WO2004106814A1 - 調湿装置 - Google Patents

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WO2004106814A1
WO2004106814A1 PCT/JP2004/007807 JP2004007807W WO2004106814A1 WO 2004106814 A1 WO2004106814 A1 WO 2004106814A1 JP 2004007807 W JP2004007807 W JP 2004007807W WO 2004106814 A1 WO2004106814 A1 WO 2004106814A1
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air
humidity control
passage
rotor
control device
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Application number
PCT/JP2004/007807
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Inventor
Nobuki Matsui
Masanobu Kawazoe
Kazuo Yonemoto
Original Assignee
Daikin Industries,Ltd.
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Publication date
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Priority to AU2004243770A priority patent/AU2004243770B2/en
Priority to EP04735407A priority patent/EP1666803A4/en
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Definitions

  • the present invention relates to a humidity control apparatus for dehumidifying or humidifying a room.
  • a humidity control apparatus for dehumidifying or humidifying a room using an adsorbent.
  • This humidity control device is provided with two air passages and a dehumidifier provided with an adsorbent.
  • This dehumidifier is arranged across both air passages.
  • a first switching valve is provided on the inlet side of each passage, and a second switching valve is provided on each outlet side. When the first switching valve is operated, the air passage through which room air and outdoor air are introduced is switched. When the second switching valve is operated, the air that has passed through each passage is switched between indoor and outdoor.
  • the humidity control device dehumidifies the outdoor air taken into one air passage with a dehumidifier and supplies it to the room, and uses the indoor air taken into the other air passage for regeneration of the dehumidifier. And then discharge outside.
  • the humidifier dehumidified the indoor air taken into one air passage with a dehumidifier and then discharged it outside, and desorbed the outdoor air taken into the other air passage from the dehumidifier. Humidify with water and supply indoors.
  • the air passage is switched by using the two switching valves to perform dehumidification and humidification in the room.
  • a humidity control apparatus using exhaust gas from a gas turbine engine generator is known.
  • This humidity control device is provided with a supply passage through which outdoor air flows and a discharge passage through which room air flows.
  • the humidity control device is provided with two flow paths through which the exhaust gas flows.
  • the humidity control device is provided with a switching damper for switching the flow path into which the exhaust gas is introduced.
  • exhaust gas is introduced to the regeneration side of the dehumidifying rotor through one of the flow paths. This exhaust gas is discharged outside the room after being used for regeneration of the dehumidifying rotor.
  • the outdoor air taken into the air supply passage is dehumidified on the adsorption side of the dehumidification rotor, cooled by exchanging heat with indoor air in the sensible heat exchanger, and then supplied indoors.
  • the exhaust gas is introduced into the exhaust passage to the upstream side of the sensible heat exchanger through the other flow passage.
  • the room air taken into the exhaust passage is mixed with the exhaust gas and heated, before being introduced into the sensible heat exchanger.
  • the outdoor air taken into the air supply passage passes through the stopped dehumidifying rotor, is heated by exchanging heat with the outdoor air in the sensible heat exchanger, and then supplied to the room.
  • the flow path through which the exhaust gas flows is switched using the switching damper to perform dehumidification and heating of the room.
  • the operation can be switched only by operating the switching damper for switching the passage through which the exhaust gas flows.
  • the configuration of the humidity control device is simplified as compared with the humidity control device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-344995.
  • this humidity control device only air dehumidification or heating is performed, and there is a problem that air humidification cannot be performed.
  • the exhaust gas is at a high temperature, there is a problem that it is difficult to ensure the reliability of the switching damper for switching the flow of the exhaust gas.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a highly reliable humidity control device that can perform dehumidification without using a switching valve, and has a simple configuration. It is in. Disclosure of the invention
  • the first invention is directed to a humidity control device capable of switching between a dehumidifying operation of air supplied to a room and a humidifying and heating operation. Then, the first passage through which the first air flows into the room A passage (21), a second passage (22) through which the second air flows toward the outside of the room, and an adsorbent capable of contacting the first air and the second air, between the first air and the second air. Heat exchange and heat exchange between the first air and the second air and the amount of heat exchange between the first air and the second air can be adjusted.
