JPH11165064A

JPH11165064A - 除湿空調装置

Info

Publication number: JPH11165064A
Application number: JP34997597A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Maeda; 健作前田; Yoshiro Fukasaku; 善郎深作; Shoji Yamanaka; 昭司山中
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】省エネルギでかつコンパクトな除湿空調装置
を提供する。【解決手段】処理空気の経路Ａと、再生空気の経路Ｂ
と、冷却空気の経路Ｃを有し、デシカント１０３を処理
空気と再生空気が交互に流通するようにした除湿空調装
置において、デシカントとして、潮解性がなく、かつ最
大吸着量の２０％以上の水分を吸着する際の微分吸着熱
の最大値が水の凝縮熱の１．１倍以下で、かつデシカン
トの吸着特性を示す吸着等温線が、相対湿度３０％から
７０％の範囲で、相対湿度９０％の時の最大吸着量を分
母とし吸着量を分子として定義する相対吸着量をＸ、相
対湿度をＰ、等温線分離因子をＲとして、式Ｘ＝Ｐ／
（Ｒ＋Ｐ−Ｒ・Ｐ）で表わされる関数を用いて、等温線
分離因子Ｒ＝０．２として得られるＸ−Ｐ曲線と、等温
線分離因子Ｒ＝２．５として得られるＸ−Ｐ曲線とに囲
まれた範囲内に存在する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、除湿空調装置に係
り、特にデシカントによる水分の吸着処理と加熱源によ
り加熱された再生空気によるデシカントの再生処理を連
続的に行えるようにした除湿空調装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は、デシカントにより水分を吸着
される処理空気の経路と、加熱源によって加熱されたの
ち前記水分吸着後のデシカントを通過してデシカント中
の水分を脱着して再生する再生空気の経路と、デシカン
トにより水分を吸着された後の処理空気と熱交換して処
理空気を冷却する冷却空気の経路を有し、デシカントを
処理空気と再生空気が交互に流通するようにした除湿空
調装置の従来技術であり、これは、処理空気経路Ａと、
再生空気経路Ｂと、冷却空気経路Ｃと、デシカントロー
タ１０３と、冷却熱交換器１０４と、顕熱交換器１２１
と、加熱器２２０と、加湿器１０５を主な構成機器とし
て、処理空気をデシカントロータ１０３で除湿し、デシ
カントの水分吸着熱によって温度上昇した処理空気を冷
却熱交換器１０４で冷却空気と熱交換して冷却したの
ち、加湿器で加湿して空調空間に供給するとともに、再
生空気を外部空間（ＯＡ）から取り入れて、第２の顕熱
交換器１２１でデシカント再生後の再生空気と熱交換し
て温度上昇したのち、加熱器２２０で加熱源２００によ
って加熱して相対湿度を下げて、デシカントロータ１２
９を通過させて、デシカントロータ１２９の水分を脱着
再生し、さらに再生後の再生空気の顕熱分を加熱前の再
生空気と顕熱交換器１２１で熱交換して回収したのち、
外部（ＥＸ）に放出するよう構成していた。

【０００３】このような技術は所謂デシカント空調と呼
ばれ、空調空間の湿度を制御できる技術として実用価値
が高いものである。このようなデシカント空調に用いる
デシカントとしては、シリカゲルやゼオライトが用いら
れることが知られており、特に、変成ゼオライトであっ
てブルナウァのタイプ１に分類され、等温分離因子（セ
パレーションファクター）が０．０７〜０．５の範囲の
ものが、燃焼ガスで再生空気を加熱するデシカント空調
機に最適であることが知られている。また過去には塩化
リチウムが吸湿物質として用いられることがあったが、
高湿度の環境下では潮解性があって、ロータから脱落し
てしまう欠点があるため次第に使用されなくなってい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術においては、燃焼ガスで再生空気を加熱するデシカン
ト空調機ではデシカントの再生温度は１０１℃（２１５
゜Ｆ）ないし１４３℃（２９０゜Ｆ）が好適であること
が知られていて、このような再生温度に適当なデシカン
トとしてゼオライトがふさわしく、特に図１７に示すよ
うに等温分離因子（セパレーションファクター）が０．
０７〜０．５の範囲の吸着等温線で示される吸着特性を
持つことが最適であることが知られている。しかしデシ
カントの再生熱源として、様々な排熱や太陽熱を用いよ
うとする場合、再生温度は６５〜７５℃にする方が、利
用できる熱源が多いため、実用化しやすいが、このよう
な場合前記ゼオライトは必ずしも最適なものではない。
以下に図１７を用いて理由を説明する。

【０００５】図１７はゼオライトの吸着等温線である。
デシカント空調に再生空気として外気を用いる場合、夏
期においてその絶対湿度は、空調設計に当たる当業者で
は一般に２１ｇ／ｋｇ程度を想定する。このような空気
を前記１０１℃まで加熱するとその相対湿度は、約３．
０％になる。一方、吸着される処理空気の相対湿度は、
空調装置のＪＩＳ−Ｃ９６１２等に規定された室内条件
から乾球温度２７℃、湿球温度１９℃が一般的でありそ
の時の相対湿度は約５０％である。デシカントはこのよ
うに５０％の処理空気と３．０％の処理空気の間を交互
に接触する。再生空気と接触して平衡する時のゼオライ
トの水分含有率は、図１７に示すように、式Ｘ＝Ｐ／
（Ｒ＋Ｐ−Ｒ・Ｐ）で表わされる関数を用いて、等温線
分離因子Ｒ＝０．１とし、相対湿度が３．０％の場合
は、Ｐ＝０．０３０として計算すると、Ｘ＝０．２３６
となる。

【０００６】一方、室内からの処理空気と接触して平衡
する時のゼオライトの水分含有率は、同様にして、等温
線分離因子Ｒ＝０．１とし、Ｐ＝０．５として計算する
と、Ｘ＝０．９１０になる。従ってゼオライトを用いて
再生空気を１０１℃まで加熱する場合、デシカントでは
相対吸着量の差である０．９１０−０．２３６＝０．６
７４に最大吸着量を乗じた値の水分が吸脱着できる。も
し吸着等温線がリニアな（等温分離因子Ｒ＝１）特性を
持つ、シリカゲルのような素材を用いる場合には、吸脱
着量の差は相対湿度の差と同じく、０．５００−０．０
３０＝０．４７０となり、最大吸着量の０．４７０倍に
留まる。

【０００７】また吸脱着量の変化量ΔＸに対する相対湿
度の変化量ΔＰの比を示す微分係数ｄＰ／ｄＸが小さい
ほど、水分を吸着しても水蒸気圧が上昇しにくく、吸着
の駆動力が維持され、吸着速度を高くすることができる
ため、相対湿度を横軸に、相対水分含有率を縦軸にして
見た場合、吸着等温線は上に凸な形状が有利である。従
ってこの事例では、ゼオライトの方が有利である。この
ように再生温度が従来例で示された１０１℃のように高
い場合にはゼオライトを用いることが有利であった。し
かし、同様の吸脱着の差を本発明が目的とするような、
６５〜７５℃の再生温度で計算すると結果が異なってく
る。

【０００８】すなわち、絶対湿度２１ｇ／ｋｇの再生空
気を７０℃まで加熱するとその相対湿度は、１０．６％
になる。従って再生空気と接触して平衡する時のゼオラ
イトの水分含有率は、相対湿度が１０．６％の場合は、
Ｐ＝０．１０６として計算すると、Ｘ＝０．５３２とな
る。一方、室内からの処理空気と接触して平衡する時の
ゼオライトの水分含有率は、前記と同じで、Ｐ＝０．５
として計算すると、Ｘ＝０．９１０になる。従ってゼオ
ライトを用いて再生空気を７０℃まで加熱する場合、デ
シカントでは両者の差をとって、０．９１０−０．５３
２＝０．３７８、即ち最大吸着量の０．３７８倍の水分
が吸脱着できる。

【０００９】また、吸着開始点と終了の点を結ぶ曲線は
この区間では曲率が小さく、リニアな直線と大差無く、
吸着速度を高くする効果はリニアな場合と殆ど変わらな
い。もし吸着等温線がリニアな（等温分離因子Ｒ＝１）
特性を持つ、シリカゲルのような素材を用いる場合に
は、吸脱着量の差は相対湿度の差と同じく、０．５−
０．１０６＝０．３９４となり、最大吸着量の０．３９
４倍の吸脱着ができて、前記ゼオライトの０．３７８を
上回る。また公知文献（例えば、空調技術者のための除
湿の実用設計、共立出版、昭和５５年、４章、図４．
１）に記載されているように、最大吸着量はシリカゲル
の方がゼオライトよりも多いため、従って、６５〜７５
℃の再生温度のデシカント空調にはゼオライトよりもリ
ニアに近い吸着等温線を持ったシリカゲルのようなデシ
カントの方が有利となる。しかしながら、ゼオライトや
シリカゲルには共通する吸着熱に起因する欠点がある。
以下に理由を説明する。

【００１０】図１８は、図１６に示した機器構成を持っ
たデシカント空調のサイクルを湿り空気線図上に示した
もので、図中実線は吸着熱が大きい場合の過程を示し、
点線は吸着熱が小さい（水の凝縮潜熱に近い）場合の過
程を示し、アルファベット記号Ｋ〜Ｖは吸着熱が大きい
場合の図１６中の空気の各状態を示し、Ｌ’〜Ｖ’は吸
着熱が小さい場合の図１６中の空気の各状態を示すもの
である。処理空気および再生空気および冷却空気の状態
変化を図１８で説明すると、処理空気（状態Ｋ）はデシ
カントロータ１０３によって水分を吸着され（状態
Ｌ）、冷却交換器１０４で外気（状態Ｑ）を加湿して得
られる冷却空気（状態Ｄ）と熱交換して冷却され（状態
Ｍ）、加湿器１０５で加湿されて（状態Ｐ）空調空間１
０１に戻る。一方再生空気は外気（状態Ｑ）を取り入れ
て、デシカント再生後の再生空気（状態Ｕ）と顕熱交換
器１２１で熱交換して加熱され（状態Ｓ）、加熱器２２
０において加熱源によって加熱され（状態Ｔ）たのち、
デシカントロータ１０３を再生する。デシカントを再生
した再生空気（状態Ｕ）は、前記顕熱交換器１２１で冷
却熱交換器１０４を出た再生空気と熱交換して熱回収さ
れ（状態Ｖ）たのち、排気として外部に捨てられる。

