JP5916014B2 - 除湿システム - Google Patents
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Description
(1)要求露点温度の異なる2つの対象空間のそれぞれに、露点温度の異なる空気を供給する。
(2)水分吸着剤を含浸あるいは担持したロータを回転させながら除湿ゾーンに空気を通過させることによって空気を除湿すると共に、再生ゾーンに加熱空気を通過させることによってロータを再生する第1の除湿装置と第2の除湿装置と、を備える。
(3)2つの対象空間は、要求露点温度α以下で、水分負荷のある第1の対象空間と、要求露点温度が前記αより低いβ以下で水分負荷が第1の対象空間よりも小さいあるいは水分負荷のない第2の対象空間とからなる。
(4)第1の除湿装置は、自装置の除湿ゾーンを通過させて、前記第1の対象空間の要求露点温度αよりも低露点な露点温度γの第1の除湿装置による処理空気を生成し、この第1の除湿装置による処理空気を第1の対象空間に対して供給する。
(5)第2の除湿装置は、第1の除湿装置による処理空気の一部を自装置の除湿ゾーンに通過させて、第2の対象空間の要求露点温度β以下の露点温度δの第2の除湿装置による処理空気を生成し、この第2の処理空気を前記第2の対象空間に対して供給する。
(6)第1の除湿装置と第2の除湿装置が、要求露点温度α以下の第1の対象空間への処理空気と、要求露点温度β以下の第2の対象空間への処理空気を除湿する場合に、第1の除湿装置と第2の除湿装置の除湿運転に必要な冷却及び加熱の合計エネルギーと、第1の除湿装置と第2の除湿装置が、各対象空間に第1の除湿装置による処理空気と第2の処理装置による処理空気を供給するために必要な送風機の運転に必要な合計エネルギーとの総和が最小になるように、第1の処理装置による処理空気の露点温度γと第2の処理装置による処理空気の露点温度δを決定してもよい。
(7)第1の処理装置による処理空気の露点温度γが、第1の対象空間の要求露点温度αと第2の処理空間の要求露点温度βとの平均値以下、前記β以上となるようにしてもよい。
(8)第1の処理装置による処理空気の一部が第2の除湿装置の再生ゾーンを通過するように構成し、第2の除湿装置の再生ゾーンを通過した空気が、第1の除湿装置の再生ゾーンを通過するように構成してもよい。
[第1の実施形態]
(1.構成)
(1−1.全体構成)
図1は、本実施形態に係る除湿システム1、および除湿システム1が除湿空気を供給する対象空間A、Bを示す図である。除湿システム1は、直列に接続された第1の除湿装置10と第2の除湿装置20を有する。第1の除湿装置10は、除湿システム1内に取り込まれた外気と対象空間Aからの戻り空気の混合空気を除湿し、除湿後の低露点空気を対象空間Aに供給するものである。第2の除湿装置20は、第1の除湿装置10で除湿された空気の一部を取り込んで更に除湿し、より低露点な空気を対象空間Bに供給するものである。
図1に示すように、第1の除湿装置10は、内部にシリカゲルなどの吸着剤を坦持したロータ11を備えている。ロータ11の端面は、図示しないセパレータにより除湿ゾーン12、再生ゾーン13、パージゾーン14に仕切られている。この第1の除湿装置10の構成は、従来の除湿装置30と同じであるため、詳細な説明は省略する。
(1−3.第2の除湿装置)
図1に示すように、第2の除湿装置20は、水分吸着剤を含浸あるいは担持したロータ21を備えている。ロータ21の端面は、図示しないセパレータにより除湿ゾーン22、再生ゾーン23、パージゾーン24に仕切られている。この第2の除湿装置20の構成は、上述の除湿装置10と同じであるため、詳細な説明は省略する。
以上のような構成を有する本実施形態の作用を説明する。まず、第1の除湿装置10で生成する除湿空気、すなわち第1の処理空気の露点温度γの設定方法について説明した上で、除湿システム1の除湿および再生動作について説明する。
上述したように、対象空間Aは、水分負荷が存在し要求露点温度αが−32℃の空間である。従って、第1の除湿装置10は、露点温度が−32℃よりも低い空気を生成して、対象空間Aに供給する必要がある。
Q−40:Q−50:Q−60=(Z/0.1102):(Z/0.1648):(Z/0.1823)=165:111:100・・・(式1)
15<α−γ≦20・・・・・・(式2)