  • a heating means (25) for heating the second air to be sent is provided, and switching between the dehumidifying operation and the humidifying / heating operation is performed by adjusting the heat exchange amount and the moisture exchange amount in the humidity control section (23).
  • the adsorbent is supported on the surface of the humidity control section (23), and is disposed across both the first passage (21) and the second passage (22).
  • a suction rotor (24) that is driven to rotate, wherein the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange are adjusted by changing the rotation speed of the suction rotor (24); ) Is set faster during the humidifying and heating operation than during the dehumidifying operation.
  • the heating means (25) and the suction rotor (24) traversing the second passage (22) are arranged at a position closer to the start end side in the rotation direction of the suction rotor (24). Also, a temperature distribution is formed when the second air is heated so that the end side portion comes into contact with the second air having a higher temperature.
  • a fourth invention is the sensible heat exchanger according to the first invention, wherein the first air after passing through the humidity control section (23) and the second air before being heated by the heating means (25) are heat-exchanged. It is equipped with.
  • the first and second passages (21) and (22) are arranged across both the first passage (21) and the second passage (22) and driven to rotate.
  • a rotating rotor (26) that absorbs heat and dissipates heat to the other is provided as a sensible heat exchanger.
  • the first air flow path and the second air flow path are formed alternately in large numbers, and the first air and the second air in each flow path exchange heat with each other.
  • the heat exchange member (27) is provided as a sensible heat exchanger.
  • the rotating rotor (26) is driven to rotate during the dehumidifying operation and stopped during the humidifying and heating operation.
  • the eighth invention is the invention according to the fourth, fifth or sixth invention, wherein the second passage (22) Is connected to an exhaust passageway (30) for discharging a part of the second air after passing through the sensible heat exchanger and before being heated by the heating means (25).
  • the heating means (25) heats the second air by mixing a heating gas having a temperature and an absolute humidity higher than that of the second air into the second air. It is configured as follows.
  • the exhaust gas of the heating means (25) power generator (40) is mixed into the second air as a heating gas.
  • the eleventh invention is directed to a humidity control apparatus capable of switching between a dehumidifying cooling operation and a humidifying operation of air supplied to a room. And a first passage (21) through which the first air flows toward the outside of the room, a second passage (22) through which the second air flows toward the inside of the room, and an adsorbent capable of contacting the first air and the second air. Moisture exchange between the first air and the second air, and a humidity control system capable of adjusting the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange between the first air and the second air And a heating means (25) for heating the second air sent to the humidity control section (23) during the humidifying operation and stopping the heating of the second air during the dehumidifying cooling operation. Switching between the dehumidifying cooling operation and the humidifying operation is performed by adjusting the heat exchange amount and the water exchange amount in the humidity control section (23).
  • the adsorbent is carried on the surface of the humidity control section (23), and is disposed across both the first passage (21) and the second passage (22).
  • a suction rotor (24) that is driven and rotated, and is configured to adjust a heat exchange amount and a water exchange amount by changing a rotation speed of the suction rotor (24).
  • the rotation speed of the rotor (24) is set faster during the dehumidifying / cooling operation than during the humidifying operation.
  • a thirteenth invention is directed to the first invention according to the first invention, wherein the heating means (25) is a suction end of the suction rotor (24) traversing the second passage (22) in a rotation direction of the suction rotor (24).
  • the temperature distribution is formed when the second air is heated so that the end-side portion comes into contact with the higher-temperature second air than the side portion.
  • a fourteenth invention is the sensible heat according to the first invention, wherein heat is exchanged between the first air after passing through the humidity control section (23) and the second air before being heated by the heating means (25). It is equipped with an exchanger.
  • the fifteenth invention is the invention according to the fifteenth invention, wherein the first air passage and the second air passage are arranged across both the first passage (21) and the second passage (22) and driven to rotate.
  • a rotary rotor (26) that absorbs heat from one side and radiates heat to the other is provided as a sensible heat exchanger.
  • the first air flow path and the second air flow path are formed in large numbers alternately, and the first air and the second air in each flow path are mutually connected.
  • a heat exchange member (27) for heat exchange is provided as a sensible heat exchanger.
