JPS63129228A - 空気冷却装置 - Google Patents

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、乾式吸収除湿器を用いて低温低湿の空気を得
るようにした空気冷却装置の改良に関する。

（従来の技術） 従来より、実公昭６０−９６６０号公報に開示される如
く、第５図に示すように処理用空気を流通させるための
処理空気通路（１）と該処理用空気とは逆方向に再生用
空気を流通させる再生空気通路■とに跨って、乾式吸収
除湿器（ａ）と、熱交換器（ｂ）とを備えるとともに、
該乾式吸収除湿器（ａ）と熱交換器（ｂ）との間に再生
用空気を加熱するための加熱器（Ｃ）を設け、該加熱器
（Ｃ）において加熱された再生用空気で常時乾燥再生さ
れる乾式吸収除湿器＜ａ　＞によって除湿された処理用
空気を熱交換器（ｂ）で冷却し、その乾燥冷却された処
理用空気を水蒸発設備（ｄ）に接続して冷水を製造しよ
うとするものが知られている。

そして、上記公報のものでは、外気よりも約１０℃低２
い冷水が得られ、その冷水を冷房空調や製造至境におけ
る各種冷却用の冷媒として利用することができる。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、冷水を例えば冷房熱源として直接利用するに
は５〜１０℃の低温冷水が必要であるが、上記公報によ
るものでは、外気を利用した除湿および冷却しか行わな
いために、最終的に得られる空気の温度に下限があり、
外気温度が高い時等には十分低温の冷水を得られない場
合が生ずる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、乾燥冷却された処理用空気の一部を゛加湿再冷却
し、該加湿再冷却された処理用空気で上記乾燥冷却され
た処理用空気の残部を熱交換して再冷却することにより
、さらに、低温低湿の空気を得ることにある。

く問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明の解決手段は、第１図
に示すように、処理および再生の２つの空気通路（Ｉ）
、（ＩＩ）に跨って乾式吸収除湿器（２）および第１熱
交換器（３ａ）が内装され、かつ上記再生空気通路（Ｉ
ｆ）における上記第１熱交換器（３ａ）と乾式吸収除湿
器（２）との間には再生用空気の加熱器（４）が設けら
れた空気冷却装置を前提とする。そして、空気冷却装置
の上記処理空気通路（Ｉ）に、上記乾式吸収除湿器（２
）および第１熱交換器（３ａ）により乾燥冷却された処
理用空気を第１分岐通路（■′）と第２分岐通路（■“
）とに分流する空気分流手段（６ａ）と、上記第２分岐
通路（Ｉ″）に分流された空気を加湿する加湿器（７ａ
）と、該加湿器（７ａ）で加湿降温された分流空気と上
記第１分岐通路（Ｉ′　）に分流された分流空気との熱
交換を行う第２熱交換器（３ｂ）とを設ける構成とした
ものである。

（作用） 以上の構成により、本発明では、再生空気通路（ＩＩ）
において加熱器（４）で昇温°された再生用空気により
常時乾燥再生される乾式吸収除湿器（２）によって、処
理空気通路（Ｉ＞において処理用空気が除湿乾燥され、
次に第１熱交換器（３ａ）で再生用空気との熱交換によ
り冷却されて乾燥冷却空気になる。次に、空気分流手段
（６ａ）により上記乾燥冷却空気が第１分岐通路（Ｉ′
）と、第２分岐通路（Ｉ“）とに分流される。そして、
第２分岐通路（Ｉ”）に分流された一方の分流空気は、
加湿器（７ａ）により加湿冷却され、第２熱交操器（３
ｂ）において、上記加湿冷却された一方の分流空気と上
記第１分岐通路（Ｉ′）に分岐された他方の分流空気と
の熱交換が行われ、他方の分流空気は加湿されることな
く低湿度のままで冷却されるので、さらに低温低湿の空
気になる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第１図以下の図面に基
づき説明する。