【００１１】このようなサイクルを形成するデシカント
空調においては、吸着熱が大きいほど、性能が低下する
傾向がある。以下に数式を用いて説明する。図１８の湿
り空気線図上の水分吸着過程（状態Ｋ〜Ｌ，Ｌ’）は、
吸着熱が水の凝縮熱に等しい場合（状態Ｋ〜Ｌ’）には
熱バランスから次の式が成り立つ。 ΔＸ・Ｒ＝ΔＴ・Ｃｐ従って、この過程は勾配が∂Ｘ／∂Ｔ＝Ｃｐ／Ｒ≒Ｃｉ
（＝一定）の線分で示される（ここでＲは水の凝縮潜
熱、Ｃｐは空気の定圧比熱）。

【００１２】一方、吸着熱がある場合（状態Ｋ〜Ｌ）に
は、同様にして勾配が∂Ｘ／∂Ｔ＝Ｃｐ／Ｈ≒Ｃｓ（＝
一定）の線分で示される（ここでＨは吸着熱）。通常は
吸着熱Ｈ＞凝縮熱Ｒであるから、吸着熱がある吸着過程
は吸着熱がない過程に比べて線分の勾配は水平に近づ
く。ここで、図１８のデシカントサイクルについて吸着
熱がある場合（凝縮熱より大きい場合）と、ない場合
（凝縮熱と等しい場合）について冷房効果について比較
する。

【００１３】処理空気の室内状態（状態Ｋ）は乾球温度
Ｔｒ、絶対湿度Ｘｒとし、処理空気の除湿量をΔＸとす
る。また再生空気には処理空気と同じ流量の外気を用い
（従って再生空気の加湿量もΔＸとなる）、入口条件は
乾球温度Ｔｏ、絶対湿度Ｘｏとし、再生温度をＴｇとす
る。これらの条件は吸着熱がある場合とない場合で同一
として比較する。処理空気の吸着除湿過程では、吸着熱
がない場合には、吸着後の温度Ｔｌ’は、Ｔｌ’＝Ｔｒ＋ΔＸ／Ｃｉ (１) ここでΔＸは除湿前後の湿度差の絶対値とする。

【００１４】この処理空気が冷却空気（温度Ｔｄ）と熱
交換し、状態Ｍ’となる。状態Ｍ’の温度は、Ｔｍ’＝Ｔｌ’−ε（Ｔｌ’−Ｔｄ）＝（１−ε）Ｔｌ’＋Ｔｄ＝（１−ε）（Ｔｒ＋ΔＸ／Ｃｉ）＋Ｔｄ (２) ここでεは冷却熱交換器１０４の温度効率を示し、これ
はＮＴＵ（熱通過数）の関数（ε＝ｆ（ＮＴＵ））であ
り、この計算例では吸着熱がある場合とない場合で、流
量、伝熱係数、伝熱面積が等しければＮＴＵは等しいか
ら、差異はなく定数として扱える。

【００１５】同様にして、吸着熱がある場合には、Ｔｍ＝Ｔｌ−ε（Ｔｌ−Ｔｄ）＝（１−ε）Ｔｌ＋εＴｄ＝（１−ε）（Ｔｒ＋ΔＸ／Ｃｓ）＋εＴｄ (３) この場合状態Ｍ、またはＭ’の乾球温度が低い方が、冷
房効果が大きいことになるので、ＴｍとＴｍ’の差を取
ると、Ｔｍ’−Ｔｍ＝（１−ε）（１／Ｃｉ−１／Ｃｓ）ΔＸ＝（１−ε）（Ｃｓ−Ｃｉ）ΔＸ／ＣｉＣｓ (４) Ｃｓ＜Ｃｉであるから、Ｔｍ’−Ｔｍ＜０従って、Ｔ
ｍ’＜Ｔｍとなり吸着熱が少ない方が、温度が下がり冷
房効果が大きくなる。すなわち図１８において、ΔＱ’
＞ΔＱとなり、吸着熱が大きいほうが、冷房効果が小さ
くなる。

【００１６】次に再生空気の所要加熱量について、吸着
熱がある場合（凝縮熱より大きい場合）と、ない場合
（凝縮熱と等しい場合）を比較する。前記と同じく図１
８において、吸着熱がない場合には、状態Ｕ’は再生温
度をＴｇとして、Ｔｕ’＝Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ (５) 状態Ｓ’は、外気温度をＴｏとして、Ｔｓ’＝Ｔｏ＋ε（Ｔｕ’−Ｔｏ）＝（１−ε）Ｔｏ＋εＴｕ’ ＝（１−ε）Ｔｏ＋ε（Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ） (６) ここで、ε’は顕熱交換器１２１の温度効率を示し、前
記と同様に定数として扱える。

【００１７】同様にして吸着熱が大きい場合の状態Ｕ
は、Ｔｓ＝Ｔｏ＋ε（Ｔｕ’−Ｔｏ）＝（１−ε）Ｔｏ＋εＴｕ’ ＝（１−ε）Ｔｏ＋ε（Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｓ） (７) この場合状態Ｓ’またはＳの乾球温度が高い方が、再生
加熱量が少ないことになるので、Ｔｓ’とＴｓの差を
取ると、Ｔｓ’−Ｔｓ＝ε（Ｃｉ−Ｃｓ）ΔＸ／ＣｉＣｓ (８) Ｃｉ＞Ｃｓであるから、(８)式は正となる。従って、Ｓ
点の温度は吸着熱が小さいほど高くなるから、再生空気
の加熱量は少なくて済む。すなわち図１８において、Δ
Ｇ’＜ΔＧである。従って、吸着熱が大きいほど再生空
気の加熱に要する熱量が多くなる。

【００１８】このように、デシカントの吸着熱は小さい
ほど、冷房効果が大きくなり、かつ再生空気の加熱量が
少なくて済むため、出来る限り吸着熱が少ないデシカン
トを用いることが望ましいが、公知のデシカントである
ゼオライトやシリカゲルは下記の公知例１〜５に示すよ
うに、水の凝縮熱に比べて大きいことが報告されてい
る。（公知例１）特開平６−２７７４４０の図１７に変成ゼ
オライトの微分吸着熱が水の凝縮熱の１．２８倍で、デ
シカント空調の実用範囲（吸着量０．０６〜０．２ｇ／
ｇ）では、ほぼ一定であることが記載されている。

【００１９】（公知例２）文献（空調技術者のための除
湿の実用設計、共立出版、昭和５５年）の４章１７２頁
にゼオライトが水の凝縮熱の２倍であることが記載され
ている。（公知例３）文献（空気調和衛生工学５７巻７号６１
頁）にシリカゲルが８００ｋｃａｌ／ｋｇの吸着熱を有
することが記載されている。

【００２０】（公知例４）文献（空調技術者のための除
湿の実用設計、共立出版、昭和５５年）の４章１７２頁
にシリカゲルが水の凝縮熱の１．３倍であることが記載
されている。（公知例５）文献（英国、Heat Recovery Systems 、Vo
l．６、No．２、pp１５１−１６７、１９８６年、Fi
g．５）にシリカゲルの微分吸着熱の最大値が水の凝縮
熱の１．３３倍、最小値が凝縮熱の１．１２倍であるこ
とが記載されている。そのため、ゼオライトやシリカゲ
ルは、吸着熱が少ないデシカントと比べて、冷房効果が
少なくなり、また再生空気の加熱量が多くなる欠点があ
った。

【００２１】一方、吸着熱が比較的少ないデシカントと
しては、繊維質素材に含浸させた塩化リチウムを用いる
方法があり、この吸着熱は下記の公知例６で吸着熱が少
ないことが報告されている。（公知例６）文献（空気調和衛生工学便覧（昭和４２
年）、空気調和衛生工学会、１５章、図１５，１８の濃
度エンタルピ線図）しかしながら、前述の通り、塩化リチウムは、高い湿度
下で潮解性があるため、使用条件に制約があり、デシカ
ント空調には使用できない。