  • a seventeenth invention is the invention according to the fifteenth, fifteenth, or sixteenth invention, wherein the first air heated by mixing the heating means (25) heating gas having a higher temperature than the second air is mixed.
  • the sensible heat exchanger is configured to heat the second air by exchanging heat with the second air.
  • An eighteenth invention is a method according to the seventeenth invention, wherein the heating means (25), the power S, and the exhaust gas of the power generator (40) are mixed into the first air as a heating gas.
  • the humidity control apparatus (20) switches between the dehumidifying operation of the air supplied to the room and the humidifying and heating operation.
  • the switching between the dehumidifying operation and the humidifying / heating operation is performed by adjusting the heat exchange amount and the moisture exchange amount between the first air and the second air in the humidity control section (23).
  • the heat exchange amount and the moisture exchange amount in the humidity control unit (23) are set so that the first air is dehumidified in the humidity control unit (23).
  • the moisture in the first air is adsorbed by the adsorbent, and the dehumidified first air is supplied to the room.
  • the adsorbent is heated and regenerated by the high-temperature second air.
  • the heat exchange amount and the water exchange amount in the humidity control section (23) are set so that the first air is heated and humidified in the humidity control section (23).
  • the second air heated by the heating means (25) exchanges heat with the first air, and the first air is heated.
  • the moisture in the second air moves to the first air via the adsorbent, and the first air is humidified.
  • the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange between the first air and the second air are adjusted by changing the rotation speed of the adsorption rotor (24).
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to a predetermined value.
  • the adsorbent is heated by the second air and regenerated.
  • the desorbed moisture is provided to the second air.
  • the adsorbent adsorbs moisture in the first air.
  • the exchange of water is mainly performed between the first air and the second air introduced into the humidity control section (23) through the adsorbent of the adsorption rotor (24).
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set faster than during the dehumidifying operation.
  • a portion of the suction rotor (24) crossing the second passage (22) comes into contact with the second air heated by the heating means (25), and is heated by the second air.
  • the adsorbent of the adsorption rotor (24) adsorbs some of the water in the second air.
  • the portion of the suction rotor (24) moved from the second passage (22) to the first passage (21) comes into contact with the first air.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is high during the humidification and heating operation, focusing on a part of the suction rotor (24), the time required for this part to pass through the first passage (21) is shortened. Therefore, the temperature of the portion of the suction rotor (24) crossing the first passage (21) is kept relatively high.
  • the temperature difference between the suction rotor (24) and the first air increases, and the amount of heat applied to the first air from the suction rotor (24) increases.
  • some moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24) and is provided to the first air.
  • heat and moisture are exchanged between the first air and the second air introduced into the humidity control section (23) through the suction rotor (24).
  • the second air having the temperature distribution is supplied to the humidity control section (23).
  • the humidity control section (23) when focusing on a part of the suction rotor (24) that has moved to the second passage (22), the temperature of this part increases while moving in the second passage (22). Therefore, in the present invention, to the suction rotor (24) traversing the second passage (22), the second air having a higher temperature is supplied toward the end portion in the rotation direction of the suction rotor (24).
  • relatively low-temperature second air is supplied to the portion of the suction rotor (24) that has just moved to the second passage (22), and the temperature of the suction rotor (24) rises due to long contact time with the second air.
  • a relatively high temperature of the second air is supplied to the sucked rotor (24).
  • heat exchange is performed between the first air and the second air.
  • the rotary rotor (26) forms a sensible heat exchanger.
  • the portion of the rotating rotor (26) traversing the first passage (21) is heated by the first air.
  • the portion of the rotating rotor (26) that has absorbed heat from the first air moves to the second passage (22).
  • the portion of the rotating rotor (26) moved to the second passage (22) radiates heat to the second air.
  • heat exchange is performed between the first air and the second air via the rotating rotor (26).
  • the heat exchange member (27) forms a sensible heat exchanger.
  • first air flow paths and second air flow paths are alternately formed. Then, in the heat exchange member (27), heat exchange is performed between the first air and the second air while the first air and the second air pass through each flow path.