第１図は本発明を適用した冷水製造装置の概略構成図で
あって、本体ケーシング（１）の内部は水平に配置した
隔壁（１ａ）〜（１Ｃ）によって、下方に処理空気（Ａ
）が図の右側から左方に流通する処理空気通路（Ｉ）と
、上方に再生用空気（Ｊ）が左側から右方に流通する再
生空気通路（Ｉｆ）とに分けられており、該処理空気通
路（Ｉ＞と再生空気通路（ＩＩ）とに開口する図中右端
部の入口部には、処理用空気の除湿を行う乾式吸収除湿
器（２）と、その図中左方に該乾式吸収除湿器（２）で
除湿された処理用空気と再生用空気の熱交換を行う円板
状の第１熱交換器（３ａ）とがいずれもそれぞれの軸（
２−＋　）　　（３ａ　−１）まわりに回転自在に取付
けられている。

ここに、上記乾式吸収除湿器（２）および第１熱交換器
（３ａ）は、いずれもハニカムロータであり、第２図に
その構造を示すように平板状の紙（１５）と、これをコ
ルゲートマシーンによりフルート径１．５〜４ｍｍに賦
形した波板（１６）とを貼り合わせて片ダンボール状に
したものを、回転軸（３ａ　−＋　）まわりに同心円状
に積層した円柱状体である。該ハニカムロータは、波の
方向にガス体がきわめて良好に流通できるので、そのま
ま熱交換器（３ａ）として用いることができる。

また乾式吸収除湿器（２）は、該ハニカムロータの構成
素材に活性炭（吸着剤）を含有させた紙を用い、塩化リ
チウム（水吸収剤）を含浸させた後乾燥せしめたもので
あり、優れた吸湿能力を有するとともに、軸（２−＋）
まわりに回転しながら容易に温風によって再生できるも
のである。

そして、上記再生用空気通路（Ｉ）の上記乾式吸収除湿
器（２）および第１熱交換器（３ａ）の間には内部に備
えた電気ヒータにより再生用空気を加熱するための加熱
器（４）が介設されているとともに、再生空気通路（Ｉ
Ｉ）の入口部において上記第１熱交換器（３）の前面に
は再生用空気を加湿冷却するための水蒸発缶型の処理空
気加湿器（５）が介設されている。

また、上記処理空気通路（Ｉ）の前方には、上記第１熱
交換器（３ａ）により熱交換された処理用空気を第１分
岐通路（Ｉ′）と第２分岐通路（Ｉ″）とに分流する空
気分流手段としての第１仕切板（８ａ）、第２分岐通路
（Ｉ“）に分流された分流空気を加湿冷却する水蒸発缶
型の第１加湿器（７ａ）、並びに該第２分岐通路（Ｉ”
）で加湿冷却された分流空気と上記第１分岐通路（Ｉ′
）に分流された分流空気との熱交換を行うＦ２第１熱交
換器（３ａ）と同様の構造を有する第２熱交換器（３ｂ
〉よりなる機＆１（以下、分流加湿冷却機構と呼ぶ）が
設けられているとともに、第１分岐通路（Ｉ′）の前方
には上記第１分岐通路（Ｉ′）の分流空気を更に第１分
岐通路（１′）と第３分岐通路（Ｉ　”’　）とに分流
する第２仕切板（６ｂ）、並びに上記第１加湿器（７ａ
）および第２熱交換器（３ｂ）と同様の構成を有する第
２加湿器（７ｂ〉および第３熱交換器（３Ｃ）よりなる
２段目の分流加湿冷却機構が設けられ、以上により空気
冷却装置が構成されている。そして、該空気冷却装置の
上記第１分岐通路（Ｉ′　）の最終出口部には、ポンプ
（１１）により冷水利用系から循環せしめた水を散水し
て上記第１分岐通路（Ｉ′）の分流空気との熱交換を行
う水蒸発装置（１０）が設けられている。尚、（１３）
は熱交＠後の水を貯蔵するための冷水タンクである。