【００２２】また、吸着熱が比較的少ない別のデシカン
トとしては、活性炭を用いる方法もあるが、活性炭とく
に木質系活性炭は図１９に示す下記の公知例７に記載さ
れている吸着等温線が示すように、４０〜５０％の相対
湿度領域から急激に水分含有率が上昇する特性があり、
そのため、デシカント空調の使用条件では水分の吸脱着
量が少なく、また吸脱着量の変化量ΔＸに対する相対湿
度の変化量ΔＰの比を示す微分係数ｄＰ／ｄＸが大き
く、かつ下に凸なため、吸着速度が遅くなる欠点があっ
た。（公知例７）文献（化学工学論文集、第１５巻、第１
号、１９８９年、pp３８−４３、Fig．４）このように、従来の技術では、吸着特性に優れたデシカ
ントは吸着熱が大きいため熱エネルギ消費が多くなる欠
点があり、吸着熱が少ないデシカントは吸着特性がデシ
カント空調の使用条件に合わない欠点があり、特に、微
分吸着熱の最大値が水の凝縮熱の１．１倍以下で、吸着
等温線で示される吸着特性が６５〜７５℃の再生温度に
適当な特性を有するデシカントを用いることがなされて
いなかった。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した点に
鑑みてなされたもので、潮解性がなく、かつ微分吸着熱
の最大値が水の凝縮熱の１．１倍以下で、かつ吸着等温
線で示される吸着特性が６５〜７５℃の再生温度に適当
な特性を有するデシカントを用いて、空調装置を構成す
ることにより、省エネルギでかつコンパクトな除湿空調
装置を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、デシカントにより水分を
吸着される処理空気の経路と、加熱源によって加熱され
たのち前記水分吸着後のデシカントを通過してデシカン
ト中の水分を脱着して再生する再生空気の経路と、デシ
カントにより水分を吸着された後の処理空気と熱交換し
て処理空気を冷却する冷却空気の経路を有し、デシカン
トを処理空気と再生空気が交互に流通するようにした除
湿空調装置において、デシカントとして、潮解性がな
く、かつ最大吸着量の２０％以上の水分を吸着する際の
微分吸着熱の最大値が水の凝縮熱の１．１倍以下で、か
つデシカントの吸着特性を示す吸着等温線が、相対湿度
３０％から７０％の範囲で、相対湿度９０％の時の最大
吸着量を分母とし吸着量を分子として定義する相対吸着
量をＸ、相対湿度をＰ、等温線分離因子をＲとして、式
Ｘ＝Ｐ／（Ｒ＋Ｐ−Ｒ・Ｐ）で表わされる関数を用い
て、等温線分離因子Ｒ＝０．２として得られるＸ−Ｐ曲
線と、等温線分離因子Ｒ＝２．５として得られるＸ−Ｐ
曲線とに囲まれた範囲内に存在するデシカントを用いた
ことを特徴とする除湿空調装置である。

【００２５】このように、潮解性がなく、かつ吸着熱が
従来のデシカントよりも少なく、かつ６５〜７５℃の再
生温度に適当な特性を有するデシカントを用いて、空調
装置を構成することにより、省エネルギでかつコンパク
トな除湿空調装置を提供することができる。

【００２６】請求項２に記載の発明は、デシカントにア
ルミナ架橋粘土多孔体を用いたことを特徴とする請求項
１に記載の除湿空調装置である。このように、デシカン
トにアルミナ架橋粘土多孔体を用いることによって、潮
解性がなく、かつ吸着熱が従来のデシカントよりも少な
く、かつ６５〜７５℃の再生温度に適当な特性を有する
デシカントが得られ、省エネルギでかつコンパクトな除
湿空調装置を提供することができる。

【００２７】請求項３に記載の発明は、アルミナ架橋粘
土多孔体は層状ケイ酸塩層間の交換性陽イオンをアルミ
ニウムを含む多核金属水酸化イオンで交換し、これを加
熱脱水したものであることを特徴とする請求項２に記載
の除湿空調装置である。このように、層状ケイ酸塩層間
の交換性陽イオンをアルミニウムを含む多核金属水酸化
イオンで交換し、これを加熱脱水してアルミナ架橋粘土
多孔体を製造し、デシカントに用いることによって、潮
解性がなく、かつ吸着熱が従来のデシカントよりも少な
く、かつ６５〜７５℃の再生温度に適当な特性を有する
デシカントが得られ、省エネルギでかつコンパクトな除
湿空調装置を提供することができる。

【００２８】請求項４に記載の発明は、層状ケイ酸塩が
天然あるいは合成スメクタイトであることを特徴とする
請求項３に記載の除湿空調装置である。このように、層
状ケイ酸塩として交換性陽イオンを有するモンモリロナ
イト等の天然あるいは合成スメクタイトを用いて層状ケ
イ酸塩層間の交換性陽イオンをアルミニウムを含む多核
金属水酸化イオンで交換し、これを加熱脱水してアルミ
ナ架橋粘土多孔体を製造し、デシカントに用いることに
よって、潮解性がなく、かつ吸着熱が従来のデシカント
よりも少なく、かつ６５〜７５℃の再生温度に適当な特
性を有するデシカントが得られ、省エネルギでかつコン
パクトな除湿空調装置を提供することができる。

【００２９】請求項５に記載の発明は、デシカントに構
造状活性炭を用いたことを特徴とする請求項１に記載の
除湿空調装置である。このように、デシカントに構造状
活性炭を用いることによって、潮解性がなく、かつ吸着
熱が従来のデシカントよりも少なく、かつ６５〜７５℃
の再生温度に適当な特性を有するデシカントが得られ、
省エネルギでかつコンパクトな除湿空調装置を提供する
ことができる。

【００３０】請求項６に記載の発明は、構造状活性炭は
ポリビニルホルマールを炭化処理し、８５０℃以下の温
度で賦活して得られるものであることを特徴とする請求
項５に記載の除湿空調装置である。このように、ポリビ
ニルホルマールを炭化処理し、８５０℃以下の温度で賦
活して構造状活性炭を製造し、デシカントに用いること
によって、潮解性がなく、かつ吸着熱が従来のデシカン
トよりも少なく、かつ６５〜７５℃の再生温度に適当な
特性を有するデシカントが得られ、省エネルギでかつコ
ンパクトな除湿空調装置を提供することができる。

【００３１】請求項７に記載の発明は、デシカントに多
孔質リン酸アルミニウム（モレキュラシーブ）を用いた
ことを特徴とする請求項１に記載の除湿空調装置であ
る。このように、デシカントに多孔質リン酸アルミニウ
ム（モレキュラシーブ）を用いることによって、潮解性
がなく、かつ吸着熱が従来のデシカントよりも少なく、
かつ６５〜７５℃の再生温度に適当な特性を有するデシ
カントが得られ、省エネルギでかつコンパクトな除湿空
調装置を提供することができる。

【００３２】請求項８に記載の発明は、多孔質リン酸ア
ルミニウム（モレキュラシーブ）はアルミナ水和物（例
えば、水酸化アルミニウム、ベーマイト、擬ベーマイト
など）とリン酸とを熱解離性テンプレート剤（例えばト
リプロピルアミンのような有機塩基）を用いて反応させ
て得られる物質であることを特徴とする請求項７に記載
の除湿空調装置である。このように、多孔質リン酸アル
ミニウム（モレキュラシーブ）はアルミナ水和物とリン
酸とを熱解離性テンプレート剤を用いて反応させて得ら
れる物質をデシカントに用いることによって、潮解性が
なく、かつ吸着熱が従来のデシカントよりも少なく、か
つ６５〜７５℃の再生温度に適当な特性を有するデシカ
ントが得られ、省エネルギでかつコンパクトな除湿空調
装置を提供することができる。

【００３３】請求項９に記載の発明は、再生空気を７５
℃以下に加熱してデシカントを再生することを特徴とす
る請求項１乃至８のいずれかに記載の除湿空調装置であ
る。このように、デシカントの吸着特性に合わせた再生
温度でデシカントを再生することと、比較的低い駆動熱
源を利用することによって、省エネルギな除湿空調装置
を提供することができる。

【００３４】請求項１０に記載の発明は、水分吸着後か
つ冷却空気と熱交換した後の処理空気をヒートポンプの
低熱源で冷却し、かつデシカント再生前の再生空気をヒ
ートポンプの高熱源で加熱することを特徴とする請求項
９に記載の除湿空調装置である。このように、水分吸着
後の処理空気から熱を取ってその熱を再生空気の再生に
用いることによって、ヒートポンプの駆動エネルギの多
重効用化が可能になり、省エネルギな除湿空調装置を提
供することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る除湿空調装置
の実施例を説明する。本発明の第１の実施例は、層状ケ
イ酸塩として交換性陽イオンにナトリウム基を持つモン
モリロナイト等の天然あるいは合成スメクタイトを用い
て層状ケイ酸塩層間の交換性陽イオンをアルミニウムを
含む多核金属水酸化イオンで交換し、これを加熱脱水し
てアルミナ架橋粘土多孔体にしたものを、デシカントと
して用いる除湿空調装置である。この種のアルミナ架橋
粘土多孔体の吸湿特性および製造方法は、下記の公知例
８の文献に、また製造方法は別の公知例９の文献にも紹
介されている。（公知例８）文献（米国、Journal of Colloid and Int
erface Science、Vol．１３４、No．１、January(１９
９０)、pp５１−５８）（公知例９）文献（表面、Vol．２９、No．５、１９９
１年、pp３８７−３９８、５．２項）

【００３６】図１は、公知例８の文献にＦｉｇ．１０と
して記載された、アルミナ架橋粘土多孔体（Alumina Pi
llared Clay）の吸着熱を示す図であって、横軸は吸着
量、縦軸は吸着熱を示している。図２は、図１の関係を
用いて吸着熱を水の凝縮熱に対する比として示したもの
で横軸は吸着量、縦軸は吸着熱の水の凝縮熱に対する比
を示している。図２からこの素材の吸着熱は微分吸着熱
の最大でも水の凝縮熱の１．０８倍であって、平均する
と、水の凝縮熱にほぼ等しい特性を有することが判る。

【００３７】このように小さな吸着熱を有するデシカン
トを図１６に示したデシカント空調装置に用いた場合の
効果について、以下に説明する。図１８の湿り空気線図
上の水分吸着過程（状態Ｋ〜Ｌ，Ｌ’）は、吸着熱が水
の凝縮熱に等しい場合（状態Ｋ〜Ｌ’）には熱バランス
から次の式が成り立つ。 ΔＸ・Ｒ＝ΔＴ・Ｃｐ従って、この過程は勾配が∂Ｘ／∂Ｔ＝Ｃｐ／Ｒ≒Ｃｉ
（＝０．２４／５８０＝０．４１４×１０^-3＝一定）の
線分で示される（ここでＲは水の凝縮潜熱、Ｃｐは空気
の定圧比熱）。

