JP6068826B2 - 乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システム - Google Patents

Description

本発明は流動層乾燥機等の乾燥装置が具えられた乾燥システムに関するものであり、特に春から秋にかけての時季のように外気の湿度が高い条件下であっても、所望の乾燥状態とされた乾燥品を安定的に且つ低コストにて得ることのできる乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムに係るものである。

流動層乾燥機等が具えられた乾燥システムの設計上の留意点としては、広範な材料の処理が可能であること、乾燥品品質の安定性に優れていること、省エネルギー性に優れていること等が挙げられる。
まず広範な材料の処理の観点からは、いわゆるワンパスタイプの装置を採用することが好ましい。これはワンパスタイプの装置は、昇温機構によって昇温された外気を乾燥空気として乾燥機に供給し、被乾燥物を乾燥することにより水分が含まれた乾燥空気を外部に排気する構成に因むものである。一方、水分が含まれた乾燥空気を除湿機構によって除湿した後、再度昇温して乾燥空気として供する循環タイプの装置の場合には、排気に含まれる揮発成分等の除湿機構への付着や腐食作用が懸念されるため、揮発成分が含まれる被乾燥物の処理には適していない。

次に前記乾燥品品質の安定性の観点からは、前記ワンパスタイプの装置において、外気を除湿することなく乾燥空気とした場合には、春から秋にかけて特に外気の湿度が高い条件下では乾燥品の水分が高くなってしまうことがある。このため除湿機構を設けるのが好ましいが、秋から春にかけては除湿機構の稼働率が極めて低くなり、通年での費用対効果が低くなるため、その導入が見送られるケースが多いのが実情である。
また例えば前記流動層乾燥機には、流動室内において乾燥処理が施された被乾燥物を、流動室内の別区画において冷却するタイプのものがあるが、この場合、冷却風として用いられる外気の湿度が高いときには、冷却及び乾燥が不十分なものとなってしまうことがあった。

次に前記省エネルギー性の観点からは、既に広く試みられているようにフローの中で排熱を再利用することや、熱源にヒートポンプユニットを適用することが好ましい。
また前記除湿機構としては、除湿のために駆動エネルギーを要しない点でデシカント除湿機を採用することも、省エネルギーの観点からは好ましいことである。

そして上述した種々の観点から、季節変動の影響を受けることがなく、且つ広範な材料を処理するためには、やはりワンパスタイプを前提として乾燥システムを構成することが合理的であり、そのような乾燥システムとしては既に種々の試みがなされているものの、必ずしも技術的追求がされきれていなかった。
たとえば乾燥装置にヒートポンプユニットを適用することが試みられており、一例としてデシカント除湿機とヒートポンプユニットとが適用された装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に開示された装置は、昇温機構によって昇温されたるとともに、除湿された空気を乾燥空気として乾燥機に供給し、被乾燥物を乾燥することにより水分が含まれた乾燥空気を除湿した後、再度昇温して乾燥空気として供する循環タイプの装置であるため、上述したように揮発成分が含まれる被乾燥物の処理に適したものではない。

またこの特許文献１に開示された装置におけるヒートポンプユニットは、明細書中に詳しい記載は成されていないものの、冷媒として二酸化炭素を用いて乾燥空気の温度を１２０℃程度とすることができるものを適用できることは当業者であれば理解できるものである。そして特許文献１には、デシカント除湿機により除湿された気体が、ヒートポンプユニットにおける凝縮器において昇温される構成が示されている。
しかしながら上述したようなヒートポンプユニットにあっては、４０℃以上の被昇温気体を凝縮器に供給することはできない。例えば３５℃の空気をデシカント除湿機により除湿した場合、除湿された空気の温度は水分吸着熱により５０℃程度となるため、特許文献１に示された装置構成は、高い熱効率で高温の乾燥空気を生成するヒートポンプの適用を考慮した実使用上の運転条件が考慮されたものではなかった。

