JPS62117613A - 除湿方法およびその装置 - Google Patents

除湿方法およびその装置

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JPS62117613A
JPS62117613A JP60255047A JP25504785A JPS62117613A JP S62117613 A JPS62117613 A JP S62117613A JP 60255047 A JP60255047 A JP 60255047A JP 25504785 A JP25504785 A JP 25504785A JP S62117613 A JPS62117613 A JP S62117613A
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JP
Japan
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air
separation membrane
cooling
gas separation
tubes
Prior art date
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Pending
Application number
JP60255047A
Other languages
English (en)
Inventor
Takao Yamauchi
隆夫 山内
Nozomi Tanemori
胤森 望
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinryo Air Conditioning Co Ltd
Original Assignee
Shinryo Air Conditioning Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shinryo Air Conditioning Co Ltd filed Critical Shinryo Air Conditioning Co Ltd
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Publication of JPS62117613A publication Critical patent/JPS62117613A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/1435Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification comprising semi-permeable membrane

Landscapes

  • Drying Of Gases (AREA)
  • Central Air Conditioning (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特に一般空調や産″3.用空調に」3コする
除l出方法およびその′A置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のこの挿の除湿方法としては、圧縮除湿法と、喚潔
材法上、冷却除湿法と、例えば特開昭53−14534
3号に例示される除湿方法と、または特開昭59−59
236号に例示される除1.7方法とがある。
圧縮除湿法は、空気をある圧力以上まで圧縮してその水
分8凝縮除去し、その後空気の圧力を元に戻す方法で1
、土に小規模の場合に用いられる。
吸ンV材法は、塩化力ルンウム、塩化すトリウム。
臭化リチウムなどの吸湿材により、空気中の水分を取り
去る方法である。
冷ノ1除湿法は、第2図の一般空調(除;り、および冷
却を目的とする。)の空気線図および第3図の産業用空
諸1(除湿のみを1」的とし、冷房を目的としない。)
の空気線図に示すように、一定湿度まで除湿を達成する
ために、冷凍機を用いて空気を一定の温度まで冷却しく
図中のB−C)、水分を凝縮し、で除去し、その後空気
を再熱する(図中のC−D)方法である。
なお、第2図中において、Aは外気条件、Bは外気と還
気、との混合条件、Cは冷却コイル出口条件、Dは再熱
