、図６のグラフにおいて、何れも、理論値の８０％の温度減少幅ΔＴを示す点線Ｌ２の近傍にプロットされており、理論値に略即した温度減少幅ΔＴを得られていることがわかる。
尚、噴霧装置１２として、上記超音波振動子２２に変えて、加湿機（三菱電機製，商品名：ラクリアミスト，型番：ＳＶ−ＤＫ８０７−Ｗ）を用いた場合の実測値を、黒四角として図６のグラフにプロットしている。当該加湿機を用いた場合には、その実測値は、理論値の９０％の温度減少幅ΔＴを示す一点鎖線Ｌ３の近傍にプロットされており、噴霧装置１２として超音波振動子２２を備えた場合に比べ、より理論値に近い温度減少幅ΔＴが得られていることがわかる。
尚、噴霧装置１２として、上記超音波振動子２２に変えて、加湿機（三菱電機製，商品名：ラクリアミスト，型番：ＳＶ−ＤＫ８０７−Ｗ）を用いた場合の実測値を、黒四角として図６のグラフにプロットしている。当該加湿機を用いた場合には、その実測値は、理論値の９０％の温度減少幅ΔＴを示す一点鎖線Ｌ３の近傍にプロットされており、噴霧装置１２として超音波振動子２２を備えた場合に比べ、より理論値に近い温度減少幅ΔＴが得られていることがわかる。
本発明の空調システムでは、第２デシカントロータ１６の第２再生部１６ｃに供給する再生用空気ＲＡは、再生用熱交換器１８にて湯水Ｗと熱交換するように構成されている。当該再生用空気ＲＡの温度は、再生用熱交換器１８に供給される湯水Ｗの温度を、湯水温度調整手段としての分流量調整式の三方弁３０により調整することで、その冷却性能、及び、除湿性能を調整している。そこで、再生用空気ＲＡの温度である再生温度を、６０℃にした場合と、４０℃にした場合とにおける冷却性能及び除湿性能を、計算により導出した。
尚、計算においては、夏の夜間を想定して、外気温度（空調用空気ＣＡのＰ１における温度）は２７℃、外気の湿度（空調用空気ＣＡのＰ１における相対湿度）を７０％とした。また、空調対象空間Ｓの空気の温度（第２冷却器１７に冷却用媒体として供給される空気の温度）は２７℃、その湿度（第２冷却器１７に冷却用媒体として供給される空気の湿度）は６０％とした。また、空調用空気流路Ｆ１に導入される空調用空気ＣＡの空気量は１５０ｍ3／ｈとした。尚、外気温度が低く水噴霧による冷却効果が少ないため、再生温度が、４０℃、６０℃の何れの場合にも、水噴霧は行っていない。図７に図１の計測点Ｐ１−Ｐ６における温度・相対湿度・絶対湿度の算出値を示し、図８に当該算出値をプロットした結果を示す。
特に、特徴的な部分について説明すると、再生温度を６０℃とした場合、空調対象空間Ｓに導かれる空調用空気ＣＡの温度（計測点Ｐ６における温度）は、１６．７℃となり、Ｐ１−Ｐ６までの総除湿量は、５．８ｇ／ｋｇ（Ｐ１−Ｐ２間における除湿量）と、４．３ｇ／ｋｇ（Ｐ３−Ｐ４間における除湿量）と、−５．９ｇ／ｋｇ（Ｐ１−Ｐ２間における除湿量）とを加えて、４．３ｇ／ｋｇとなる。一方、再生温度を４０℃とした場合、空調対象空間Ｓに導かれる空調用空気ＣＡの温度（計測点Ｐ６における温度）は、２３．６℃となり、Ｐ１−Ｐ６までの総除湿量は、２．３ｇ／ｋｇ（Ｐ１−Ｐ２間における除湿量）と、２．７ｇ／ｋｇ（Ｐ３−Ｐ４間における除湿量）と、−２．３ｇ／ｋｇ（Ｐ１−Ｐ２間における除湿量）とを加えて、２．７ｇ／ｋｇとなる。
即ち、再生温度を低下する（６０℃から４０℃へ変更する）と、空調用空気ＣＡの総除湿量は、４．３ｇ／ｋｇから２．７ｇ／ｋｇに低減するものの、空調対象空間Ｓに導かれる空調用空気ＣＡの温度は、１６．７℃から２３．６℃に上昇し、冷えすぎを防止することができる。