【００３８】一方、吸着熱がある場合（状態Ｋ〜Ｌ）に
は、同様にして勾配が∂Ｘ／∂Ｔ＝Ｃｐ／Ｈ≒Ｃｓ（＝
一定）の線分で示される（ここでＨは吸着熱）。ちなみ
に公知例１の特開平６−２７７４４０の図１７に変成ゼ
オライト（吸着熱が水の凝縮熱の１．２８倍）を用いる
場合には、Ｘ／∂Ｔ＝Ｃｐ／Ｈ≒Ｃｓ＝０．２４／５８０／１．２８＝０．３２３×１０^-3 となる。

【００３９】ここで、冷房効果について比較する。処理
空気の室内状態（状態Ｋ）は乾球温度Ｔｒ、絶対湿度Ｘ
ｒとし、処理空気の除湿量をΔＸとする。また再生空気
には処理空気と同じ流量の外気を用い、入口条件は乾球
温度Ｔｏ、絶対湿度Ｘｏとし、再生温度をＴｇとする。
これらの条件は吸着熱がある場合とない場合で同一とし
て比較する。

【００４０】処理空気の吸着除湿過程では、吸着熱がな
い場合には、吸着後の温度Ｔｌ’は、Ｔｌ’＝Ｔｒ＋ΔＸ／Ｃｉ (１) ここでΔＸは除湿前後の湿度差の絶対値である。７０℃
で再生する場合は前述の通り、デシカントは相対湿度１
０％まで吸着できるから、室内空気条件をＪＩＳ−Ｃ９
６１２等に規定された乾球温度２７℃、湿球温度１９℃
（相対湿度４８％、絶対湿度１０．７ｇ／ｋｇ）とする
と、該状態を通る等エンタルピ線が相対湿度１０％と交
わる点を求めると到達する絶対湿度は、約５ｇ／ｋｇと
なる。従って除湿される水分量ΔＸは５．７ｇ／ｋｇと
なる。従って、Ｔｌ’＝２７+０．００５７／０．０００４１４＝４
０．７７℃ となる。

【００４１】この処理空気が外気を加湿して得られる冷
却空気（状態ｄ）と熱交換し、状態Ｍ’となる。状態
Ｍ’の温度は、Ｔｍ’＝Ｔｌ’−ε（Ｔｌ’−Ｔｄ）＝（１−ε）Ｔｌ’＋εＴｄ＝（１−ε）（Ｔｒ＋ΔＸ／Ｃｉ）＋εＴｄ (２) ここでεは冷却交換器１０４の温度効率を示す。この場
合、外気温度を３０℃、湿度を７０％とすると、冷却空
気の温度Ｔｄは２６℃となり、冷却熱交換器１０４の温
度効率を８０％とすると、Ｔｍ’＝（１−０．８０）４０．７７＋０．８×２６＝
２８．９５℃ となる。

【００４２】冷却前の点Ｌ’は、室内と同じエンタルピ
線上の点であるから、すなわち、冷房効果としてΔＱ’
＝（Ｔｌ’−Ｔｍ’）／Ｃｐが得られたことになる。す
なわち、 ΔＱ’＝（４０．７７−２８．９５）× ０．２４＝２．８３７ｋｃａｌ／ｋｇの冷房効果が得られる。

【００４３】一方、吸着熱がある場合には、Ｔｍ＝Ｔｌ−ε（Ｔｌ−Ｔｄ）＝（１−ε）Ｔｌ＋εＴｄ＝（１−ε）（Ｔｒ＋ΔＸ／Ｃｓ）＋εＴｄ (３) この場合状態Ｍ、と前記Ｍ’で、ＴｍとＴｍ’の差を取
ると、Ｔｍ’−Ｔｍ＝（１−ε）（１／Ｃｉ−１／Ｃｓ）ΔＸ＝（１−ε）（Ｃｓ−Ｃｉ）ΔＸ／ＣｉＣｓ (４) 従って、Ｔｍ’−Ｔｍ＝（１−０．８０）（０．３２３×１０^-3−０．４１４ ×１０^-3）５．７×１０^-3／０．４１４×１０^-3 ／０．３２３×１０^-3 ＝−０．７７６ ℃ 従って、冷房効果は、ゼオライトのような吸着熱がある
場合には、０．７７６×０．２４＝０．１８６ｋｃａｌ
／ｋｇだけ小さくなる。即ち、吸着熱が水の凝縮熱に等
しい場合に比べて約６．６％減少する。換言すると、本
発明によれば、ゼオライトを使用する場合よりも冷房効
果が７％増加する。

【００４４】次に再生空気の所要加熱量について、ゼオ
ライトのような吸着熱がある場合（凝縮熱より大きい場
合）と、ない場合（凝縮熱と等しい場合）を比較する。
前記と同じく図１８において、吸着熱がない場合には、
状態Ｕ’は、Ｔｕ’＝Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ＝７０−０．００５７／０．０００４１４＝５６．２３℃ (５) 状態Ｓ’は、Ｔｓ’＝Ｔｏ＋ε（Ｔｕ’−Ｔｏ）＝（１−ε）Ｔｏ＋εＴｕ’ ＝（１−ε）Ｔｏ＋ε（Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ） (６) ＝０．２×３０＋０．８（７０−０．００５７／０．０００４１４）＝５０．９９℃ ここで、εは顕熱交換器１２１の温度効率である。従っ
て、再生空気の加熱量ΔＧ’は、 ΔＧ’＝（Ｔｇ−Ｔｓ’）×Ｃｐ＝（７０−５０．９９）×０．２４＝４．５６２ｋｃａｌ／ｋｇ

【００４５】同様にして吸着熱が大きい場合の状態Ｕ
は、Ｔｓ＝（１−ε）Ｔｏ＋ε（Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｓ） (７) この場合状態Ｓ’、またはＳの乾球温度が高い方が、再
生加熱量が少ないことになるので、Ｔｓ’とＴｓの差
を取ると、Ｔｓ’−Ｔｓ＝ε（Ｃｉ−Ｃｓ）ΔＸ／ＣｉＣｓ (８) ＝０．８×（０．０００４１４−０．０００３２３） ×０．００５７／０．０００３２３／０．０００４１４＝３．１０℃ 従って、吸着熱が大きい場合の加熱量は、３．１０×
０．２４＝０．７４５ｋｃａｌ／ｋｇだけ多くなる。
即ち、吸着熱が水の凝縮熱に等しい場合に比べて約１６
％増加する。換言すると、本発明によれば、ゼオライト
を使用する場合よりも必要な加熱量が１４％減少する。

【００４６】両者をエネルギ効率で比較すると、更に差
が大きくなる。本発明によれば動作係数は、ＣＯＰ’＝ΔＱ’／ΔＧ’＝２．８３７／４．５６２＝
０．６２１９一方、吸着熱が大きいゼオライトを使用する従来の場合
は、ＣＯＰ＝ΔＱ／ΔＧ＝（２．８３７−０．１８６）／
（４．５６２＋０．７４５）＝０．４９９５従って、本発明によれば、ゼオライトを用いる従来例に
比べて、動作係数は２４．５％向上する。

【００４７】一方、本実施例に用いた、アルミナ架橋粘
土多孔体の吸湿特性は、公知例８に紹介されており、デ
シカント空調に最適なものである。以下に図を用いて説
明する。図３は、公知例８に記載されている、層状ケイ
酸塩（モンモリロナイト）層間の交換性陽イオンをアル
ミニウムを含む多核金属水酸化イオンで交換し、これを
２００℃で加熱脱水した素材の吸着等温線であり、横軸
は相対湿度、縦軸は各デシカントの湿度９０％の時の吸
着量を分母とし吸着量を分子として定義する相対吸着量
（相対水分含有率）を示している。この図から、７０℃
に加熱された相対湿度１０％の再生空気と平衡する相対
水分含有率は、０．２３であり、相対湿度５０％の処理
空気と平衡する相対水分含有率は、０．６６であること
が判り、吸脱着の差は０．４３であって、従来例のゼオ
ライトをもちいた場合の前記０．３７８を上回る。ま
た、両方の点を結ぶ曲線は上に凸であって、前記の通
り、吸脱着量の変化量ΔＸに対する相対湿度の変化量Δ
Ｐの比を示す微分係数ｄＰ／ｄＸが小さく、水分を吸着
しても水蒸気圧が上昇しにくいため、吸着の駆動力が維
持され、吸着速度を高くすることができて有利である。

【００４８】また、水分を吸着する際発生する吸着熱
は、水分含有率が極端に小さい場合、極めて大きくなる
ことが一般的であるが、本発明の用途においては、その
ような極端に含水率が少ない領域では使用せず、従って
最大吸着量の２０％以上すなわち相対水分含有率で０．
２０以上の領域で吸着熱が低ければ、本発明の効果を発
揮できる。

【００４９】図４は、公知例８に記載されている、層状
ケイ酸塩（モンモリロナイト）層間の交換性陽イオンを
アルミニウムを含む多核金属水酸化イオンで交換し、こ
れを３００℃で加熱脱水した素材の吸着等温線であり、
横軸は相対湿度、縦軸は各デシカントの湿度９０％の時
の吸着量を分母とし吸着量を分子として定義する相対吸
着量（相対水分含有率）を示している。この図から、７
０℃に加熱された相対湿度１０％の再生空気と平衡する
相対水分含有率は、０．２７であり、相対湿度５０％の
処理空気と平衡する相対水分含有率は、０．７３である
ことが判り、吸脱着の差は０．４６であって、従来例の
ゼオライトをもちいた場合の前記０．３７８を上回る。
また、両方の点を結ぶ曲線は上に凸であって、前記の通
り、吸脱着量の変化量ΔＸに対する相対湿度の変化量Δ
Ｐの比を示す微分係数ｄＰ／ｄＸが小さく、水分を吸着
しても水蒸気圧が上昇しにくいため、吸着の駆動力が維
持され、吸着速度を高くすることができて有利である。