コイル出口条件、Eは室内温湿度条件、Hlは空気を点
Bから点Cまで冷却するのに要するエンタルピ、H2は
空気を点Cから点りまで再熱するのに要するエンタルピ
、HlはH8に相当するエンタルピからH2に相当する
エンタルピを差し引いた分に相当するエンタルピである
また、第3図中において、Aは外気条件、Bは外気と運
気との混合条件、Cは冷却コイル出口条件、Dは室内温
湿度条件、H+ は空気を点Bから点Cまで冷却するの
に要するエンタルピ、Htは空気を点Cから応りまで再
熱するのに要するエンタルピ、HlはHlに相当するエ
ンタルピ力・らH2に相当するエンタルピを差し引いた
分に相当するエンタルピである。
特開昭53−145345号の除湿方法は、除湿する空
気の湿分を透過膜を介して分離させ、その分離によって
除湿された空気を系内に供給すると共に、分離による湿
分を系外に掃引する気体によって放出する方法であって
、除湿する空気の圧を常圧以上とし、一方湿分を掃引す
る気体の圧をその水蒸気圧が除湿する空気の水蒸気圧よ
り低くなるように保持する。
特開昭59−59236号の除湿方法は、親水性物質か
らなるシート又は膜の一側に温熱空気を流し、他側に温
熱空気よりも絶対温度が低い乾燥空気を流し、温熱空気
から水蒸気を親水性シート又は膜を介して乾燥空気に除
去する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、上述の圧縮除湿法は、湿り空気を一定温度に
保ちながら圧縮するので、圧縮装置と冷却装置とを必要
とする。従って、除湿のために非常に大きな圧縮動力を
必要とするため、ごく小容量の除湿手段にしか用いるこ
とができず、空調用乙こは現実的でない。
また、吸湿付法は、高価な吸湿材を使用するので、吸湿
材を再生使用する必要があり、特に連続的除湿操作を行
う場合には並行して吸湿材の再生操作を行う必要がある
。従って、再生用加熱源ばかりでなく再生用空気を別途
必要とするため、一般空調においては、操作性に問題が
ある。
さらに、冷却除湿法において、一般空調の場合は、空気
を冷房のための目的冷却温度(D点)以上0点まで過冷
却しなければならず、H2に相当するエンタルピが無駄
に使用されると言う問題がある。また、産業用空調の場
合は、本来空気中から除去しなければならないエンタル
ピはH3に相当する分だけで良いにも拘らず、除湿のた
めに空気、すなわち本来は空気中の水分だけで良いにも
拘らず空気全体を冷却するので、H2に相当するエンタ
ルピが無駄に使用され、その結果として除湿のためにH
,に相当するエンタルピを空気中から除去することにな
っている。また、このことは低湿度(低露点)を達成す
る場合、無駄となるエンタルピH2がさらに増大するこ
ととなり、この冷却除湿法においては低湿度、例えば3
0℃RH30%と言ったような値の達成は、現実的かつ
経済的に成立しなくなる。
上述の特開昭53−145345号および特開昭59−
59236号の除湿方法は、透過膜または親水性膜を介
して除湿する空気と分離した湿分を掃引する気体または
乾燥空気とを接触させる所謂空気−空気接触方式である
ため、大風量を扱う普通の空調系においては装置が大型
化する。
しかも、特開昭53−145345号の除湿方法は、除
湿する空気の圧を常圧以上に保持する装置が必要である
ため、装置全体が大型化する問題がある。
また、特開昭59−59236号の除湿方法は、温熱空
気よりも絶対湿度が低い乾燥空気を必要とするものであ
るから、一般的に除湿が必要な夏季においては、外気の
湿度が高いため除湿用の乾燥空気として外気を用いるこ
とができない。従って、この除湿方法を空調システトに
実施するには、別途乾燥空気を用意することとなり、空
調システムとして現実的でない。また、排気(温熱空気
から水蒸気を除去した空気)を乾燥空気として用いるに
は、その排気量を還気の1/3〜1/4程度と考えても
、ドライビングフォースを考えれば、収支上第2図のB
−E線を1:6〜1:8に内分する点(イ)までしか除
湿できず、その除湿効果はほとんどない。
本発明の目的は、操作性が良く、かつ装置が小型で、し
かも省エネルギー効果が良い除湿方法およびその装置を
提1具することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の除湿方法は、水蒸気と空気との間の気体透過特