特開２０１０−１９７０３５号公報

本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、外気を昇温するための昇温機構と、外気を除湿するための除湿機構とが具えられて成る、乾燥空気ワンパス式の乾燥システムにおいて、前記昇温機構に適用されるヒートポンプユニットを好適且つ低ランニングコストで運転することができ、特に春から秋にかけての時季のように外気の湿度が高い条件下であっても、所望の乾燥状態とされた乾燥品を安定的に且つ低コストにて得ることのできる新規な乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムの開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムは、乾燥機と、この乾燥機に乾燥空気を供給するための給気機構とが具えられた乾燥システムにおいて、前記給気機構は、外気を昇温するための昇温機構と、外気を除湿するための除湿機構とを具えることにより、外気の昇温、除湿を行うように構成されて成るものであり、また前記昇温機構はヒートポンプユニットを具えて成るものであり、且つ、このヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を、前記給気機構内における他の構成要素の冷熱源として供することにより、この熱源水中に熱を取り込むことができるように構成され、且つ、前記除湿機構は、冷却除湿器を具えて構成されたものであり、この冷却除湿器における冷熱源として、前記ヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を供するものであり、更に前記給気機構には、冷却除湿器により冷却・除湿された外気を乾燥機における冷却エリアに通じる給気口に供給して被乾燥物の冷却を行うための機構と、冷却除湿器により冷却・除湿された外気をヒートポンプユニットにおける凝縮器によって昇温した後、乾燥機における乾燥エリアに通じる給気口に供給して被乾燥物の乾燥を行うための機構とが具えられていることを特徴として成るものである。

また請求項２記載の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムは、乾燥機と、この乾燥機に乾燥空気を供給するための給気機構とが具えられた乾燥システムにおいて、前記給気機構は、外気を昇温するための昇温機構と、外気を除湿するための除湿機構とを具えることにより、外気の昇温、除湿を行うように構成されて成るものであり、また前記昇温機構はヒートポンプユニットを具えて成るものであり、且つ、このヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を、前記給気機構内における他の構成要素の冷熱源として供することにより、この熱源水中に熱を取り込むことができるように構成され、且つ、前記除湿機構は、デシカント除湿機を具えて構成されたものであり、このデシカント除湿機によって除湿された外気を前記ヒートポンプユニットにおける凝縮器に供給するにあたって、その温度を低下させるための冷却器が具えられて成り、この冷却器における冷熱源として、前記ヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を供するものであることを特徴として成るものである。

また請求項３記載の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムは、乾燥機と、この乾燥機に乾燥空気を供給するための給気機構とが具えられた乾燥システムにおいて、前記給気機構は、外気を昇温するための昇温機構と、外気を除湿するための除湿機構とを具えることにより、外気の昇温、除湿を行うように構成されて成るものであり、また前記昇温機構はヒートポンプユニットを具えて成るものであり、且つ、このヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を、前記給気機構内における他の構成要素の冷熱源として供することにより、この熱源水中に熱を取り込むことができるように構成され、且つ、前記除湿機構は、デシカント除湿機を具えて構成されたものであり、前記ヒートポンプユニットにおける凝縮器によって昇温された外気をこのデシカント除湿機によって除湿するように構成され、デシカント除湿機の除湿素子の再生に供された熱風の温度を低下させるための冷却器が具えられて成り、この冷却器における冷熱源として、前記ヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を供するものであることを特徴として成るものである。

更にまた請求項４記載の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムは、前記請求項２または３記載の要件に加え、前記給気機構には、冷却器により冷却された外気を乾燥機に供給し、被乾燥物の冷却を行うための機構が具えられていることを特徴として成るものである。

更にまた請求項５記載の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムは、前記請求項１、２、３または４記載の要件に加え、前記給気機構には、昇温機構により昇温されるとともに、除湿機構により除湿された外気を、更に昇温するための昇温装置が具えられていることを特徴として成るものである。

更にまた請求項６記載の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムは、前記請求項１、２、３、４または５記載の要件に加え、前記ヒートポンプユニットは、二酸化炭素を冷媒とするものであることを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