外気ダクト2から導入された外気は、プレクーラ4aによって所定の温度に冷却あるいは冷却除湿された後、さらに対象空間Aから環気ダクト2cを通って除湿システム1内に循環される空気と混合される。この外気と循環空気との混合空気は、第1の除湿装置10の除湿ゾーン12に導入される。除湿ゾーン12に導入された空気は、除湿ゾーン12を通過することでロータ11の吸着剤によって水分が吸着され、露点温度が−50℃の除湿空気となる。除湿ゾーン12を出た空気は、熱交換器5aによって例えば23℃とされた後に、給気ダクト3を通って対象空間Aに供給される。対象空間Aに対して供給される除湿空気の流量は、ファン7aおよびパージファン7bによって調節された、対象空間Aを要求露点温度−32℃以下に維持する為に必要な流量である。この露点温度−50℃の除湿空気によって水分負荷が処理されることにより、対象空間A内の雰囲気は要求露点温度の−32℃以下に維持される。
外気ダクト2から導入されプレクーラ4aを経た外気と、対象空間Aから環気ダクト2cを通って除湿システム1内に循環される空気との混合空気の一部は、パージファン7bによってパージダクト2aに取り込まれる。この空気は、パージゾーン14を通過して、再生ゾーン13で加熱されたロータ11を冷却する。パージゾーン14を出た空気は、合流ダクト2bを通って再生空気ダクト7へ流入する。
(1)本実施形態では、要求露点温度α(−32℃)で水分負荷の存在する対象空間Aと、要求露点温度β(−60℃)で水分負荷のない対象空間Bに対して、第1の除湿装置10が外気等を低露点温度の第1の処理空気(露点温度−50℃)として対象空間Aに供給し、第2の除湿装置20が、第1の処理空気の一部を更に除湿することで第2の処理空気(露点温度−60℃)を生成して対象空間Bへ供給する。これにより、各対象空間の要求露点温度を維持しつつ、それぞれの対象空間への空気の供給量を最適化できる。
本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態から再生排気を循環利用可能なように変更したものである。図3は、第2の実施形態に係る除湿システムの構成を示すブロック図である。
図3に示すように、第2の実施形態では、第1の除湿装置10の再生排気と再生外気との間に熱交換器8が設けられている。再生外気の熱交換器8への導入前段にはプレクーラ4cが設けられている。また、再生排気を再生空気として環流できるように、排気ダクト4と再生空気ダクト7との間にダンパ9aを備えたバイパスダクト4aが設けられるとともに、再生空気ダクト7のバイパスダクト4aとの合流箇所よりも上流側にダンパ9bが設けられている。
再生空気ダクト7からシステム内に導入される再生外気は、プレクーラ4cによって所定の温度まで冷却され、熱交換器8へ導入される。一方、熱交換器8には第1の除湿装置10の再生ゾーン13を出た再生排気も導入される。熱交換器8内で、プレクーラ4cによって冷却された再生外気は、再生排気と顕熱交換することにより乾球温度が高くなる。これにより、再生ヒータ6aが再生空気の乾球温度を所定値まで上げるため(相対湿度を所定値まで下げるため)に必要となる加熱エネルギーが低減され、再生ヒータ6aを低容量化することができる。
本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、第2の実施形態から第2の除湿装置10のロータ11の構成を変更したものである。図4は、第3の実施形態に係る除湿システムの構成を示すブロック図である。
図4に示すように、第3の実施形態では、第2の除湿装置10のロータ11の端面は、図示しないセパレータにより除湿ゾーン12、再生ゾーン13、予冷パージゾーン14a、予熱パージゾーン14bに仕切られている。予冷パージゾーン14aと予熱パージゾーン14bは、閉鎖系の循環ダクト9で接続されている。循環ダクト9には、循環ダクト9内の空気を循環させる環流ファン7fが設けられている。
予冷パージゾーン14aは、ロータ11が再生ゾーン13から除湿ゾーン12へ入る前に通過するゾーンである。予冷パージゾーン14aを通過する空気は、再生ゾーン13で加熱されたロータ11を冷却する。これにより、ロータ11が高温のまま除湿ゾーン12に入ることが防止される。予冷パージゾーン14aを出た空気は、ロータ11の熱を吸収しているため加熱されている。この加熱された空気は、循環ダクト9を通って予熱パージゾーン14bへと導入される。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記の様な他の実施形態も包含する。
2 外気ダクト
2b、6 合流ダクト
2c 環気ダクト
3、5 供給ダクト
3a 分岐ダクト
2a、3b パージダクト