【００５０】図５は、公知例８に記載されている、層状
ケイ酸塩（モンモリロナイト）層間の交換性陽イオンを
アルミニウムを含む多核金属水酸化イオンで交換し、こ
れを４００℃で加熱脱水した素材の吸着等温線であり、
横軸は相対湿度、縦軸は各デシカントの湿度９０％の時
の吸着量を分母とし吸着量を分子として定義する相対吸
着量（相対水分含有率）を示している。この図から、７
０℃に加熱された相対湿度１０％の再生空気と平衡する
相対水分含有率は、０．１８であり、相対湿度５０％の
処理空気と平衡する相対水分含有率は、０．７８である
ことが判り、吸脱着の差は０．６０であって、従来例の
ゼオライトをもちいた場合の前記０．３７８を上回る。
また、両方の点を結ぶ曲線は上に凸であって、前記の通
り、吸脱着量の変化量ΔＸに対する相対湿度の変化量Δ
Ｐの比を示す微分係数ｄＰ／ｄＸが小さく、水分を吸着
しても水蒸気圧が上昇しにくいため、吸着の駆動力が維
持され、吸着速度を高くすることができて有利である。

【００５１】図６は、公知例８に記載されている、層状
ケイ酸塩（モンモリロナイト）層間の交換性陽イオンを
アルミニウムを含む多核金属水酸化イオンで交換し、こ
れを６００℃で加熱脱水した素材の吸着等温線であり、
横軸は相対湿度、縦軸は各デシカントの湿度９０％の時
の吸着量を分母とし吸着量を分子として定義する相対吸
着量（相対水分含有率）を示している。この図から、７
０℃に加熱された相対湿度１０％の再生空気と平衡する
相対水分含有率は、０．１９であり、相対湿度５０％の
処理空気と平衡する相対水分含有率は、０．７３である
ことが判り、吸脱着の差は０．５４であって、従来例の
ゼオライトをもちいた場合の前記０．３７８を上回る。
また、両方の点を結ぶ曲線はほぼ上に凸であって、前記
の通り、吸脱着量の変化量ΔＸに対する相対湿度の変化
量ΔＰの比を示す微分係数ｄＰ／ｄＸが小さく、水分を
吸着しても水蒸気圧が上昇しにくいため、吸着の駆動力
が維持され、吸着速度を高くすることができて有利であ
る。

【００５２】図７は、公知例８に記載されている、層状
ケイ酸塩（モンモリロナイト）層間の交換性陽イオンを
アルミニウムを含む多核金属水酸化イオンで交換し、こ
れを３００℃で加熱脱水した素材の吸着等温線を脱着時
に測定したデータであり、横軸は相対湿度、縦軸は各デ
シカントの湿度９０％の時の吸着量を分母とし吸着量を
分子として定義する相対吸着量（相対水分含有率）を示
している。この図から、７０℃に加熱された相対湿度１
０％の再生空気と平衡する相対水分含有率は、０．２５
であり、相対湿度５０％の処理空気と平衡する相対水分
含有率は、０．８２であることが判り、吸脱着の差は
０．５７であって、従来例のゼオライトをもちいた場合
の前記０．３７８を上回る。また、両方の点を結ぶ曲線
は上に凸であって、前記の通り、吸脱着量の変化量ΔＸ
に対する相対湿度の変化量ΔＰの比を示す微分係数ｄＰ
／ｄＸが小さく、水分を吸着しても水蒸気圧が上昇しに
くいため、吸着の駆動力が維持され、吸着速度を高くす
ることができて有利である。

【００５３】前記図３〜図７に示したように、本実施例
のデシカントは、加熱脱水の処理温度によらず、吸脱着
の差が大きくとれ、しかも吸着速度を高く維持できる特
性を有しているから、デシカント空調においては、少な
いデシカントで多くの水分処理ができるため、コンパク
トなデシカントロータで済み、従って、空調装置をコン
パクトにできる。

【００５４】このように、第１の実施例である、層状ケ
イ酸塩として交換性陽イオンにナトリウム基を持つモン
モリロナイトを用いて層状ケイ酸塩層間の交換性陽イオ
ンをアルミニウムを含む多核金属水酸化イオンで交換
し、これを加熱脱水してアルミナ架橋粘土多孔体にした
ものを、デシカントとして用いることによって、従来例
に比べて、冷房効果が大きく、省エネルギに優れ、コン
パクトな空調装置を提供することができる。

【００５５】なお、本実施例では、層状ケイ酸塩とし
て、モンモリロナイトを用いて、層間の交換性陽イオン
をアルミニウムを含む多核金属水酸化イオンで交換し、
これを加熱脱水したアルミナ架橋粘土多孔体をデシカン
トとして用いる事例として示したが、層状ケイ酸塩とし
てはモンモリロナイトに限らず、類似の膨潤性の２：１
型層状構造を有する粘土鉱物として、ヘクトライト、バ
イデライト、サポナイトなどの天然あるいは合成スメク
タイトを用いて層状ケイ酸塩層間の交換性陽イオンをア
ルミニウムを含む多核金属水酸化イオンで交換し、これ
を加熱脱水してアルミナ架橋粘土多孔体にしたものをデ
シカントとして用いても差し支えない。

【００５６】本発明の第２の実施例は、ポリビニルホル
マールを炭化処理し、８５０℃以下の温度で賦活して得
られる構造状活性炭（ＳＡＣ）を、デシカントとして用
いる除湿空調装置である。この種の構造状活性炭の吸湿
特性および製造方法は、下記の公知例１０の文献に、ま
た製造方法は別の公知例１１の文献にも紹介されてい
る。（公知例１０）文献（化学工学論文集、第１５巻、第１
号、１９８９年、pp３８−４３）（公知例１１）文献（化学工学論文集、第１０巻、第５
号、１９８４年、pp５７４−５７９）

【００５７】公知例１０の文献の４０頁に、この素材の
吸着熱は、平均すると水の凝縮熱のほぼ１．０２倍であ
ることが記載されている。従って、前記第１の実施例と
同様にして、水分吸着過程の過程は勾配は ∂Ｘ／∂Ｔ≒Ｃｉ＝０．２４／５８０／１．０２＝０．
４０６×１０^-3 となる。一方、公知例１の特開平６−２７７４４０の図
１７に変成ゼオライト（吸着熱が水の凝縮熱の１．２８
倍）を用いる場合には、前記第１の実施例と同様Ｘ／∂Ｔ＝Ｃｐ／Ｈ≒Ｃｓ＝０．２４／５８０／１．２８＝０．３２３×１０^-3 となる。

【００５８】ここで、冷房効果について比較する。前記
第１の実施例と同様の条件で計算し、除湿される水分量
ΔＸは５．７ｇ／ｋｇとする。従って、Ｔｌ’＝２７＋０．００５７／０．０００４０６＝４
１．０４℃ となる。この処理空気が状態Ｄの冷却空気と熱交換し、
状態Ｍ’となる。状態Ｍ’の温度は、式 (２)から、Ｔｍ’＝（１−０．８０）４１．０４＋０．８×２６＝
２９．０１℃ となる。

【００５９】冷房効果の算出にあたっては、この実施例
では若干の吸着熱があるため、状態Ｌ’は、室内空気と
同一のエンタルピ線上にないから、前記第１の実施例の
状態Ｌ’の温度を使用して計算する、すなわち、 ΔＱ’＝（４０．７７−２９．０１）×０．２４＝２．８２２ｋｃａｌ／ｋｇの冷房効果が得られる。

【００６０】一方、吸着熱が大きいゼオライトの場合に
は、第１の実施例を参照して、 ΔＱ＝２．８３７−０．１８６＝２．６５１ｋｃａｌ／
ｋｇの冷房効果が得られる。従って、冷房効果は、吸着熱が
水の凝縮熱の１．０２倍ある場合に比べて約６．１％減
少する。換言すると、本発明によれば、ゼオライトを使
用する場合よりも冷房効果が６．５％増加する。

【００６１】次に再生空気の所要加熱量について、吸着
熱が大きいゼオライトの場合（凝縮熱の１．２８倍の場
合）と、小さい本実施例の場合（凝縮熱の１．０２倍で
ある場合）を比較する。前記と同じく図１８において、
吸着熱が小さい場合には、状態Ｕ’は、前記(５)式か
ら、Ｔｕ’＝Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ＝７０−０．００５７／０．０００４０６＝５５．９６℃ 状態Ｓ’は、(６)式から、Ｔｓ’＝（１−ε）Ｔｏ＋ε（Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ）＝０．２×３０＋０．８（７０−０．００５７／０．０００４０６）＝５０．７７℃ 従って、再生空気の加熱量ΔＧ’は、 ΔＧ’＝（Ｔｇ−Ｔｓ’）×Ｃｐ＝（７０−５０．７７）×０．２４＝４．６１６ｋｃａｌ／ｋｇ

【００６２】同様にして吸着熱が大きい場合の加熱量Δ
Ｇは、第１の実施例を参照して、 ΔＧ＝４．５６２＋０．７４５＝５．３０７ｋｃａｌ／
ｋｇであるから、従って、吸着熱が水の凝縮熱の１．２８
倍あるゼオライトの場合の加熱量は、吸着熱が水の凝縮
熱の１．０２倍の本実施例に比べて約１５％増加する。
換言すると、本発明によれば、ゼオライトを使用する場
合よりも必要な加熱量が１３％減少する。両者をエネル
ギ効率で比較すると、更に差が大きくなる。本発明によ
れば動作係数は、ＣＯＰ’＝ΔＱ’／ΔＧ’＝２．８２２／４．６１６＝
０．６１１４

【００６３】一方、吸着熱が大きいゼオライトを使用す
る従来の場合は、第１の実施例を参照して、ＣＯＰ＝ΔＱ／ΔＧ＝２．６５１／５．３０７＝０．４
９９５従って、本発明によれば、ゼオライトを用いる従来例よ
りも動作係数は２２．４％向上する。