まず請求項１記載の発明によれば、乾燥製品の水分が季節変動することなく一定の品質に保つことができる。またヒートポンプユニットの熱源を、給気機構内における他の構成要素から得ることができ、この熱によって外気を昇温することが可能となるため、乾燥システムをエネルギー効率の高い状態で運転することができる。
また熱源水の温度を高めることにより、ヒートポンプユニットにおける熱源水側（蒸発器側）の温度と、外気を昇温する側（凝縮器側）の温度との差が小さくなり、この結果、乾燥システム全体のエネルギー効率が向上し、低ランニングコストでの運転が可能となる。
更にまた乾燥空気ワンパス方式が採られるため、揮発性成分が含まれた被乾燥物を扱うことができる。
更にまた、ヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水によって外気を冷却すると、除湿を行うと同時に熱源水に熱を取り込むことができるため、この熱をヒートポンプユニットにおいて外気の昇温に用いることにより、乾燥システムをエネルギー効率の高い状態で運転することができる。
更にまたヒートポンプユニットから生じる冷熱源の冷熱エネルギーを乾燥システムに利用することができ、被乾燥物を冷却した状態で乾燥機から乾燥品として取り出すことができるので、熱を保有したまま乾燥機から取り出される乾燥品に生じ易い品質の劣化を抑制できる。
更にまた乾燥機から取り出した後に別途の冷却装置で乾燥品を冷却する場合と比較し、ヒートポンプユニットの冷熱エネルギーを利用するので、乾燥システムをよりエネルギー効率の高い状態で運転することができる。

また請求項２記載の発明によれば、乾燥製品の水分が季節変動することなく一定の品質に保つことができる。またヒートポンプユニットの熱源を、給気機構内における他の構成要素から得ることができ、この熱によって外気を昇温することが可能となるため、乾燥システムをエネルギー効率の高い状態で運転することができる。
また熱源水の温度を高めることにより、ヒートポンプユニットにおける熱源水側（蒸発器側）の温度と、外気を昇温する側（凝縮器側）の温度との差が小さくなり、この結果、乾燥システム全体のエネルギー効率が向上し、低ランニングコストでの運転が可能となる。
更にまた乾燥空気ワンパス方式が採られるため、揮発性成分が含まれた被乾燥物を扱うことができる。
更にまたヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水によって、デシカント除湿機において除湿され水分吸着熱により昇温された状態となっている外気を冷却することにより、熱源水に熱を取り込むことができるため、この熱をヒートポンプユニットにおいて外気の昇温に用いることにより、乾燥システムをエネルギー効率の高い状態で運転することができる。
更にまたデシカント除湿機において除湿された外気は、水分吸着熱により昇温された状態となっているが、これをヒートポンプユニットの許容温度以下に降温することができ、ヒートポンプユニットを良好な条件で運転することが可能となる。

また請求項３記載の発明によれば、乾燥製品の水分が季節変動することなく一定の品質に保つことができる。またヒートポンプユニットの熱源を、給気機構内における他の構成要素から得ることができ、この熱によって外気を昇温することが可能となるため、乾燥システムをエネルギー効率の高い状態で運転することができる。
また熱源水の温度を高めることにより、ヒートポンプユニットにおける熱源水側（蒸発器側）の温度と、外気を昇温する側（凝縮器側）の温度との差が小さくなり、この結果、乾燥システム全体のエネルギー効率が向上し、低ランニングコストでの運転が可能となる。
更にまた乾燥空気ワンパス方式が採られるため、揮発性成分が含まれた被乾燥物を扱うことができる。
更にまたヒートポンプユニットには常温の外気が供給され、この外気の昇温が行われるため、ヒートポンプユニットを良好な条件で運転することが可能となる。
更にまたデシカント除湿機の除湿素子の再生に供された熱風を冷却することにより、熱源水に熱を取り込むことができるため、この熱をヒートポンプユニットにおいて外気の昇温に用いることにより、乾燥システムをエネルギー効率の高い状態で運転することができる。

更にまた請求項４記載の発明によれば、ヒートポンプユニットから生じる冷熱源の冷熱エネルギーを乾燥システムに利用することができ、被乾燥物を冷却した状態で乾燥機から乾燥品として取り出すことができるので、熱を保有したまま乾燥機から取り出される乾燥品に生じ易い品質の劣化を抑制できる。また乾燥機から取り出した後に別途の冷却装置で乾燥品を冷却する場合と比較し、ヒートポンプユニットの冷熱エネルギーを利用するので、乾燥システムをよりエネルギー効率の高い状態で運転することができる。