3c 再生空気ダクト
4 排気ダクト
7 再生空気ダクト
8 熱交換器
9 循環ダクト
4a、4b、4c プレクーラ
5a、5b 熱交換器(加熱及び冷却)
6a、6b 再生ヒータ
7a ファン
7b パージファン
7c 再生ファン
7d 分岐ファン
7e 合流ファン
7f 環流ファン
10 第1の除湿装置
11、21 ロータ
12、22 除湿ゾーン
13、23 再生ゾーン
14、24 パージゾーン
14a 予冷パージゾーン
14b 予熱パージゾーン
20 第2の除湿装置
30 除湿装置
31 ロータ
32 除湿ゾーン
33 再生ゾーン
34 パージゾーン
35 セパレータ
36 プレクーラ
37 熱交換器(加熱及び冷却)
38 再生ヒータ
A、B 対象空間
Claims (7)
- 水分吸着剤を含浸あるいは担持したロータを回転させながら除湿ゾーンに空気を通過させることによって当該空気を除湿すると共に、再生ゾーンに加熱空気を通過させることによって前記ロータを再生する第1の除湿装置と第2の除湿装置と、を備え、要求露点温度の異なる2つの対象空間のそれぞれに、露点温度の異なる空気を供給する除湿システムであって、
前記2つの対象空間は、要求露点温度α以下で、水分負荷のある第1の対象空間と、要求露点温度が前記αより低いβ以下で水分負荷が第1の対象空間よりも小さいあるいは水分負荷のない第2の対象空間とからなり、
前記第1の除湿装置は、当該第1の除湿装置の除湿ゾーンを通過させて、前記第1の対象空間の要求露点温度αよりも低露点な露点温度γの第1の処理空気を生成し、この第1の処理空気を前記第1の対象空間に対して供給し、
前記第2の除湿装置は、前記第1の除湿装置による処理空気の一部を当該第2の除湿装置の除湿ゾーンに通過させて、前記第2の対象空間の要求露点温度β以下の露点温度δの第2の除湿装置による処理空気を生成し、この第2の除湿装置による処理空気を前記第2の対象空間に対して供給すること、を特徴とする除湿システム。 - 前記第1の除湿装置と前記第2の除湿装置が、要求露点温度α以下の前記第1の対象空間への処理空気と、要求露点温度β以下の第2の対象空間への処理空気を除湿する場合に、前記第1の除湿装置と前記第2の除湿装置の除湿運転に必要な冷却及び加熱の合計エネルギーと、
前記第1の除湿装置と前記第2の除湿装置が、前記各対象空間に前記第1の除湿装置による処理空気と前記第2の処理装置による処理空気を供給するために必要な送風機の運転に必要な合計エネルギーとの総和が最小になるように、
前記第1の処理装置による処理空気の露点温度γと第2の処理装置による処理空気の露点温度δを決定すること、を特徴とする請求項1に記載の除湿システム。 - 前記第1の除湿装置による処理空気の露点温度γが、前記αと前記βとの平均値以下、前記β以上であること、を特徴とする請求項1または2に記載の除湿システム。
- 前記第1の除湿装置による処理空気の一部が前記第2の除湿装置の再生ゾーンを通過し、当該第2の除湿装置の再生ゾーンを通過した空気が、前記第1の除湿装置の再生ゾーンを通過するように構成されていること、を特徴とする請求項1乃至3に記載の除湿システム。
- 前記ロータは、円筒状の部材でその内部にシリカゲルを坦持するものであり、
前記第1の除湿装置および第2の除湿装置それぞれの前記再生ゾーンを通過する前記加熱空気の温度が、155℃未満で加熱源が蒸気であること、を特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の除湿システム。 - 前記第1の除湿装置の再生ゾーンに再生外気を給気する外気給気ダクトと、
当該再生ゾーンから排出された再生排気を排気する排気ダクトを備え、
前記排気ダクトと前記外気給気ダクトには、前記再生排気と前記再生外気との熱交換をする熱交換器を設けたこと、を特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の除湿システム。 - 前記第1の除湿装置および前記第2の除湿装置の少なくとも一方の前記ロータは、
自装置のロータが除湿ゾーンに入る前に予冷する予冷パージゾーンと、自装置のロータが再生ゾーンに入る前に予熱する予熱パージゾーンとを備え、
前記予冷パージゾーンと予熱パージゾーンとの間には閉鎖系の循環経路を設けたこと、
を特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の除湿システム。
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