【００６４】一方、本実施例に用いた、構造状活性炭
（ＳＡＣ）の吸湿特性は、公知例１０に紹介されてお
り、デシカント空調に最適なものである。以下に図を用
いて説明する。図８は、公知例１０に記載されている、
構造状活性炭（ＳＡＣ）を８００℃で１．５時間低賦活
（Activation）して得られた素材の吸着等温線であり、
横軸は相対湿度、縦軸は各デシカントの湿度９０％の時
の吸着量を分母とし吸着量を分子として定義する相対吸
着量（相対水分含有率）を示している。また白丸は脱着
特性を黒丸は吸着特性を表わす。この図から、７０℃に
加熱された相対湿度１０％の再生空気と平衡する相対水
分含有率は、０．０４であり、相対湿度５０％の処理空
気と平衡する相対水分含有率は、０．７０〜０．７５で
あることが判り、吸脱着の差は０．６６〜０．７１であ
って、従来例のゼオライトを用いた場合の前記０．３７
８を大きく上回り有利である。さらに本材料の最大吸着
量は４０％と多く、公知例１２に記載されているゼオラ
イト（４Ａ）の最大吸着量（２３％）に比較して１．７
倍多いため、一層有利である。また、両方の点を結ぶ曲
線は緩やかなＳ字形であるが、ほぼリニアな特性として
近似できるため、シリカゲルと同様な吸着駆動力が得ら
れ、従来の木質系活性炭よりも大幅に性能が向上する。（公知例１２）文献（空調技術者のための除湿の実用設
計、共立出版、昭和５５年）の４章１５２頁図４．１ｂ
にゼオライト４Ａの最大水分吸着量が２３％であること
が記載されている。

【００６５】図９は、公知例１０に記載されている、構
造状活性炭（ＳＡＣ）を８５０℃で１時間低賦活（Acti
vation）して得られた素材の吸着等温線であり、横軸は
相対湿度、縦軸は各デシカントの湿度９０％の時の吸着
量を分母とし吸着量を分子として定義する相対吸着量
（相対水分含有率）を示している。また白丸は脱着特性
を黒丸は吸着特性を表わす。この図から、７０℃に加熱
された相対湿度１０％の再生空気と平衡する相対水分含
有率は、０．０３であり、相対湿度５０％の処理空気と
平衡する相対水分含有率は、０．７７〜０．７９である
ことが判り、吸脱着の差は０．７４〜０．７６であっ
て、従来例のゼオライトを用いた場合の前記０．３７８
を大きく上回り有利である。さらに本材料の最大吸着量
は３０％と多く、公知例１２に記載されているゼオライ
ト（４Ａ）の最大吸着量（２３％）に比較して１．７倍
多いため、一層有利である。また、両方の点を結ぶ曲線
は緩やかなＳ字形であるが、ほぼリニアな特性として近
似できるため、シリカゲルと同様な吸着駆動力が得ら
れ、従来の木質系活性炭よりも大幅に性能が向上する。

【００６６】図１０は、公知例１０に記載されている、
構造状活性炭（ＳＡＣ）を賦活（Activation）する前の
素材の吸着等温線であり、横軸は相対湿度、縦軸は各デ
シカントの湿度９０％の時の吸着量を分母とし吸着量を
分子として定義する相対吸着量（相対水分含有率）を示
している。この図から、７０℃に加熱された相対湿度１
０％の再生空気と平衡する水分含有率は、０．０３であ
り、相対湿度５０％の処理空気と平衡する相対水分含有
率は、０．７０であることが判り、吸脱着の差は０．６
７であって、従来例のゼオライトを用いた場合の前記
０．３７８を大きく上回り有利である。さらに本材料の
最大吸着量は２０％であるが、公知例１２に記載されて
いるゼオライト（４Ａ）の最大吸着量（２３％）に比較
して大差ないため、賦活（Activation）する前の素材で
も有利性は保たれる。

【００６７】前記図８〜図１０に示したように、本実施
例のデシカントは、８５０℃以下の賦活（Activation）
温度であれば、賦活する温度によらず、吸脱着の差が大
きくとれ、しかも吸着速度を高く維持できる特性を有し
ているから、デシカント空調においては、少ないデシカ
ントで多くの水分処理ができるため、コンパクトなデシ
カントロータで済み、従って、空調装置をコンパクトに
できる。このように、第２の実施例である、ポリビニル
ホルマールを炭化処理し、８５０℃以下の温度で賦活し
て得られる構造状活性炭（ＳＡＣ）を、デシカントとし
て用いることによって、従来例に比べて、冷房効果が大
きく、省エネルギに優れ、コンパクトな空調装置を提供
することができる。

【００６８】本発明の第３の実施例は、デシカントとし
て下記公知例１３に記載されているように、アルミナ水
和物（例えば、水酸化アルミニウム、ベーマイト、擬ベ
ーマイトなど）とリン酸とを熱解離性の有機テンプレー
ト剤（例えばトリプロピルアミンのような有機塩基）を
用いて反応させて得られる多孔質リン酸アルミニウム
（モレキュラシーブ、例えば、ユニオンカーバイト社お
よび学会における通称ＡｌＰＯ₄ −５）を用いる除湿空
調装置である。発明者らは、この多孔質リン酸アルミニ
ウム（モレキュラシーブ、通称ＡｌＰＯ₄ −５）を合成
し、その吸着熱と吸着特性を測定し、下記の結果を得
た。（公知例１３）文献（Journal of American Chemical S
ociety． Vol．１０４、pp１１４６−１１４７、１９８
２年）に題名「Aluminophosphate Molecular Sieves：A
New Class of Microporous Crystalline Inorganic So
lid」として、この種の多孔質リン酸アルミニウム（モ
レキュラシーブ）の呼称分類が記載されている。

【００６９】図１１は、測定された、多孔質リン酸アル
ミニウム（モレキュラシーブ）の吸着熱を示す図であっ
て、横軸は吸着量、縦軸は吸着熱を示している。図１２
は、図１１の関係を用いて最大吸着量の２０％以上の水
分を吸着する際の吸着熱を水の凝縮熱に対する比として
示したもので横軸は吸着量、縦軸は吸着熱の水の凝縮熱
に対する比を示している。図１２からこの素材の吸着熱
は微分吸着熱が水の凝縮熱の０．９７〜１．０８倍であ
り、平均すると水の凝縮熱のほぼ１．０５倍であること
が判る。従って、前記第１の実施例と同様にして、水分
吸着過程の過程は勾配はとなる。

【００７０】ここで、冷房効果について比較する。前記
第１の実施例と同様の条件で計算し、除湿される水分量
ΔＸは５．７ｇ／ｋｇとする。従って、Ｔｌ’＝２７+０．００５７／０．０００３９４＝４
１．４７℃ となる。この処理空気が状態Ｄの冷却空気と熱交換し、
状態Ｍ’となる。状態Ｍ’の温度は、式 (２)から、Ｔｍ’＝（１−０．８０）４１．４７＋０．８×２６＝
２９．０９℃ となる。冷房効果の算出にあたっては、この実施例では
若干の吸着熱があるため、状態Ｌ’は、室内空気と同一
のエンタルピ線上にないから、前記第１の実施例の状態
Ｌ’の温度を使用して計算する、すなわち、 ΔＱ’＝（４０．７７−２９．０９）×０．２４＝２．８０３ｋｃａｌ／ｋｇの冷房効果が得られる。

【００７１】一方、吸着熱がある場合には、第１の実施
例を参照して、 ΔＱ＝２．８３７−０．１８６＝２．６５１ｋｃａｌ／
ｋｇの冷房効果が得られる。従って、冷房効果は、吸着熱が
水の凝縮熱の１．０５倍ある場合に比べて約５．４％減
少する。換言すると、本発明によれば、ゼオライトを使
用する場合よりも冷房効果が５．７％増加する。

【００７２】次に再生空気の所要加熱量について、吸着
熱が大きいゼオライトの場合（凝縮熱の１．２８倍の場
合）と、小さい本実施例の場合（凝縮熱の１．０５倍で
ある場合）を比較する。前記と同じく図１８において、
吸着熱が小さい場合には、状態Ｕ’は、前記(５)式か
ら、Ｔｕ’＝Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ＝７０−０．００５７／０．０００３９４＝５５．５３℃ 状態Ｓ’は、(６)式から、Ｔｓ’＝（１−ε）Ｔｏ＋ε（Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ）＝０．２×３０＋０．８（７０−０．００５７／０．０００３９４）＝５０．４３℃ 従って、再生空気の加熱量ΔＧ’は、 ΔＧ’＝（Ｔｇ−Ｔｓ’）×Ｃｐ＝（７０−５０．４３）×０．２４＝４．６９７ｋｃａｌ／ｋｇ

【００７３】同様にして吸着熱が大きい場合の加熱量Δ
Ｇは、第１の実施例を参照して、 ΔＧ＝４．５６２＋０．７４５＝５．３０７ｋｃａｌ／
ｋｇであるから、従って、吸着熱が水の凝縮熱の１．２８倍
あるゼオライトの場合の加熱量は、吸着熱が水の凝縮熱
の１．０５倍の本実施例に比べて約１３％増加する。換
言すると、本発明によれば、ゼオライトを使用する場合
よりも必要な加熱量が１１％減少する。両者をエネルギ
効率で比較すると、更に差が大きくなる。本発明によれ
ば動作係数は、ＣＯＰ’＝ΔＱ’／ΔＧ’＝２．８０３／４．６９７＝
０．５９６８

【００７４】一方、吸着熱が大きいゼオライトを使用す
る従来の場合は、第１の実施例を参照して、ＣＯＰ＝ΔＱ／ΔＧ＝２．６５１／５．３０７＝０．４
９９５従って、本発明によれば、ゼオライトを用いる従来例よ
りも動作係数は１９．５％向上する。