尚、計算においては、夏の夜間を想定して、外気温度（空調用空気ＣＡのＰ１における温度）は２７℃、外気の湿度（空調用空気ＣＡのＰ１における相対湿度）を７０％とした。また、空調対象空間Ｓの空気の温度（第２冷却器１７に冷却用媒体として供給される空気の温度）は２７℃、その湿度（第２冷却器１７に冷却用媒体として供給される空気の湿度）は６０％とした。また、空調用空気流路Ｆ１に導入される空調用空気ＣＡの空気量は１５０ｍ3／ｈとした。尚、外気温度が低く水噴霧による冷却効果が少ないため、再生温度が、４０℃、６０℃の何れの場合にも、水噴霧は行っていない。図７に図１の計測点Ｐ１−Ｐ６における温度・相対湿度・絶対湿度の算出値を示し、図８に当該算出値をプロットした結果を示す。
特に、特徴的な部分について説明すると、再生温度を６０℃とした場合、空調対象空間Ｓに導かれる空調用空気ＣＡの温度（計測点Ｐ６における温度）は、１６．７℃となり、Ｐ１−Ｐ６までの総除湿量は、５．８ｇ／ｋｇ（Ｐ１−Ｐ２間における除湿量）と、４．３ｇ／ｋｇ（Ｐ３−Ｐ４間における除湿量）と、−５．９ｇ／ｋｇ（Ｐ１−Ｐ２間における除湿量）とを加えて、４．３ｇ／ｋｇとなる。一方、再生温度を４０℃とした場合、空調対象空間Ｓに導かれる空調用空気ＣＡの温度（計測点Ｐ６における温度）は、２３．６℃となり、Ｐ１−Ｐ６までの総除湿量は、２．３ｇ／ｋｇ（Ｐ１−Ｐ２間における除湿量）と、２．７ｇ／ｋｇ（Ｐ３−Ｐ４間における除湿量）と、−２．３ｇ／ｋｇ（Ｐ１−Ｐ２間における除湿量）とを加えて、２．７ｇ／ｋｇとなる。
即ち、再生温度を低下する（６０℃から４０℃へ変更する）と、空調用空気ＣＡの総除湿量は、４．３ｇ／ｋｇから２．７ｇ／ｋｇに低減するものの、空調対象空間Ｓに導かれる空調用空気ＣＡの温度は、１６．７℃から２３．６℃に上昇し、冷えすぎを防止することができる。
〔別実施形態〕
上記実施形態において、外気通流量制限手段は、絞り弁１３として構成したが、別にその流量を制限するものであればよい。例えば、格子状部材、棒状部材、及び図５で示したハニカム状部材２１のような多孔状部材であってもよい。また、外気通流路の流路形状を、混合を促進するような形状としたものであってもよい。
更に、上記実施形態において、外気冷却手段としての噴霧装置１２は、上記外気通流量制限手段としてのハニカム状部材２１を外部から加湿できる加湿機等であってもよい。これにより、噴霧装置１２として高価な超音波振動子等を用いなくとも、外気ＯＡからハニカム状部材２１の湿分の蒸発潜熱を奪う形態で、外気ＯＡを適切に冷却できる。
上記実施形態において、外気通流量制限手段は、絞り弁１３として構成したが、別にその流量を制限するものであればよい。例えば、格子状部材、棒状部材、及び図５で示したハニカム状部材２１のような多孔状部材であってもよい。また、外気通流路の流路形状を、混合を促進するような形状としたものであってもよい。
更に、上記実施形態において、外気冷却手段としての噴霧装置１２は、上記外気通流量制限手段としてのハニカム状部材２１を外部から加湿できる加湿機等であってもよい。これにより、噴霧装置１２として高価な超音波振動子等を用いなくとも、外気ＯＡからハニカム状部材２１の湿分の蒸発潜熱を奪う形態で、外気ＯＡを適切に冷却できる。
本発明の空調システムは、除湿性能を適切に発揮しながらも、十分な冷却性能を発揮する空調システムとして、有効に利用可能である。
Ｓ ：空調対象空間
ＯＡ ：外気
ＲＡ ：再生用空気
ＣＡ ：空調用空気
Ｗ ：湯水
１０ ：第１デシカントロータ
１０ａ ：第１通気性吸湿体
１０ｂ ：第１吸湿部
１０ｃ ：第１再生部
１１ ：第１ファン（空調用空気供給手段の一例）
１２ ：噴霧装置（外気冷却手段の一例）
１３ ：絞り弁（通流量制限手段の一例）
１４ ：第１冷却器
１５ ：第２ファン（気体吸引手段の一例）
１６ ：第２デシカントロータ
１６ａ ：第２通気性吸湿体
１６ｂ ：第２吸湿部
１６ｃ ：第２再生部
１７ ：第２冷却器
１８ ：再生用熱交換器
３０ ：三方弁（湯水温度調整手段の一例）
ＯＡ ：外気
ＲＡ ：再生用空気
ＣＡ ：空調用空気
Ｗ ：湯水
１０ ：第１デシカントロータ
１０ａ ：第１通気性吸湿体
１０ｂ ：第１吸湿部
１０ｃ ：第１再生部
１１ ：第１ファン（空調用空気供給手段の一例）