更にまた請求項５記載の発明によれば、ヒートポンプユニットにより昇温された乾燥空気を、更に熱風乾燥機に求められる温度まで昇温することができる。このため、高温の乾燥空気が必要とされる乾燥機を適用した乾燥システムを構成することが可能となり、この乾燥システムを用いてエネルギー効率の高い運転を行うことができる。

更にまた請求項６記載の発明によれば、二酸化炭素を冷媒とすることにより、ヒートポンプユニットで昇温される乾燥空気の温度を１００〜１２０℃と高くすることができ、乾燥システムをエネルギー効率の高い状態で運転することができる。

除湿機構として冷却除湿器が具えられて構成された本発明の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムを示すブロック図である。 除湿機構としてデシカント除湿機が具えられて構成された本発明の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムを示すブロック図である。 除湿機構としてデシカント除湿機が具えられ且つ除湿素子の再生に供された熱風から熱を回収するように構成された本発明の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムを示すブロック図である。

本発明の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムの形態は以下の実施例に示すとおりであるが、この実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

本発明の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システムＳ（以下、乾燥システムＳと称する。）は、乾燥機１と、この乾燥機１に乾燥空気Ａｄを供給するための給気機構２とが具えられて成るものである。そして前記給気機構２は、外気Ａ０を昇温するための昇温機構３と、外気Ａ０を除湿するための除湿機構５とを具えることにより、外気Ａ０の昇温、除湿を行うように構成されて成るものである。また前記昇温機構３はヒートポンプユニット３０を具えて成るものであり、且つ、このヒートポンプユニット３０における蒸発器３３において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水Ｗを、前記給気機構２内における他の構成要素の冷熱源として供することにより、この熱源水Ｗ中に熱を取り込むことができるように構成されている。
なお本発明の乾燥システムＳは、被乾燥物を乾燥することにより乾燥空気Ａｄには水分が含まれた乾燥排気ガスを生じるが、再生して循環使用することなく、外部に排気するワンパスタイプの構成が採られるものである。
また外気Ａ０以外にも、外気Ａ０相当の温度と湿度の気体であれば、例えば窒素ガス等を乾燥システムＳの処理対象とすることができるものである。
以下、構成を異ならせた乾燥システムＳ毎に説明する。

〔実施例１〕
まず図１に示す乾燥システムＳは、前記除湿機構５として冷却除湿器５１が具えられて構成されたものであり、冷却除湿器５１における冷熱源として、前記ヒートポンプユニット３０における蒸発器３３において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水Ｗを供するように構成されたものである。

まず乾燥システムＳの構成要素について詳しく説明すると、前記乾燥機１は、一例として流動層乾燥機が適用されるものであり、この装置は、流動室１０内の一区画において乾燥処理が施された被乾燥物を、流動室１０内の別区画において冷却した後、排出するタイプの装置である。このため筐体内部に流動室１０が形成され、この流動室１０内にほぼ水平に設けられた通気板１１上に堰板１２が立設されており、この堰板１２が通気板１１上の空間を乾燥エリアと冷却エリアとに区画するものである。
そして流動室１０内に投入口１５から被乾燥物Ｈを投入するとともに、給気口１３から乾燥空気Ａｄを導入すると、通気板１１上には被乾燥物Ｈの流動層が形成されるものであり、被乾燥物Ｈは徐々に水分を奪われた後、堰１２を乗り越えて冷却エリアに移動することとなる。そして被乾燥物は給気口１４から導入される冷却済空気Ａｃによって冷却され、やがて排出口１７から外部に取り出される。
一方、乾燥空気Ａｄ及び冷却済空気Ａｃは排気口１６から外部に排気される。