【００７５】一方、本実施例に用いた、多孔質リン酸ア
ルミニウム（モレキュラシーブ）の吸湿特性も、発明者
の測定により、デシカント空調に最適なものであること
を確認している。以下に図を用いて説明する。図１３
は、発明者が測定したアルミナ水和物（例えば、水酸化
アルミニウム、ベーマイト、擬ベーマイトなど）とリン
酸とを熱解離性のテンプレート剤（例えばトリプロピル
アミンのような有機塩基）を用いて反応させて得られる
多孔質リン酸アルミニウム（モレキュラシーブ、例え
ば、ユニオンカーバイト社および学会における通称Ａｌ
ＰＯ₄ −５）の吸着等温線であり、横軸は相対湿度、縦
軸は各デシカントの湿度９０％の時の吸着量を分母とし
吸着量を分子として定義する相対吸着量（相対水分含有
率）を示している。この図から、７０℃に加熱された相
対湿度１０％の再生空気と平衡する相対水分含有率は、
０．０５であり、相対湿度５０％の処理空気と平衡する
相対水分含有率は、０．８１であることが判り、吸脱着
の差は０．７６であって、従来例のゼオライトをもちい
た場合の前記０．３７８を大きく上回る。また、とくに
相対湿度２０％から５０％にかけての曲線は上に凸であ
って、前記の通り、吸脱着量の変化量ΔＸに対する相対
湿度の変化量ΔＰの比を示す微分係数ｄＰ／ｄＸが小さ
く、水分を吸着しても水蒸気圧が上昇しにくいため、吸
着の駆動力が維持され、吸着速度を高くすることができ
て有利である。

【００７６】以上に示したように、本実施例のデシカン
トは、加熱脱水の処理温度が低い場合でも、吸脱着の差
が大きくとれ、しかも吸着速度を高く維持できる特性を
有しているから、デシカント空調においては、少ないデ
シカントで多くの水分処理ができるため、コンパクトな
デシカントロータで済み、従って、空調装置をコンパク
トにできる。

【００７７】このように、アルミナ水和物（例えば、水
酸化アルミニウム、ベーマイト、擬ベーマイトなど）と
リン酸とを熱解離性のテンプレート剤（例えばトリプロ
ピルアミンのような有機塩基）を用いて反応させて得ら
れる多孔質リン酸アルミニウム（モレキュラシーブ、例
えば、ユニオンカーバイト社および学会における通称Ａ
ｌＰＯ₄ −５）を、デシカントとして用いることによっ
て、従来例に比べて、冷房効果が大きく、省エネルギに
優れ、コンパクトな空調装置を提供することができる。

【００７８】図１４は、図３〜１３に示したデシカント
材料の吸着等温線をまとめて表示したもので、横軸は相
対湿度、縦軸は各デシカントの湿度９０％の時の吸着量
を分母とし吸着量を分子として定義する相対吸着量（相
対水分含有率）を示している。この図に示すように本発
明のデシカントは全て相対湿度３０％から７０％の範囲
で相対吸着量をＸ、相対湿度をＰ、等温線分離因子をＲ
として、式Ｘ＝Ｐ／（Ｒ＋Ｐ−Ｒ・Ｐ）で表わされる関
数を用いて、等温線分離因子Ｒ＝０．２として得られる
Ｘ−Ｐ曲線と、等温線分離因子Ｒ＝２．５として得られ
るＸ−Ｐ曲線とに囲まれた範囲内に存在する。

【００７９】ここで、仮想の吸着特性である、等温線分
離因子Ｒ＝０．２の場合の吸脱着の差を前記関数を用い
て求めると、７０℃に加熱された相対湿度１０％の再生
空気と平衡する水分含有率は、０．３５７であり、相対
湿度５０％の処理空気と平衡する相対水分含有率は、
０．８３３であることから、水分吸脱着の差は、０．４
７６であって、従来例のゼオライトをもちいた場合の前
記０．３７８を大きく上回り有利である。

【００８０】つぎに、第１の実施例乃至第３の実施例に
共通な効果がある類似なデシカントとして、本発明の請
求項１に記載したように、微分吸着熱の最大値が水の凝
縮熱の１．１倍以下であるデシカントの効果について計
算例を示して説明する。この計算は最も吸着熱が高い場
合として、吸着熱の平均値が水の凝縮熱の１．１倍のデ
シカントを想定し、公知例１のゼオライトとの比較を行
う。前記第１の実施例と同様にして、水分吸着過程の過
程は勾配は ∂Ｘ／∂Ｔ≒Ｃｉ＝０．２４／５８０／１．１＝０．３
７６×１０^-3 となる。

【００８１】一方、公知例１の特開平６−２７７４４０
の図１７に変成ゼオライト（吸着熱が水の凝縮熱の１．
２８倍）を用いる場合には、前記第１の実施例と同様Ｘ／∂Ｔ＝Ｃｐ／Ｈ≒Ｃｓ＝０．２４／５８０／１．２８＝０．３２３×１０^-3 となる。

【００８２】ここで、冷房効果について比較する。前記
第１の実施例と同様の条件で計算し、除湿される水分量
ΔＸは５．７ｇ／ｋｇとする。従って、Ｔｌ’＝２７＋０．００５７／０．０００３７６＝４
２．１６℃ となる。この処理空気が冷却空気と熱交換し、状態
Ｍ’となる。状態Ｍ’の温度は、式 (２)から、Ｔｍ’＝（１−０．８０）４２．１６＋０．８×２６＝
２９．２３℃ となる。冷房効果の算出にあたっては、この実施例では
若干の吸着熱があるため、状態Ｌ’は、室内空気と同一
のエンタルピ線上にないから、前記第１の実施例の状態
Ｌ’の温度を使用して計算する、すなわち、 ΔＱ’＝（４０．７７−２９．２３）×０．２４＝２．７６９６ｋｃａｌ／ｋｇの冷房効果が得られる。

【００８３】一方、吸着熱がある場合には、第１の実施
例を参照して、 ΔＱ＝２．７６９６−０．１８６＝２．５８３６ｋｃａ
ｌ／ｋｇの冷房効果が得られる。従って、冷房効果は、吸着熱が
水の凝縮熱の１．１倍ある場合に比べて約７％減少す
る。換言すると、本発明によれば、ゼオライトを使用す
る場合よりも冷房効果が７％増加する。

【００８４】次に再生空気の所要加熱量について、吸着
熱が大きいゼオライトの場合（凝縮熱の１．２８倍の場
合）と、小さい本実施例の場合（凝縮熱の１．１倍であ
る場合）を比較する。前記と同じく図１８において、吸
着熱が小さい場合には、状態Ｕ’は、前記(５)式から、Ｔｕ’＝Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ＝７０−０．００５７／０．０００３７６＝５４．８４℃ 状態Ｓ’は、(６)式から、Ｔｓ’＝（１−ε）Ｔｏ＋ε（Ｔｇ−ΔＸ／Ｃｉ）＝０．２×３０＋０．８（７０−０．００５７／０．０００３７６）＝４９．８７℃ 従って、再生空気の加熱量ΔＧ’は、 ΔＧ’＝（Ｔｇ−Ｔｓ’）×Ｃｐ＝（７０−４９．８７）×０．２４＝４．８３１ｋｃａｌ／ｋｇ

【００８５】同様にして吸着熱が大きい場合の加熱量Δ
Ｇは、第１の実施例を参照して、 ΔＧ＝４．５６２＋０．７４５＝５．３０７ｋｃａｌ／
ｋｇであるから、従って、吸着熱が水の凝縮熱の１．２８倍
あるゼオライトの場合の加熱量は、吸着熱が水の凝縮熱
の１．１倍の本実施例に比べて約１０％増加する。換言
すると、本発明によれば、ゼオライトを使用する場合よ
りも必要な加熱量が９％減少する。両者をエネルギ効率
で比較すると、更に差が大きくなる。本発明によれば動
作係数は、ＣＯＰ’＝ΔＱ’／ΔＧ’＝２．７６９６／４．８３１
＝０．５７３３

【００８６】一方、吸着熱が大きいゼオライトを使用す
る従来の場合は、第１の実施例を参照して、ＣＯＰ＝ΔＱ／ΔＧ＝０．４９９５従って、本発明によれば、動作係数は１４．８％向上す
る。このように、本発明の請求項１に記載したように、
最大吸着量の２０％以上の水分を吸着する際の微分吸着
熱の最大値が水の凝縮熱の１．１倍以下であるデシカン
トを用いることによって、大幅に冷房効果が増加し、か
つ高い省エネルギ効果が得られる。

【００８７】図１５は、本発明の第４の実施例である。
この実施例は図１６に示したようなデシカント空調装置
とヒートポンプを組合せた、所謂ハイブリッド形のデシ
カント空調装置であって、水分吸着後かつ冷却空気と熱
交換した処理空気をヒートポンプの低熱源で冷却し、か
つデシカント再生前の再生空気をヒートポンプの高熱源
で加熱してデシカントを再生することを特徴とする除湿
空調装置である。この種のハイブリッド形デシカント空
調装置によれば、更に省エネルギな空調装置を提供でき
る。以下に図面を参照して説明する。

【００８８】図１５の実施例は、処理空気経路Ａと、再
生空気経路Ｂと、冷却空気経路Ｃと、デシカントロータ
１０３と、冷却熱交換器１０４、顕熱交換器１２１と、
ヒートポンプの高熱源による加熱器（凝縮器）２２０
と、低熱源による冷却器（蒸発器）２４０と、ヒートポ
ンプの圧縮機２６０と、加湿器１０５を主な構成機器と
して、処理空気をデシカントロータ１０３で除湿し、デ
シカントの水分吸着熱によって温度上昇した処理空気を
冷却熱交換器１０４で冷却空気と熱交換して冷却し、そ
れをさらに冷却器２４０で冷却したのち加湿器で加湿し
て空調空間に供給するとともに、再生空気を外部空間
（ＯＡ）から取り入れて、前記顕熱交換器１０４でデシ
カント再生後の再生空気と熱交換して温度上昇したの
ち、加熱器２２０でヒートポンプの凝縮熱によって加熱
して相対湿度を下げて、デシカントロータ１２９を通過
させて、デシカントロータ１２９の水分を脱着再生し、
さらに再生後の再生空気を加熱前の再生空気と顕熱交換
器１２１で熱交換したのち、外部（ＥＸ）に放出するよ
う構成したものである。