次に、第１図における処理空気（Ａ＞および再生用空気
ＬＪ）の流れと、その温度および湿度変化について第３
図を参照しながら説明する。ここに、第３図は第１図の
符号Ａ−Ｎに対応する空気の乾球温度（℃）および絶対
湿度（ｋｇ・水／―・乾燥空気）を示す空気線図で、曲
線■は相対湿度１００％を示すものである。第１図にお
いて、再生用空気（Ｊ）は、加湿器（５）で加湿冷却さ
れ（Ｋ）、第１熱交換器（３ａ）で熱交換を受けた後（
Ｌ）、加熱器（４）で加熱されて（Ｍ）、乾式吸収除湿
器（２）を乾燥再生して排出される（Ｎ＞。

一方、処理用空気（Ａ＞はまず乾式吸収除湿器（２）に
より除湿され乾燥空気（Ｂ）になる（このとき、乾式吸
収除湿器（２）は上記加熱器（４）により昇温された空
気（Ｍ）によって加熱再乾燥されているので、上記乾燥
空気（Ｂ）は除湿と同時に熱交換を受けているのと、吸
収されるときに発生する吸収熱により、第３図の空気線
図に示すように上記乾燥空気（Ｂ＞はもとの空気（Δ）
よりも高温かつ低湿である）。次に、乾燥空気（Ｂ）は
、第１熱交換器（３ａ）において、再生用空気（Ｊ）が
処理用空気加湿器（５）により加湿冷却さ、れた空気（
Ｋ）　（第３図参照）との熱交換を受けて冷却され、第
３図に示す低温低湿の空気（Ｃ）になる。そして、第１
仕切板（６ａ）によって第２分岐通路（Ｉ″）に分流さ
れた上記低温低湿の空気（Ｃ）は、第１加湿器（７ａ）
により加湿冷却を受けて、低温かつ高湿の空気（Ｇ）（
第３図参照）になり、第２熱交換器（３ｂ）によって該
空気（Ｇ）と上記空気（Ｃ）の熱交換が行われるので、
空気（Ｃ）はさらに低温かつ低湿の空気（Ｄ）（第３図
参照）になる。また、第２仕切板（６ｂ）、第２加湿器
（７ｂ）および第３熱交換器（３Ｃ）よりなる２段目の
分流加湿冷却機構によって上記空気（Ｃ）→空気（Ｄ）
の変換と同じ変換が行われ、上記空気（Ｄ）は湿度は変
らずに冷却されて更に低温の空気（Ｅ）　（第３図参照
）になる。そして、水蒸発装置（１０）で、上記空気（
Ｅ）と水との熱交換が行われ、生じた冷水を冷水利用系
（１２）で熱源として利用するようになされている。

尚、第３図において、破線Ｊ−＋に→Ｌ→Ｍ→Ｎは、第
１図において各符号に対応する処理用空気の温度および
湿度の変化を示すものである。また、Ｆは上記水蒸発装
！（１０）により熱交換を受けた空気（Ｆ）の温度と湿
度を示す点である。

したがって、本発明では、処理空気（Ａ）からＡ→Ｂ−
＋Ｃ−＋Ｄ→Ｅの変化によって、必要に応じた低温かつ
低湿の空気（Ｅ）を得る。従来の構造によるものでは、
得られる最終処理空気の特性は第３図の０点に対応し、
乾球温度の低下に限界があったが、本発明では分流加湿
冷却機構により空気（Ｃ）の湿度を変えずに温度をさら
に低下させることができ、その最終処理温度は分流加湿
冷却機構の段数によって調整し得るので、用途に応じて
必要な低温かつ低湿の空気をその利用系に供給すること
ができる。