次に昇温機構３に具えられるヒートポンプユニット３０について説明すると、この機器は除湿空気Ａｈを昇温して昇温空気Ａｔとするためのものであり、凝縮器３１と、膨張弁３２と、蒸発器３３と、圧縮機３４とを具えてヒートポンプサイクルを形成するものである。なおこの実施例では一例として二酸化炭素を冷媒とするものが採用されるものであり、ヒートポンプユニット３０において昇温された昇温空気Ａｔの温度を１００〜１２０℃程度とすることができるものである。因みに二酸化炭素以外にも、今後、他の冷媒を用いた同等の性能を有するヒートポンプユニット３０が実用化された場合には、これを採用することもできる。なお図中においては、ヒートポンプユニット３０の熱源水Ｗの流路を二重線で示す一方、外気Ａ０の流路を単線で示すようにした。

次に除湿機構５としての冷却除湿器５１について説明すると、この機器は、外気Ａ０を除湿して除湿空気Ａｈとするためのものであり、この実施例では一例としてフィンチューブ熱交換器、空冷式熱交換器、直接接触式熱交換器等が採用される。

次に昇温装置６について説明すると、この機器は、昇温空気Ａｔを更に昇温して乾燥空気Ａｄとするためのものであり、この実施例では一例としてフィンチューブ熱交換器、電気ヒータ、直火炉等が採用される。

次に排熱回収器７について説明すると、この機器は、熱源水Ｗを昇温するためのものであり、この実施例では一例としてフィンチューブ熱交換器、プレート式熱交換器等が採用される。

そしてこれらの機器は図１に示すように接続されるものであり、ブロワ等（図示省略）によって吸引された外気Ａ０（３５℃）は、初めに冷却除湿器５１において低温熱源水Ｗ２との間で熱交換を行って温度が低下することにより除湿され、除湿空気Ａｈ（２０〜２５℃）としてヒートポンプユニット３０に送られる。なお除湿空気Ａｈの一部は乾燥機１における給気口１４に冷却済空気Ａｃとして供給され、被乾燥物Ｈの冷却に供される。
次いで除湿空気Ａｈはヒートポンプユニット３０の凝縮器３１において、冷媒との間で熱交換を行って温度が上昇され、昇温空気Ａｔ（１００〜１２０℃）として昇温装置６に送られる。
次いで昇温空気Ａｔは昇温装置６において、ボイラー蒸気あるいは直火炉で生成された熱風等との間で熱交換を行って温度が上昇され、乾燥空気Ａｄ（１３０℃以上）として乾燥機１における給気口１３に供給され、被乾燥物の乾燥に供される。

そして乾燥機１においては、被乾燥物は乾燥空気Ａｄの作用によって乾燥され、次いで冷却済空気Ａｃによって冷却された後、所望の水分値の乾燥品となって排出されるものである。この際、冷却済空気Ａｃは春から秋にかけての時季のように、外気Ａ０の湿度が高い条件下であっても低湿度とされるため、所望の乾燥状態とされた乾燥品を安定的に得ることが可能となる。

ここで前記ヒートポンプユニット３０において供される熱源水Ｗの熱サイクルについて説明すると、蒸発器３３において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した低温熱源水Ｗ２（１０〜１５℃）は、冷却除湿器５１において冷熱源として供されるものであり、この際、低温熱源水Ｗ２には外気Ａ０の熱が取り込まれて高温熱源水Ｗ１（２０℃）となる。そして高温熱源水Ｗ１は、タンク８を経由して再びにヒートポンプユニット３０における蒸発器３３に送られ、除湿空気Ａｈの昇温に供されるものである。このため所望の乾燥状態とされた乾燥品を安定的に且つ低コストにて得ることができる。

なお熱源水の熱が不足する場合には、排熱回収器７において、乾燥システムＳまたは周辺機器の排ガス、スクラバ水等から熱源水Ｗに熱が取り込まれるようにしたり、タンク８に排温水を供給することにより補うことができる。このため乾燥システムＳ全体のエネルギー効率の向上により、更なる低ランニングコストでの運転が可能となる。