  • the rotary rotor (26) is driven to rotate during the dehumidifying operation, and heat exchange is performed between the first air and the second air via the rotary rotor (26).
  • the rotating rotor (26) is in a stopped state. That is, during the humidifying and heating operation, the first air and the second air pass through the stopped rotary rotor (26), and no heat exchange is performed between the first air and the second air.
  • the exhaust passage (30) is connected to the second passage (22).
  • the flow rate of the second air heated by the heating means (25) decreases, and the temperature of the second air after heating increases. rises. For this reason, the second air having a higher temperature is supplied to the humidity control section (23), and the amount of water desorbed from the adsorbent increases.
  • a heating gas is mixed into the second air by the heating means (25).
  • the heat and moisture of the heating gas are given to the second air, and the temperature and the absolute humidity of the second air rise.
  • the humidity control section (23) the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange increase by the amount of heat and moisture provided from the heating gas to the second air.
  • the exhaust gas of the power generation device (40) is used as a heating gas.
  • the exhaust gas from the power generator (40) is used to operate the humidity controller (20). You.
  • the humidity control apparatus (20) switches between the dehumidifying cooling operation and the humidifying operation of the air supplied to the room.
  • the switching between the dehumidifying cooling operation and the humidifying operation is performed by adjusting the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange between the first air and the second air in the humidity control section (23).
  • the heat exchange amount and the moisture exchange amount in the humidity control unit (23) are set so that the second air is dehumidified and cooled in the humidity control unit (23).
  • the heating of the second air by the heating means (25) is stopped, and the second air is supplied to the humidity control section (23) without being heated.
  • the second air exchanges heat with the first air, and the second air is cooled.
  • the moisture in the second air moves to the first air via the adsorbent, and the second air is also dehumidified.
  • the heat exchange amount and the water exchange amount in the humidity control section (23) are set so that the second air is humidified in the humidity control section (23).
  • the adsorbent is regenerated by the second air heated by the heating means (25), and moisture desorbed from the adsorbent is applied to the second air. That is, the second air is humidified.
  • the first air comes into contact with the adsorbent, and moisture in the first air is adsorbed on the adsorbent.
  • the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange between the first air and the second air are adjusted by changing the rotation speed of the adsorption rotor (24).
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to a predetermined value.
  • the adsorbent is heated by the second air and regenerated. The desorbed moisture is provided to the second air.
  • the adsorbent adsorbs moisture in the first air.
  • the exchange of water is mainly performed between the first air and the second air introduced into the humidity control section (23) through the adsorbent of the adsorption rotor (24).
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set faster than during the humidifying operation.
  • a portion of the suction rotor (24) crossing the second passage 2) comes into contact with the second air and absorbs heat from the second air.
  • the suction rotor (24) Some moisture from the second air is adsorbed on the dressing.
  • the part of the suction rotor (24) moved from the second passage (22) to the first passage (21) comes into contact with the first air.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is high, so that focusing on a part of the suction rotor (24), the time required for this part to pass through the first passage (21) becomes short. Therefore, the temperature of the portion of the suction rotor (24) crossing the first passage (21) is kept relatively high.
  • the temperature difference between the suction rotor ( 24 ) and the first air increases, and the amount of heat applied to the first air from the suction rotor ( 24 ) increases.
  • some moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24) and is provided to the first air.
  • heat and moisture are exchanged between the first air and the second air introduced into the humidity control section (23) through the suction rotor (24).
  • the second air having the temperature distribution is supplied to the humidity control section (23).
  • the second air having a higher temperature is supplied to the suction rotor (24) traversing the second passage (22) as the end portion in the rotation direction of the suction rotor (24) increases.
  • the relatively low-temperature second air is supplied to the portion of the suction rotor (24) that has just moved to the second passage (22), and the temperature of the suction increases due to the long contact time with the second air.
  • a relatively high temperature second air is supplied to the rotor (24).
  • heat exchange is performed between the first air and the second air in the sensible heat exchanger.
