JPH0370144B2 - - Google Patents

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JPH0370144B2
JPH0370144B2 JP62054489A JP5448987A JPH0370144B2 JP H0370144 B2 JPH0370144 B2 JP H0370144B2 JP 62054489 A JP62054489 A JP 62054489A JP 5448987 A JP5448987 A JP 5448987A JP H0370144 B2 JPH0370144 B2 JP H0370144B2
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JP
Japan
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air
gas separation
separation membrane
water
humid air
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JP62054489A
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JPS63220026A (ja
Inventor
Satoru Ono
Kohei Ninomya
Hiroshi Sato
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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  • Drying Of Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水の蒸発潜熱による空気と冷却と気
体分離膜による空気の除湿とを組合せた空調シス
テムに関するもので、本発明の空調システムは、
居室や倉庫等の空調(除湿及び冷房)に利用され
る。
〔従来の技術〕
従来、含湿空気の冷却・除湿方法としては、含
湿空気をその露点温度以下の冷水と直接向流接触
させて除湿する直接冷却法、及び管内に冷媒を通
して管表面温度を空気の露点以下に保持したフイ
ン付管群間に含湿空気を流通させて除湿する間接
冷却法がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記の直接冷却法及び間接冷却法は、何れも、
含湿空気を低湿度〔湿度70%(25℃)以下〕まで
除湿するためには、使用する水又は冷媒を冷凍機
により冷却する必要があり、また、このような方
法による場合、調湿する部屋の温度を居住適温
(20℃前後)に調節するためには、冷却された空
気を加熱して昇温させる必要があつた。
従つて、本発明の目的は、水を冷凍機により冷
却することなく含湿空気を低湿度〔湿度70%(25
℃)以下〕まで除湿でき、調湿する部屋の温度を
居住適温(20℃前後)に効率良く調節できる、空
調システムを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等は、種々検討した結果、水の蒸発潜
熱による空気の冷却工程と気体分離膜による空気
の除湿工程を組合せることにより、前記目的を達
成し得ることを知見した。
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、
少なくとも水の蒸発装置、空気の吸引、排気装
置、空調対象の部屋への送排気装置及び気体分離
膜ユニツトを備え、含湿空気を冷却脱湿空気とし
て利用する空調システムであつて、少なくとも、
含湿空気を上記蒸発装置内に吸引し水と接触させ
て水の蒸発潜熱により該含湿空気を冷却する冷却
工程と、冷却した該含湿空気を上記気体分離膜ユ
ニツトにより除湿して冷却脱湿空気とする除湿工
程とを含んでいることを特徴とする空調システム
を提供するものである。
以下、本発明の空調システムを、その好ましい
一実施態様の概略を示す第1図のフローシートを
参照し乍ら詳述する。尚、本発明でいう含湿空気
とは、本発明により脱湿される前の空気をいい、
湿度のレベルに限定されるものではない。
本発明を実施するには、先ず、空調対象の部屋
の含湿空気を、水の蒸発装置1内に空気の吸引装
置2により導入ラインAより吸引し、吸引した該
含湿空気を、上記蒸発装置1で水と接触させて水
の蒸発潜熱により冷却し、冷却含湿空気とする。