〔実施例２〕
次に図２に示す乾燥システムＳについて説明する。この乾燥システムＳは、前記除湿機構５としてデシカント除湿機５２が具えられて構成されたものであり、このデシカント除湿機５２によって除湿された外気Ａ０を前記ヒートポンプユニット３０に供給するにあたって、その温度をヒートポンプユニット３０の動作に適した温度域にまで低下させるための冷却器９が具えられて成るものである。そしてこの冷却器９における冷熱源として、前記ヒートポンプユニット３０における蒸発器３３において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水Ｗを供するように構成されたものである。
因みにこのような構成は、図１に示した乾燥システムＳにおける冷却除湿器５１の前段にデシカント除湿機５２を位置させるとともに、冷却除湿器５１を冷却器９として機能させるように改変して実現することができるものである。
なおヒートポンプユニット３０にあっては、被昇温気体（ここでは外気Ａ０）の温度が高い場合、ヒートポンプユニット３０の運転効率が低下するなどの影響があるので、ヒートポンプユニット３０の動作に適した温度に調整した状態で、被昇温気体（外気Ａ０）をヒートポンプユニット３０に導入するものである。

ここで前記デシカント除湿機５２について説明すると、このものはゼオライト、活性炭、シリカゲル等の除湿剤が収容されて成る除湿素子５２１に被除湿気体を通過させることにより除湿を行うものである。そして水分を吸着した除湿素子５２１は、ブロワ等（図示省略）によって供給される熱風により再生されるものであり、この熱風を生成するための熱交換器５２２が具えられ、前記除湿素子５２１を回転させることにより、水分を吸着した除湿剤を熱風に晒して再生が行われるように構成されている。なお除湿素子５２１の再生に用いられた熱風を、昇温装置６、排熱回収器７の熱源として用いることができる。
なお、熱交換器５２２は、一例として、フィンチューブ熱交換器、プレート式熱交換器等が採用される。もちろん熱交換器５２２の代わりに電気ヒータ等で外気Ａ０を加熱しても構わない。

そしてブロワ等（図示省略）により吸引された外気Ａ０（３５℃）は初めにデシカント除湿機５２において除湿され、水分吸着熱により昇温された状態の除湿空気Ａｈ（５０℃）となって冷却器９に送られる。
冷却器９において除湿空気Ａｈは、蒸発器３３から排出された低温熱源水Ｗ２との間で熱交換を行って温度が低下し、冷却済空気Ａｃ（４０℃以下）としてヒートポンプユニット３０に送られる。なお冷却済空気Ａｃの一部は乾燥機１における給気口１４に供給され、被乾燥物の冷却に供される。
次いでヒートポンプユニット３０の凝縮器３１において冷却済空気Ａｃは、冷媒との間で熱交換を行って温度が上昇され、昇温空気Ａｔ（１００〜１２０℃）として昇温装置６に送られる。
次いで昇温装置６において昇温空気Ａｔは、ボイラー蒸気あるいは直火炉で生成された熱風等との間で熱交換を行って温度が上昇され、乾燥空気Ａｄ（１３０℃以上）として乾燥機１における給気口１３に供給され、被乾燥物の乾燥に供される。

そして乾燥機１においては、被乾燥物は乾燥空気Ａｄの作用によって乾燥され、次いで冷却済空気Ａｃによって冷却された後、所望の水分値の乾燥品となって排出されるものである。この際、冷却済空気Ａｃは春から秋にかけての時季のように、外気Ａ０の湿度が高い条件下であっても低湿度とされるため、所望の乾燥状態とされた乾燥品を安定的に得ることが可能となる。

ここで前記ヒートポンプユニット３０において供される熱源水Ｗの熱サイクルについて説明すると、蒸発器３３において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した低温熱源水Ｗ２（１０〜１５℃）は、前述のように冷却器９において冷熱源として供されるものであり、この際、低温熱源水Ｗ２には除湿空気Ａｈの熱が取り込まれて昇温されることとなる（２０℃）。
そして冷却器９において昇温され高温熱源水Ｗ１は、タンク８を経由して再びにヒートポンプユニット３０における蒸発器３３に送られ、冷却済空気Ａｃの昇温に供されるものである。このため所望の乾燥状態とされた乾燥品を安定的に且つ低コストにて得ることができる。