性の差を利用してそれぞれを分離することができる高分
子の気体分離膜に空気を接触させ、その空気中の水蒸気
を気体分離膜を介して分離させ、その分離させた水f気
を冷却凝縮させ、そのドレンを排出して空気の除湿を行
うようにしたことを特徴とする。
また、本発明の除湿装置は、中空状のハウジングと、そ
のハウジングに設けた除湿する空気の人口および除湿し
た空気の出口と、そのハウジング内にハウジング内と隔
離して多数本配設置、7た水蒸気と空気との間の気体透
過特性の差を利用してそれぞれを分離することができる
高分子の気体9j離膜のチューブと、その多数本の気体
分離膜チ1−ブ中にそれぞれ配設した冷却チューブと、
多数本の気体分離膜チューブに設けたドレン排出口とを
備えたことを特徴とする。
〔作 用〕
本発明の除湿方法は、気体分離膜を介して分離させた水
蒸気を冷却凝縮させる装置を備えるだけで圧縮装置、再
生装置、圧力保持数回等が不要である。かつ、気体分離
膜を介して水T気を空気から分離させてその水蒸気を冷
却凝縮させる所謂液体−気体接触方式により、空気−空
気接触方式と比べて装置は大型化しない。また、気体分
離膜を介して分離させた水蒸気を冷却凝縮する操作だけ
で、圧縮操作、圧力戻し操作、再生繰作等が不要である
。さらに、気体分離膜を介して分離させた水蒸気のみを
冷却凝縮して空気の除湿を行うことにより、空気全体を
空調目的温度以上に過冷却するもののように過冷却され
た空気を空調目的温度まで再熱する必要がない、かつ、
乾燥空気で除湿するもののように乾燥空気を別途用意す
る必要がない。
また、本発明の除湿装置は、気体分離膜をチェーブ化す
ることにより、気体分離膜の表面積が増す。しかも、気
体分離膜チューブ中に冷却チューブを配設して2重構造
とすることにより、装置を小型化することができる。
〔実施例〕
以下、本発明の除湿方法および除湿装置の一実施例を第
1図を参照して説明する。
第1図は本発明の除’JA装置の一実施例を示した概略
図である。図において、1はハウジングであって、この
ハウジング1は中空状の箱形をなし、−側(左側)の壁
体の中央に除湿する空気の入口10を、他側(右側)の
壁体の中央に除湿した空気の出口11をそれぞれ設ける
。2は上述のハウジング1内にハウジング1内と隔離し
て多数本垂直に配設した気体分離膜チューブであって、
この気体分離膜チューブ2は水蒸気と空気との間の気体
透過特性の差を利用してそれぞれ分離することができる
高分子の気体分離膜、例えばポリジメチルシロキサンあ
るいはポリトリメチルシリルプロピンからなる。3は上
述の多数本の気体分離1模チユーブ2中にそれぞれ配設
した冷却ナユーブであって、この冷却チューブ3は上端
部をハウシング1の天板から突出させてそれらを連通さ
せ゛ζ冷却水の入口30を設け、−万ト端部をハウシン
グ1の取扱から突出させてそれらを連通させて冷却水の
出口31を設け、この入口30と出口31とを冷却装置
(図示せず)を介して接続する。4は上述の多数本の気
体分離膜チューブ2の下端を連通させて設けたドレンの
排出口である。
次に、上述の本発明の除湿装置による本発明の除湿方法
について説明する。
まず、冷却チューブ3中に冷却水を入[」30から出口
31へと循環させると共に、ハウジング1内に除湿する
空気を人口IOから供給する。すると、空気中の水蒸気
が気体分離膜チューブ2の内側に・また空気は気体分離
膜チューブ2の外側にそれぞれ分離され、水蒸気が分離
された空気、すなわち除湿された空気はハウジング1の
出口tiから目的の空間に送られる。一方、気体分離膜
チューブ2を介して気体分離膜チューブ2中に分離され
た水蒸気は、冷却チューブ3の冷却作用により、冷却チ
ューブ3の表面において冷却凝縮して液化し、冷却チュ
ーブ3の表面に沿って落下し、ドレンとしてドレン排出
口4より排出される。従って、気体分離膜チューブ2の
内側の水蒸気の分圧が気体分離膜チューブ2の外側の水
蒸気の分圧より低く、この水蒸気の分圧の圧力差が、水
蒸気が気体分離膜チューブ2の外側から内側に通過する
ドライビングフォースとなる。
このように、この実施例における本発明の除湿方法は、
気体分離膜チューブ2を介して水蒸気と空気とに分離さ
せて空気の除湿を行うようにしたものであるから、従来