  • the rotary rotor (26) forms a sensible heat exchanger. For example, when heat is transferred from the first air to the second air, the portion of the rotary rotor (26) traversing the first passage (21) is heated by the first air. The portion of the rotary rotor (26) that has absorbed heat from the first air moves to the second passage (22). Then, the portion of the rotating rotor (26) moved to the second passage (22) radiates heat to the second air. Thus, heat exchange is performed between the first air and the second air via the rotating rotor (26).
  • the heat exchange member (27) forms a sensible heat exchanger.
  • first air flow paths and second air flow paths are alternately formed. Then, in the heat exchange member (27), heat exchange is performed between the first air and the second air while the first air and the second air pass through each flow path.
  • a high-temperature heating gas is mixed into the first air by the heating means (25).
  • the sensible heat exchanger is supplied with high-temperature first air mixed with heating gas.
  • the first air exchanges heat with the second air, and the second air is heated.
  • the heated second air flows into the humidity control section (23).
  • the amount of heat exchange increases by the amount of heat given from the heating gas to the second air.
  • the exhaust gas of the power generation device (40) is used as a heating gas.
  • the exhaust gas from the power generator (40) is used to operate the humidity controller (20).
  • the switching between the dehumidifying operation and the humidifying and heating operation is performed by adjusting the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange in the humidity control section (23). For this reason, it is possible to switch between the dehumidifying operation and the humidifying and heating operation without switching the flow path of the first air or the second air. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable humidity control device that can switch between the dehumidifying operation and the humidifying and heating operation, and has a simple configuration.
  • the heat exchange amount and the water exchange amount can be reliably adjusted by changing the rotation speed of the suction rotor (24) provided in the humidity control section (23).
  • the heating means (25) forms a temperature distribution in the second air such that a hotter part of the suction rotor (24) comes into contact with the hotter second air. Therefore, the temperature difference between the suction rotor (24) and the second air that heats the suction rotor (24) can be made substantially constant, and the suction rotor (24) can be efficiently heated. Therefore, according to the present invention, the amount of heating of the second air required for regeneration of the adsorption rotor (24) can be reduced.
  • the sensible heat exchanger causes the first air and the second air to exchange heat. Therefore, during the dehumidifying operation, the first air supplied into the room can be cooled by the sensible heat exchanger. Furthermore, in that case, the heat of the first air is Since it is collected in the air, the amount of heating to the second air in the heating means (25) can be reduced. Therefore, according to these inventions, the running cost of the humidity control device (20) can be reduced.
  • the heating means (25) mixes the exhaust gas of the power generator (40) into the second air, so that the temperature and the temperature of the second air flowing into the humidity control section (23) can be improved.
  • the absolute humidity is increasing. Therefore, the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange in the humidity control section (23) can be increased, and the first air having a higher temperature and absolute humidity can be supplied to the room during the humidifying and heating operation. .
  • the dehumidification cooling operation and the humidification operation are switched by adjusting the heat exchange amount and the moisture exchange amount in the humidity control section (23). For this reason, it is possible to switch between the dehumidifying cooling operation and the humidifying operation without switching the flow path of the first air or the second air. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable humidity control apparatus that can switch between the dehumidifying cooling operation and the humidifying operation, and has a simple configuration.
  • the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange can be reliably adjusted by changing the rotation speed of the adsorption rotor (24) provided in the humidity control section (23).
  • the heating means (25) forms a temperature distribution in the second air so that the hotter part of the suction rotor (24) comes into contact with the hotter second air. Therefore, the temperature difference between the suction rotor (24) and the second air that heats the suction rotor (24) can be made substantially constant, and the suction rotor (24) can be efficiently heated. Therefore, according to the present invention, the amount of heating of the second air required for regeneration of the adsorption rotor (24) can be reduced.
  • the sensible heat exchanger causes the first air and the second air to exchange heat. Therefore, during the dehumidifying cooling operation, the second air supplied into the room can be cooled by the sensible heat exchanger. In addition, during the humidifying operation, the heat of the first air is recovered to the second air, so that the amount of heating of the heating means (25) to the second air can be reduced. Therefore, according to these inventions, the running cost of the humidity control device can be reduced.