１２ ：噴霧装置（外気冷却手段の一例）
１３ ：絞り弁（通流量制限手段の一例）
１４ ：第１冷却器
１５ ：第２ファン（気体吸引手段の一例）
１６ ：第２デシカントロータ
１６ａ ：第２通気性吸湿体
１６ｂ ：第２吸湿部
１６ｃ ：第２再生部
１７ ：第２冷却器
１８ ：再生用熱交換器
３０ ：三方弁（湯水温度調整手段の一例）
Claims (4)
- 回転駆動する第１通気性吸湿体からなり、第１吸湿部に通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第１再生部に通流させる気体に放出する第１デシカントロータと、
前記第１デシカントロータの前記第１吸湿部を通流した気体を第１冷却用媒体との熱交換により冷却させる第１冷却器と、
回転駆動する通気性吸湿体からなり、第２吸湿部に通流される気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第２再生部に通流させる気体に放出する第２デシカントロータと、
前記第２デシカントロータの前記第２吸湿部を通流した気体を第２冷却用媒体との熱交換により冷却させる第２冷却器と、
空調対象空間の外部からの空調用空気を、前記第１デシカントロータの第１吸湿部、前記第１冷却器、前記第２デシカントロータの第２吸湿部、前記第２冷却器、及び前記第１デシカントロータの第１再生部の夫々に通流させた後、前記空調対象空間に供給する空調用空気供給手段と、
前記空調対象空間からの再生用空気を加熱手段により加熱した後、前記第２デシカントロータの前記第２再生部に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する再生用空気通流手段とが設けられている空調システムであって、
前記第１冷却用媒体としての前記空調対象空間の外部からの外気に冷却用液体を噴霧して冷却用液体の蒸発潜熱を外気から奪う形態で外気を冷却する外気冷却手段を備え、
前記第１冷却器が、前記第１デシカントロータの第１吸湿部を通流した後の空調用空気を通流させる空調用空気流路と前記外気冷却手段により冷却された前記外気を通流させる外気通流路とを備え、前記外気通流路を通流する前記外気と前記空調用空気流路を通流する空調用空気との熱交換により前記外気にて前記空調用空気を冷却自在に構成され、
前記空調対象空間の外部からの外気を、前記外気冷却手段、前記第１冷却器の夫々を順に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する外気通流手段とを備え、
前記再生用空気通流手段は、気体吸引手段の吸引により前記再生用空気を通流自在に構成され、前記外気通流手段は、気体吸引手段の吸引により前記外気を通流自在に構成され、前記再生用空気通流手段の気体吸引手段と前記外気通流手段の気体吸引手段とが、１つの気体吸引手段にて構成され、
前記第１冷却器へ外気を導く前記外気通流路に、前記外気通流路を通流する外気の通流量を制限する外気通流量制限手段が設けられている空調システム。 - 前記外気通流量制限手段は、前記外気冷却手段と前記第１冷却器との間の前記外気通流路に設けられた絞り弁又は格子状部材である請求項１に記載の空調システム。
- 湯水供給源から供給される湯水の温度を調整可能な湯水温度調整手段を備え、
前記加熱手段は、前記再生用空気を前記湯水温度調整手段により温度調整させた湯水と熱交換させて加熱する再生用熱交換器である請求項１又は２に記載の空調システム。 - 前記第２冷却器にて空調用空気と熱交換する冷却用媒体は、前記再生用空気であり、
前記再生用空気通流手段は、前記再生用空気を、前記第２冷却器、前記再生用熱交換器の夫々を順に通流させた後、前記空調対象空間の外部へ放出する請求項３に記載の空調システム。
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