上記蒸発装置1は、噴霧器1aから噴霧される
水と、吸引した含湿空気とが直接向流接触し、噴
霧された水ポンプ1bにより噴霧1aに循環する
ようになしてある。
本発明に用いられる上記蒸発装置は、含湿空気
と水とを接触させ、水の蒸発潜熱により該含湿空
気を15〜25℃に冷却し得る構造のもの、特に温度
25〜35℃及び湿度60〜90%の含湿空気を15〜25℃
に冷却可能なものが好ましい。
次いで、上記蒸発装置1で冷却された冷却含湿
空気(増湿空気)を気体分離膜ユニツト3により
除湿して冷却脱湿空気とする。
気体分離膜ユニツト3による冷却含湿空気の除
湿は、冷却含湿空気を供給ラインBより上記ユニ
ツト3の気体分離膜の一方の側3aに供給し且つ
その際該気体分離膜の他方の側3bを真空ポンプ
4等により減圧に保持することにより行うことが
できる。減圧は、後述する気体分離膜を用いた場
合、気体分離膜の他方の側3bの圧力が1〜200
mmHgとなるようにするのが好ましい。このよう
に冷却含湿空気を気体分離膜で処理することによ
り、上記冷却含湿空気中の水分を気体分離膜の他
方の側3bに選択的に透過させ、冷却含湿空気の
湿度を低下させることができる。
上述の蒸発装置1による冷却工程及び気体分離
膜ユニツト3による除湿工程により、本発明によ
る処理前の含湿空気の湿度を10〜50%減湿でき、
例えば湿度60〜90%、温度25〜35℃の空気を、湿
度30〜70%、温度15〜25℃の冷却脱湿空気とする
ことができる。尚、上記気体分離膜を透過した水
分は空気の排気装置により排気ラインCより系外
(室外)へ排出する。
上述の如くして得られた冷却脱湿空気は、送排
気装置により送出ラインDより空調対象の部屋に
吐出される。
尚、水の蒸発速度は含湿空気の湿度で規定され
るから、含湿空気の湿度が高い場合には、吸引装
置2により吸引した含湿空気を、供給ラインEよ
り気体分離膜ユニツト3へ供給し、除湿すること
によつて脱湿空気とし、そして、該脱湿空気を、
空調対象の部屋へ送出ラインDより吐出し、部屋
の空気を所定湿度に除湿後、該部屋の空気を、導
入ラインAより蒸発装置1内に吸引して所定温度
迄冷却するとよい。また、この場合、上記脱湿空
気を気体分離膜ユニツト3から直接蒸発装置1へ
循環させてもよい。
冷却脱湿空気の吐出により部屋の温度及び湿度
が所定温度及び所定湿度に達したら、含湿空気の
吸引を停止する。その後、部屋の温度が上昇した
場合には、上述の如く再び蒸発装置1及び気体分
離膜ユニツト3を作動させ、部屋の温度を所定温
度に保持する。また、部屋の湿度が上昇した場合
には、気体分離膜ユニツト3を作動させ、部屋の
湿度を所定湿度に保持する。
本発明の空調システムにおいて用いられる前記
気体分離膜としては、セルロース、ポリスルホ
ン、ポリイミド等の天然或いは合成高分子からな
る有機非多孔質気体分離膜や、ガラス、セラミツ
ク等からなる無機多孔質気体分離膜を用いること
ができる。特に、水と酸素及び窒素との分離性能
が高く、水の透過速度も高いポリイミド製気体分
離膜を用いるのが好ましい。
また、上記気体分離膜としては、有効膜面積の
大きい中空糸の集合体が好ましいが、平膜でも良
い。
気体分離膜として用いられる中空糸は、その外
径が、通常50〜2000μ、好ましくは200〜1000μで
ある。中空糸の外径が小さ過ぎると圧力損失が大
きくなり、大き過ぎると有効膜面積が減少する。
また、上記中空糸としては、(厚み/外径)=0.1
〜0.3の条件を満たすものを用いるのが好ましい。
中空糸の厚みが小さいと耐圧性が不充分となり、
また厚みが大きいと水分選択透過性が不良とな
る。尚、上記厚み=(外径−内径)/2である。
また、気体分離膜の大きさは、プロセスの規模に
よつて選定されるが、通常、有効膜面積5〜1000
m2の気体分離膜が用いられる。
本発明に用いる気体分離膜として特に有利に用
いることのできるポリイミド製気体分離膜は、芳
香族テトラカルボン酸骨格と芳香族ジアミン骨格
とを含むもので公知の方法により製造することが
できる。
上記芳香族テトラカルボン酸骨格としては、
3,3′,4,4′―ベンゾフエノンテトラカルボン
酸、2,3,3′,4′―ベンゾフエノンテトラカル
ボン酸、ピロメリツト酸、3,3′,4,4′―ビフ
エニルテトラカルボン酸、及び2,3,3′,4′―
ビフエニルテトラカルボン酸、そしてこれらの芳
香族テトカルボン酸の酸二無水物、エステル、塩
等から誘導されるカルボン酸骨格を挙げることが
できる。これらのうち3,3′,4,4′―ビフエニ
ルテトラカルボン酸の酸二無水物と2,3,3′,