【００８９】作用については、図１６の従来例に冷却器
２４０による冷却作用が加わった点が異なるのみである
ため詳細な説明は省略し、以下に省エネルギ効果につい
て説明する。ここでは、デシカントロータ１０３には第
１の実施例と同じ層状ケイ酸塩として交換性陽イオンに
ナトリウム基を持つモンモリロナイトを用いて層状ケイ
酸塩層間の交換性陽イオンをアルミニウムを含む多核金
属水酸化イオンで交換し、これを加熱脱水してアルミナ
架橋粘土多孔体にしたものを用いることとする。即ちこ
のデシカントの吸着熱は水の凝縮熱に等しい。

【００９０】この種のハイブリッドデシカント空調機に
用いるヒートポンプは出願人が特願平９−９０２４２と
して開示した方法を用いて再生空気温度を７０℃まで加
熱すると、蒸発温度は１０℃、凝縮温度は６５℃程度が
必要となり、温度リフトは５０℃となる。従って、通常
得られる動作係数（ＣＯＰ）は、２．７程度である。従
って圧縮機の入力エネルギを１とすると、加熱器２２０
では３．７の熱が放出される。

【００９１】前記第１の実施例において、図１８のＳ’
〜Ｔの加熱量ΔＧ’は、 ΔＧ’＝（４０．７７−５０．９９）×０．２４＝４．５６２ｋｃａｌ／ｋｇであるから、図１５の冷却器２４０では、ｑ＝ΔＧ’×ＣＯＰ／（ＣＯＰ＋１）＝４．５６２×２．７／３．７＝３．３２９ｋｃａｌ／ｋｇの冷却効果が得られる。冷却後の処理空気の温度は、Ｔｍ’−ｑ／Ｃｐ＝２８．９５−３．３２９／０．２４
＝１５．０８℃ である（蒸発温度以上である）。従って総合冷房効果
は、 ΔＱ’＋ｑ＝２．８３７＋３．３２９＝６．１６６ｋｃ
ａｌ／ｋｇとなる。

【００９２】一方、ヒートポンプの駆動エネルギは、Ｗ＝ΔＧ’／（ＣＯＰ＋１）＝４．５６２／３．７＝１．２３３ｋｃａｌ／ｋｇであるから、この空調装置の総合ＣＯＰは、ＣＯＰ＝（ΔＱ’＋ｑ）／Ｗ＝６．１６６／１．２３３
＝５．００１となる。通常、一般空調用の蒸気圧縮式冷凍サイクルを
用いる空調装置のＣＯＰは３程度であるから、本実施例
によれば、４０％の省エネルギ効果が得られる。

【００９３】次に、デシカントに公知例１のゼオライト
を用いる場合の動作係数（ＣＯＰ）を計算すると、図１
５のＳ〜Ｔの加熱量ΔＧは、第１の実施例から、 ΔＧ＝５．３０７ｋｃａｌ／ｋｇであるから、図１５の冷却器２４０では、ｑ＝ΔＧ×ＣＯＰ／（ＣＯＰ＋１）＝５．３０７×２．７／３．７＝３．８７３ｋｃａｌ／ｋｇの冷却効果が得られる。冷却後の処理空気の温度は、Ｔｍ−ｑ／Ｃｐ＝（２８．９５＋０．７７６）−３．８７３／０．２４＝１３．５９℃ である（蒸発温度以上である）。従って総合冷房効果
は、 ΔＱ＋ｑ＝（２．８３７−０．１８６）＋３．８７３＝６．５２４ｋｃａｌ／ｋｇとなる。

【００９４】一方、ヒートポンプの駆動エネルギは、Ｗ＝ΔＧ／（ＣＯＰ＋１）＝５．３０７／３．７＝１．４３４ｋｃａｌ／ｋｇであるから、この空調装置の総合ＣＯＰは、ＣＯＰ＝（ΔＱ＋ｑ）／Ｗ＝６．５２４／１．４３４＝
４．５５０となる。従って、この場合には従来の一般空調用の蒸気
圧縮式冷凍サイクルを用いる空調装置に対して、３４％
の省エネルギ効果が得られることになるが、本発明の効
果よりも低く、しかもヒートポンプに能力が大きいもの
を必要とする。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、潮
解性がなく、かつ最大吸着量の２０％以上の水分を吸着
する際の微分吸着熱の最大値が水の凝縮熱の１．１倍以
下で、かつ吸着等温線で示される吸着特性が６５〜７５
℃の再生温度に適当な等温吸着特性を有するデシカント
を用いて、空調装置を構成することにより、吸着熱に起
因する冷房効果の損失や再生空気の再生に要する加熱量
が低減され、かつデシカントの吸脱着による水分吸着量
の差が大きく使えるため、空調装置を従来に比べて比較
的低い温度の熱源で駆動でき、かつ冷房効果が大きく、
かつ省エネルギで、かつコンパクトな除湿空調装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アルミナ架橋粘土多孔体の吸着熱を示す図であ
る。

【図２】図１の関係を用いて吸着熱を水の凝縮熱に対す
る比として示した図である。

【図３】公知例８に記載されている吸着等温線である。

【図４】公知例８に記載されている吸着等温線である。

【図５】公知例８に記載されている吸着等温線である。

【図６】公知例８に記載されている吸着等温線である。

【図７】公知例８に記載されている吸着等温線を脱着時
に測定したデータである。

【図８】公知例１０に記載されている吸着等温線であ
る。

【図９】公知例１０に記載されている吸着等温線であ
る。

【図１０】公知例１０に記載されている吸着等温線であ
る。

【図１１】多孔質リン酸アルミニウム（モレキュラシー
ブ）の吸着熱を示す図である。

【図１２】図１１の関係を用いて吸着熱を水の凝縮熱に
対する比として示した図である。

【図１３】多孔質リン酸アルミニウム（モレキュラシー
ブ）の吸着等温線である。

【図１４】図３〜１３に示したデシカント材料の吸着等
温線をまとめて表示した図である。

【図１５】本発明の第４の実施例を示す図である。

【図１６】従来技術を示す図である。

【図１７】従来のゼオライトの吸着等温線を示す図であ
る。

【図１８】図１６に示したデシカント空調のサイクルを
湿り空気線図上に示した図である。

【図１９】従来の吸着等温線を示す図である。

【符号の説明】

１０３デシカントロータ２２０加熱器（凝縮器）２４０冷却器（蒸発器）Ａ処理空気経路Ｂ再生空気経路Ｃ冷却空気経路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デシカントにより水分を吸着される処理
空気の経路と、加熱源によって加熱されたのち前記水分
吸着後のデシカントを通過してデシカント中の水分を脱
着して再生する再生空気の経路と、デシカントにより水
分を吸着された後の処理空気と熱交換して処理空気を冷
却する冷却空気の経路を有し、デシカントを処理空気と
再生空気が交互に流通するようにした除湿空調装置にお
いて、デシカントとして、潮解性がなく、かつ最大吸着量の２
０％以上の水分を吸着する際の微分吸着熱の最大値が水
の凝縮熱の１．１倍以下で、かつデシカントの吸着特性
を示す吸着等温線が、相対湿度３０％から７０％の範囲
で、相対湿度９０％の時の最大吸着量を分母とし吸着量
を分子として定義する相対吸着量をＸ、相対湿度をＰ、
等温線分離因子をＲとして、式Ｘ＝Ｐ／（Ｒ＋Ｐ−Ｒ・
Ｐ）で表わされる関数を用いて、等温線分離因子Ｒ＝
０．２として得られるＸ−Ｐ曲線と、等温線分離因子Ｒ
＝２．５として得られるＸ−Ｐ曲線とに囲まれた範囲内
に存在するデシカントを用いたことを特徴とする除湿空
調装置。
【請求項２】デシカントにアルミナ架橋粘土多孔体を
用いたことを特徴とする請求項１に記載の除湿空調装
置。
【請求項３】アルミナ架橋粘土多孔体は層状ケイ酸塩
層間の交換性陽イオンをアルミニウムを含む多核金属水
酸化イオンで交換し、これを加熱脱水したものであるこ
とを特徴とする請求項２に記載の除湿空調装置。
【請求項４】層状ケイ酸塩が天然あるいは合成スメク
タイトであることを特徴とする請求項３に記載の除湿空
調装置。
【請求項５】デシカントに構造状活性炭を用いたこと
を特徴とする請求項１に記載の除湿空調装置。
【請求項６】構造状活性炭はポリビニルホルマールを
炭化処理し、８５０℃以下の温度で賦活して得られるも
のであることを特徴とする請求項５に記載の除湿空調装
置。
【請求項７】デシカントに多孔質リン酸アルミニウム
（モレキュラシーブ）を用いたことを特徴とする請求項
１に記載の除湿空調装置。
【請求項８】多孔質リン酸アルミニウム（モレキュラ
シーブ）はアルミナ水和物とリン酸とを熱解離性テンプ
レート剤を用いて反応させて得られる物質であることを
特徴とする請求項７に記載の除湿空調装置。
【請求項９】再生空気を７５℃以下に加熱してデシカ
ントを再生することを特徴とする請求項１乃至８のいず
れかに記載の除湿空調装置。
【請求項１０】水分吸着後かつ冷却空気と熱交換した
後の処理空気をヒートポンプの低熱源で冷却し、かつデ
シカント再生前の再生空気をヒートポンプの高熱源で加
熱することを特徴とする請求項９に記載の除湿空調装
置。