〔実施例３〕
次に図３に示す乾燥システムＳについて説明する。この乾燥システムＳは、ヒートポンプユニット３０によって昇温された外気Ａ０をデシカント除湿機５２によって除湿するように構成され、デシカント除湿機５２の除湿素子５２１の再生に供された熱風（吸湿空気Ａｒ）の温度を低下させるための冷却器５２３が具えられて成り、この冷却器５２３における冷熱源として、前記ヒートポンプユニット３０における蒸発器３３において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水Ｗを供するように構成されたものである。
因みにこのような構成は、図１に示した乾燥システムＳにおけるヒートポンプユニット３０と昇温装置６との間にデシカント除湿機５２を位置させるとともに、冷却除湿器５１を除湿素子５２１の再生を行った吸湿空気Ａｒを冷却するための冷却器５２３として機能させ、更にヒートポンプユニット３０における凝縮器３１に直接、外気Ａ０を供給するようにして改変して実現することができるものである。

そしてブロワ等（図示省略）により吸引された外気Ａ０（３５℃）は初めにヒートポンプユニット３０の凝縮器３１において、冷媒との間で熱交換を行って温度が上昇され、昇温空気Ａｔ（６０〜８０℃）としてデシカント除湿機５２に送られる。
昇温空気Ａｔはデシカント除湿機５２において除湿され、水分吸着熱により昇温された状態の除湿空気Ａｈ（１００〜１２０℃）となって昇温装置６に送られる。
除湿空気Ａｈは昇温装置６において、ボイラー蒸気あるいは直火炉で生成された熱風等との間で熱交換を行って温度が上昇され、乾燥空気Ａｄ（１３０℃以上）として乾燥機１における給気口１３に供給され、被乾燥物の乾燥に供される。
そして乾燥機１においては、被乾燥物は乾燥空気Ａｄの作用によって乾燥され、次いで詳しくは後述する冷却済空気Ａｃによって冷却された後、所望の水分値の乾燥品となって排出されるものである。

ここで前記ヒートポンプユニット３０において供される熱源水Ｗの熱サイクルについて説明すると、蒸発器３３において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した低温熱源水Ｗ２（１０〜１５℃）は、前述のように冷却器５２３において冷熱源として供されるものであり、この際、低温熱源水Ｗ２には吸湿空気Ａｒの熱が取り込まれて昇温されることとなる（２０℃）。一方、吸湿空気Ａｒは温度が低下した状態で排気されるが、一部あるいは全部を冷却済空気Ａｃとして乾燥機１の給気口１４に導入し、乾燥された被乾燥物の冷却に用いることもできる。
そして冷却器５２３において昇温された高温熱源水Ｗ１は、タンク８を経由して再びヒートポンプユニット３０における蒸発器３３に送られ、外気Ａ０の昇温に供されるものである。このため所望の乾燥状態とされた乾燥品を安定的に且つ低コストにて得ることができる。
またこのように、ヒートポンプユニット３０には常温の外気Ａ０が供給され、この外気Ａ０の昇温が行われるため、ヒートポンプユニット３０を良好な条件で運転することが可能となる。
更にまたデシカント除湿機５２の除湿素子５２１は、外気Ａ０を熱交換器５２２により加熱されて、吸湿した除湿素子５２１に導入されることで、除湿素子５２１が除湿され、除湿素子５２１は再び昇温空気Ａｔの除湿に供せられる。
なお、熱交換器５２２には、一例として、フィンチューブ熱交換器、プレート式熱交換器等が採用される。もちろん熱交換器５２２の代わりに電気ヒータ等で外気Ａ０を加熱しても構わない。
除湿素子５２１からの水分を取り込んだ吸湿空気Ａｒは冷却器５２３に導入され、吸湿空気Ａｒは冷却されて冷却済空気Ａｃとなる。
冷熱源として熱交換器５２２に供給された低温熱源水Ｗ２は高温熱源水Ｗ１となり、熱源水Ｗに熱を取り込むことができるため、この熱をヒートポンプユニット３０において外気Ａ０の昇温に用いることにより、乾燥システムＳをエネルギー効率の高い状態で運転することができる。