4′―ビフエニルテトラカルボン酸の酸二無水物等
により代表されるビフエニルテトラカルボン酸二
無水物から誘導された酸骨格を主酸骨格とする芳
香族ポリイミド製気体分離膜を使用した場合に本
発明は特に有用である。
また、上記芳香族ジアミン骨格としては、p―
フエニレンジアミン、m―フエニレンジアミン、
2,4―ジアミノトルエン、4,4′―ジアミノジ
フエニルエーテル、4,4′―ジアミノジフエニル
メタン、o―トリジン、1,4―ビス(4―アミ
ノフエノキシ)ベンゼン、o―トリジンスルホ
ン、ビス(アミノフエノキシ―フエニル)メタ
ン、及びビス(アミノフエノキシ―フエニル)ス
ルホン等を挙げることができる。
芳香族ポリイミド製気体分離膜の製造方法とし
ては、例えば、上記芳香族ジアミン(他の芳香族
ジアミンを含有していてもよい)からなる芳香族
ジアミン成分と上記ビフエニルテトラカルボン酸
成分とを略等モル、フエノール系化合物の有機溶
媒中約140℃以上の温度で一段階で重合及びイミ
ド化して芳香族ポリイミドを生成し、その芳香族
ポリイミド溶液(濃度;約3〜30重量%)をドー
プ液として使用して約30〜150℃の温度の基材上
に塗布又は流延或いは中空糸膜状に押出してドー
プ液の薄膜(平膜又は中空糸)を形成し、次いで
その薄膜を凝固液に浸漬して凝固膜を形成し、そ
の凝固膜から溶媒、凝固液等を洗浄除去し、最後
に熱処理して芳香族ポリイミド製の非対称性気体
分離膜を形成する製造方法を挙げることができ
る。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明
する。
実施例 1 容積25m3の部屋における、30℃、湿度70%の空
気を次のようにして30分で20℃、湿度50%の空気
にした。
30℃、湿度70%の含湿空気50m3/Hrを、気体
分離膜ユニツト(ポリイミド製中空糸気体分離
膜:膜面積40m2)の一方の側に供給し且つその際
他方の側の圧力を50mmHgに保持し、含湿空気中
の水分を他方の側に透過させ、一方の側に水分が
8.7mm/Hg(20℃、湿度50%相当)の乾燥空気を
得た。この乾燥空気を水の蒸発装置に吸引し、水
と直接接触させて、水の蒸発潜熱により冷却し、
20℃の冷却含湿空気を得た。この冷却含湿空気を
再び気体分離膜ユニツト(ポリイミド製中空糸気
体分離膜:膜面積40m2)の一方の側に供給し且つ
その際他方の側の圧力を50mmHgに保持し、冷却
含湿空気中の水分を他方の側に透過させ、一方の
側に20℃、湿度50%の冷却脱湿空気を得た。この
冷却脱湿空気を部屋に吐出し、部屋の空気を20
℃、湿度50%の空気にした。
60分後、室内熱負荷等により、室温が25℃に上
昇したので、部屋の空気を再び上記と同様にして
所定の温度、湿度の冷却脱湿気体とした。
〔発明の効果〕
本発明の空調システムによれば、水を冷凍機に
より冷却することなく含湿空気を低湿度〔湿度70
%(25℃)以下〕まで除湿でき、調湿する部屋の
温度を居住適温(20℃前後)に効率的に調節可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の空調システムの好ましい一
実施態様の概略を示すフローシートである。 1……水の蒸発装置、3……気体分離膜ユニツ
ト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも水の蒸発装置、空気の吸引、排気
    装置、空調対象の部屋への送排気装置及び気体分
    離膜ユニツトを備え、含湿空気を冷却脱湿空気と
    して利用する空調システムであつて、少なくと
    も、含湿空気を上記蒸発装置内に吸引し水と接触
    させて水の蒸発潜熱により該含湿空気を冷却する
    冷却工程と、冷却した該含湿空気を上記気体分離
    膜ユニツトにより除湿して冷却脱湿空気とする除
    湿工程とを含んでいることを特徴とする空調シス
    テム。 2 気体分離膜ユニツトにおける気体分離膜が、
    ポリイミド製気体分離膜である特許請求の範囲第
    1項記載の空調システム。 3 含湿空気を、気体分離膜ユニツトにより除湿
    した後水の蒸発装置内に吸引する特許請求の範囲
    第1項記載の空調システム。
JP62054489A 1987-03-10 1987-03-10 空調システム Granted JPS63220026A (ja)

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