の冷却除湿法と比較して省エネルギー効果が良い。すな
わち、第2図の一般空調の場合、空気線図ルートとして
B−α(点Bの乾球温度上と点りの絶対湿度上との交点
) −D−Eが可能となるため、熱負荷がH3だけで良
くなり、H2に相当する冷却負荷分が省エネルギーとな
る。再熱(C−D)が不要となる。例えば、除湿する空
気(30℃、  A、 H,15,8mmHg)をハウ
ジング1の入口10から流量10m3/Hで導入し、冷
却水(7℃)を冷却チューブ3の入口30から供給する
。すると、定常状態において、ハウジング1の出口11
における空気状態は、27℃、A、H。
11.2mmHgとなり、これは同一の減温状態を達成
するために従来の冷却除湿法を用いた場合に比べて55
%前後の省エネルギー効果となる。また、第3図の産業
用空調の場合、空気線図ルートとしてB−Dへ直接移行
が可能となるため、熱負荷がH2たけて良くなり、H8
に相当する空気の冷却負荷分が省エネルギーとなる。し
かも、冷却法による低露点(低湿度)の達成が経済的に
可能となる。
〔発明の効果〕
以上明らかなように、本発明の除湿方法は、下記の効果
を達成することができる。
■、 空気中の水蒸気を気体分離膜を介して分離し、そ
の分離した氷が気のみを冷却凝縮して排出して空気の除
湿を行うものであるから、空気全体を空81g目的温度
以上に過冷却する従来の冷却除?M法のようしこ空調目
的温度まで再熱する必要がない。従って、省エネルギー
効果が良い。かつ、特開昭59−.59236号の除湿
方法のように別途乾燥空気を用、aする必要がないので
、空調システムとしても現実的である。
2、 気体分離膜を介して分離させた水蒸気を冷却#!
縮して排出するものであるから、冷却a縮装置を備える
だけで、圧縮笛置、再生装置、圧力保持装置り等が不要
である。かつ、本発明は特開昭53−145345号お
Jび特開昭59−59236号の除湿方法が乾燥空気と
除湿目的空気を接触させる方式と比G゛シて乾燥空気を
必要としないため、その操作性にすぐれているとともに
gUの小型化を[(る、二とができる。
3、気体分離膜を介して分離させた水蒸気を冷却凝縮し
て排出するものであるから、冷却凝縮する操作だけで、
圧縮操作、圧力戻し操作、再生操作等が不要である。従
って、操作が簡単である。
また、本発明の除湿装置は、気体分離膜をチューブした
ので、気体分離膜の表面積を増すことができる。従って
、除湿効果すなわち省エネルギー効果を向上させること
を図ることができる。しかも、気体分離膜チューブ中に
冷却チューブを配設して2重構造としたので、装置を小
型化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の除湿装置の一実施例を示した概略図、
第2図は本発明の除湿方法と従来の冷却除湿法との一般
空調の空気線図、第3図は本発明の除湿方法と従来の冷
却除湿法との産業用空調の空気線図である。 1・・・ハウジング、10・・・除湿する空気の入口、
11・・・除湿した空気の出口、2・・・気体分離膜チ
ューブ、3・・・冷却チューブ、4・・・ドレン排出口
。 第1r′! 4 い・ ドレン#4陣口 第 2 関

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、水蒸気と空気との間の気体透過特性の差を利用して
    それぞれを分離することができる高分子の気体分離膜に
    空気を接触させ、その空気中の水蒸気を気体分離膜を介
    して分離させ、その分離させた水蒸気を冷却凝縮させ、
    そのドレンを排出して空気の除湿を行うようにしたこと
    を特徴とする除湿方法 2、中空状のハウジングと、そのハウジングに設けた除
    湿する空気の入口および除湿した空気の出口と、そのハ
    ウジング内にハウジング内と隔離して多数本配設した水
    蒸気と空気との間の気体透過特性の差を利用してそれぞ
    れを分離することができる高分子の気体分離膜のチュー
    ブと、その多数本の気体分離膜チューブ中にそれぞれ配
    設した冷却チューブと、多数本の気体分離膜チューブに
    設けたドレン排出口とを備えたことを特徴とする除湿装
    置。
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