尚、上記実施例では、再生用空気の加熱器（Ａ）として
電気ヒータによるものを配置したが、乾式吸収除湿器（
２）の再生熱源としては６０〜７０℃の熱源であればよ
く、類３２！設備の廃熱や太陽熱が利用できるので、省
エネルギー化を図ることができる。また、熱交換器は上
記ハニカムロータに限定されるものではなく、他の回転
式又は静止式直−交流熱交換器、もしくはヒートパイプ
式のもの等を利用でき、加湿器も水噴霧型等信の型式の
ものを利用できるものとする。さらに、第１図において
、空気（Ｇ）、（Ｈ）はそれぞれ熱交換器（３ｂ）、（
３Ｃ）で熱交換を受けた後大気中に排出されているが、
再生用空気通路（ｎ）に導くようにすれば、より低温の
再生用空気源が得られて効率が向上する。

本発明の空気冷却装置は上記実施例のごとく水蒸発装置
に接続されるほか、単独で冷風供給装置として利用する
こともできる。また第４図に示すように、水蒸発装置（
１０）で得た冷水を冷水タンク（１３）から、圧縮機（
２０）、水冷凝縮器（２１）、膨張機構（２２）および
蒸発器（２３）よりなる冷凍サイクル中の水冷凝縮器（
２１）の高熱源側回路に接続すれば、飛躍的に高い成績
係数での運転が可能になる。あるいは、冷水タンク（１
３）を冷熱蓄熱槽として、冷水利用系の負荷に対応した
効率的な運転を可能とする装置を構成することもできる
。

（発明の効果） 以上のように、本発明の空気冷却装置によれば、乾式吸
収除湿器によって除湿後冷却された乾燥冷却空気を２つ
に分流し、一方の分流空気を加湿して更に冷却して、他
方の分流空気との熱交換を行うようにしたので、他方の
分流空気は加湿されることなく冷却作用のみ受け、さら
に、低温かつ低湿の空気を得ることができる。特に、上
記分流加湿冷却を複数段行うようにすれば最終処理空気
を要求される用途に応じて広く温度調整し得る。加える
に、この空気冷却装置を接続した効率のよい冷水製造装
置又は冷凍装置等を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示し、第１図は本発
明を適用した冷水製造装置の概略構成図、第２図はハニ
カム【１−夕の立体構造図、第３図は処理用空気と再生
用空気の空気線図、第４図は、本発明を適用した冷凍装
置の概略構成図である。 第５図は従来の構造による冷水！Ｊ造装置の概略構成図
である。 （２）・・・乾式吸収除湿器、（３ａ）・・・第１熱交
換器、（３ｂ）・・・第２熱交換器、（４）・・・加熱
器、（６ａ）・・・第１仕切板（空気分流手段）、（７
ａ）・・・第１加湿器（加湿器）、（Ｉ）・・・処理用
空気通路、（Ｉｆ）・・・再生用空気通路、（Ｉ′）・
・・第１分岐通路、（Ｉ“）・・・第２分岐通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理および再生の２つの空気通路（ I ）、（II
   ）に跨って乾式吸収除湿器（２）および第１熱交換器（
   ３ａ）が内装され、かつ上記再生空気通路（II）におけ
   る上記第１熱交換器（３ａ）と乾式吸収除湿器（２）と
   の間には再生用空気の加熱器（４）が設けられた空気冷
   却装置において、上記処理空気通路（ I ）には、上記
   乾式吸収除湿器（２）および第１熱交換器（３ａ）によ
   り乾燥冷却された処理用空気を第１分岐通路（ I ′）
   と第２分岐通路（ I ″）とに分流する空気分流手段（
   ６ａ）と、上記第２分岐通路（ I ″）に分流された空
   気を加湿する加湿器（７ａ）と、該加湿器（７ａ）で加
   湿降温された分流空気と上記第１分岐通路（ I ′）に
   分流された分流空気との熱交換を行う第２熱交換器（３
   ｂ）とを備えたことを特徴とする空気冷却装置。