Ｓ 乾燥システム
１ 乾燥機
１０ 流動室
１１ 通気板
１２ 堰板
１３ 給気口
１４ 給気口
１５ 投入口
１６ 排気口
１７ 排出口
２ 給気機構
３ 昇温機構
３０ ヒートポンプユニット
３１ 凝縮器
３２ 膨張弁
３３ 蒸発器
３４ 圧縮機
５ 除湿機構
５１ 冷却除湿器
５２ デシカント除湿機
５２１ 除湿素子
５２２ 熱交換器
５２３ 冷却器
６ 昇温装置
７ 排熱回収器
８ タンク
９ 冷却器
Ａ０ 外気
Ａｃ 冷却済空気
Ａｄ 乾燥空気
Ａｈ 除湿空気
Ａｒ 吸湿空気
Ａｔ 昇温空気
Ｈ 被乾燥物
Ｗ 熱源水
Ｗ１ 熱源水
Ｗ２ 熱源水

Claims (6)

1. 乾燥機と、この乾燥機に乾燥空気を供給するための給気機構とが具えられた乾燥システムにおいて、前記給気機構は、外気を昇温するための昇温機構と、外気を除湿するための除湿機構とを具えることにより、外気の昇温、除湿を行うように構成されて成るものであり、また前記昇温機構はヒートポンプユニットを具えて成るものであり、且つ、このヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を、前記給気機構内における他の構成要素の冷熱源として供することにより、この熱源水中に熱を取り込むことができるように構成され、
   且つ、前記除湿機構は、冷却除湿器を具えて構成されたものであり、この冷却除湿器における冷熱源として、前記ヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を供するものであり、
   更に前記給気機構には、
   冷却除湿器により冷却・除湿された外気を乾燥機における冷却エリアに通じる給気口に供給して被乾燥物の冷却を行うための機構と、
   冷却除湿器により冷却・除湿された外気をヒートポンプユニットにおける凝縮器によって昇温した後、乾燥機における乾燥エリアに通じる給気口に供給して被乾燥物の乾燥を行うための機構とが具えられていることを特徴とする乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システム。
   
2. 乾燥機と、この乾燥機に乾燥空気を供給するための給気機構とが具えられた乾燥システムにおいて、前記給気機構は、外気を昇温するための昇温機構と、外気を除湿するための除湿機構とを具えることにより、外気の昇温、除湿を行うように構成されて成るものであり、また前記昇温機構はヒートポンプユニットを具えて成るものであり、且つ、このヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を、前記給気機構内における他の構成要素の冷熱源として供することにより、この熱源水中に熱を取り込むことができるように構成され、
   且つ、前記除湿機構は、デシカント除湿機を具えて構成されたものであり、このデシカント除湿機によって除湿された外気を前記ヒートポンプユニットにおける凝縮器に供給するにあたって、その温度を低下させるための冷却器が具えられて成り、この冷却器における冷熱源として、前記ヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を供するものであることを特徴とする乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システム。
   
3. 乾燥機と、この乾燥機に乾燥空気を供給するための給気機構とが具えられた乾燥システムにおいて、前記給気機構は、外気を昇温するための昇温機構と、外気を除湿するための除湿機構とを具えることにより、外気の昇温、除湿を行うように構成されて成るものであり、また前記昇温機構はヒートポンプユニットを具えて成るものであり、且つ、このヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を、前記給気機構内における他の構成要素の冷熱源として供することにより、この熱源水中に熱を取り込むことができるように構成され、
   且つ、前記除湿機構は、デシカント除湿機を具えて構成されたものであり、前記ヒートポンプユニットにおける凝縮器によって昇温された外気をこのデシカント除湿機によって除湿するように構成され、デシカント除湿機の除湿素子の再生に供された熱風の温度を低下させるための冷却器が具えられて成り、この冷却器における冷熱源として、前記ヒートポンプユニットにおける蒸発器において冷媒との間で熱交換を行うことにより温度が低下した熱源水を供するものであることを特徴とする乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システム。
   
4. 前記給気機構には、冷却器により冷却された外気を乾燥機に供給し、被乾燥物の冷却を行うための機構が具えられていることを特徴とする請求項２または３記載の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システム。
   
5. 前記給気機構には、昇温機構により昇温されるとともに、除湿機構により除湿された外気を、更に昇温するための昇温装置が具えられていることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システム。
   
6. 前記ヒートポンプユニットは、二酸化炭素を冷媒とするものであることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の乾燥空気の除湿機構が具えられた乾燥システム。

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