  • the heating means (25) mixes the exhaust gas of the power generation device (40) with the first air to the humidity control section (23) via the sensible heat exchanger. The temperature of the inflowing second air is increasing. Therefore, the amount of heat exchange in the humidity control section (23) can be increased, and the second air having a higher temperature can be supplied into the room during the humidification operation.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the humidity control apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a psychrometric chart showing a dehumidifying operation of the humidity control apparatus in the first embodiment.
  • FIG. 3 is an air chart showing the humidification and heating operation of the humidity control apparatus in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram showing a temperature distribution of the second air flowing into the humidity control section in the humidity control apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a humidity control apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a psychrometric chart showing a dehumidifying operation of the humidity control apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a humidity control apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is an air line diagram showing the humidifying and heating operation of the humidity control apparatus in the third embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a humidity control apparatus according to a modification of the third embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a humidity control apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a psychrometric chart showing the dehumidifying operation of the humidity control apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a psychrometric chart showing the humidifying and heating operation of the humidity control apparatus in the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a humidity control apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a psychrometric chart showing the dehumidifying operation of the humidity control apparatus in the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is an air chart showing the humidification and heating operation of the humidity control apparatus in the fifth embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a humidity control device according to a modification of the fifth embodiment.
  • FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a humidity control apparatus according to the sixth embodiment.
  • FIG. 18 is an air line diagram showing a humidifying operation of the humidity control apparatus in the sixth embodiment.
  • FIG. 19 is a psychrometric chart showing the dehumidifying cooling operation of the humidity control apparatus in the sixth embodiment. You.
  • FIG. 20 is a schematic configuration diagram of a humidity control apparatus according to the seventh embodiment.
  • FIG. 21 is an air line diagram showing a humidifying operation of the humidity control apparatus in the seventh embodiment.
  • FIG. 22 is a psychrometric chart showing the dehumidifying cooling operation of the humidity control apparatus in the seventh embodiment.
  • FIG. 23 is a schematic configuration diagram of a humidity control apparatus according to the eighth embodiment.
  • FIG. 24 is a schematic configuration diagram of the humidity control apparatus according to the ninth embodiment.
  • FIG. 25 is a psychrometric chart showing the humidifying operation of the humidity control apparatus in the ninth embodiment.
  • the casing (15) of the humidity control device (20) of the present embodiment accommodates a humidity control section (23) and a heater (25) as a heating means.
  • a first passage (21) and a second passage (22) are defined in the interior of the “ge sink” (15). The beginning of the first passage (21) is connected to the outside of the room, and the end thereof is terminated.
  • the first end of the second passage (22) is connected to the room and the end of the second passage (22) is connected to the outside of the room.
  • the humidity control section (23) includes a suction rotor (24).
  • the suction rotor (24) is formed in a disc shape and a honeycomb shape so that air can pass in the thickness direction.
  • the suction rotor (24) is provided so as to cross the first passage (21) and the second passage (22). In the suction rotor (24), the adsorbent comes into contact with the first air in a portion crossing the first passage (21), and the adsorbent comes in contact with the second air in a portion crossing the second passage (22).
  • the suction rotor (24) is driven and rotated by a motor (not shown).
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is adjustable. Adjusting the rotation speed of the suction rotor (24) changes the ability to exchange heat and moisture between the first air and the second air. That is, when the rotation speed of the adsorption rotor (24) changes, the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange between the first air and the second air are adjusted.
  • the dehumidification operation and the humidification heating operation are switched by changing the rotation speed of the suction rotor (24).
  • the heater (25) is provided in the second passage (22) on the upstream side of the humidity control section (23). This heater (25) is for heating the second air.
  • the heater (25) is connected to the exhaust gas pipe (41) of the cogeneration system (40), which is a power generator.
  • the cogeneration system (40) includes a solid oxide fuel cell.
  • This fuel cell performs a battery reaction using hydrogen in reformed gas generated from hydrocarbons such as methane as fuel and oxygen in air as an oxidant, and outputs the obtained electric power.
  • high-temperature exhaust gas is generated by the cell reaction.
  • This exhaust gas is sent to an exhaust gas pipe (41).
  • the heater (25) heat is exchanged between the second air and the exhaust gas. At this time, the heater (25) heats the second air so that a predetermined temperature distribution is formed in the heated second air.
  • adjusting the rotation speed of the adsorption rotor (24) changes the ability to exchange heat and moisture between the first air and the second air. This will be described.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to be low
  • the first air and the second air introduced into the humidity control section (23) pass through the adsorbent of the suction rotor (24). Exchange of water is mainly performed, and dehumidification of primary air is performed.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is high, it is necessary for the portion of the suction rotor (24) moved from the second passage (22) to the first passage (21) to pass through the first passage (21). Running time is shorter. Therefore, the portion of the suction rotor (24) that has moved to the first passage (21) moves from the first passage (21) to the second passage (22) before the temperature of the suction rotor (24) decreases so much. In other words, the temperature of the portion of the suction rotor (24) crossing the first passage (21) is kept relatively high. Therefore, in the first passage (21), the temperature difference between the suction rotor (24) and the first air increases, and the amount of heat applied to the first air from the suction rotor (24) increases. In addition, if the absolute humidity of the first air is low enough, a certain amount of moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24) and is given to the first air.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to be high, the heat and moisture passing through the suction rotor (24) pass between the first air and the second air introduced into the humidity control section (23). Is exchanged, and the first air is heated and humidified.
  • the dehumidifying operation will be described with reference to FIG.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 0.5 rotation per minute.
  • Humidity control equipment (2) The first air in the state at the point A is sent into the first passage (21) of (0). This first air is sent to the adsorption rotor (24). In the adsorption rotor (24), the water in the first air is adsorbed by the adsorbent. As a result, the first air changes along the isenthalpy line, and its absolute humidity decreases and its temperature rises to the state of point B.
  • the first air in the state at point B is supplied indoors as supply air (SA).
  • the second air in the state at the point C is sent to the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the heater (25).
  • heat is exchanged between the exhaust gas of the kojeneration device (40) and the second air. Due to the heat exchange with the exhaust gas, the temperature of the second air rises and the second air is brought into the state of point D.
  • the second air at the point D is sent to the suction rotor (24).
  • the second air contacts the adsorbent.
  • the suction rotor (24) since the suction rotor (24) is rotating, the portion of the suction rotor (24) that has absorbed moisture from the first air eventually moves to the second passage (22) and comes into contact with the second air. Due to the contact with the second air, moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24), and the adsorbent is regenerated.
  • the second air changes along the isenthalpy line, and its absolute humidity increases and the temperature decreases, and the state of point E is reached.
  • the second air in the state of point E is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 20 revolutions per minute.
  • the first air in the state at the point A is fed into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • the first air contacts the adsorbent.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) increases, the time during which the portion of the suction rotor (24) heated by the second air contacts the first air decreases. Therefore, the temperature of the portion of the suction rotor (24) crossing the first passage (21) is kept relatively high. Therefore, in the first passage (21), the temperature difference between the suction rotor (24) and the first air increases, and the amount of heat applied to the first air from the suction rotor (24) increases.
  • the second air in the state at the point C is sent to the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the heater (25).
  • heat is exchanged between the exhaust gas of the kojeneration device (40) and the second air. Due to the heat exchange with the exhaust gas, the temperature of the second air rises and the second air is brought into the state of point D.
  • the second air at the point D is sent to the suction rotor (24).
  • the second air contacts the adsorbent.
  • the heated second air radiates heat to the adsorption rotor (24).
  • some water in the second air is adsorbed by the adsorbent of the adsorption rotor (24).
  • the absolute humidity of the second air decreases and the temperature of the second air decreases, and the second air enters the state of point E.
  • the second air at the point E is discharged outside as outdoor air (EA).
  • a portion of the suction rotor (24) crossing the second passage (22) is heated by the second air.
  • the temperature of the suction rotor (24) is higher at the portion where the contact time with the second air is longer, that is, at the end side in the rotation direction of the suction rotor (24). That is, a temperature distribution is formed in the suction rotor (24) such that the temperature increases from the start end to the end of the second passage (22) in the rotation direction.
  • the heater (25) heats the second air so that a temperature distribution corresponding to the temperature distribution of the suction rotor (24) is formed.
  • the temperature of the second air flowing into the humidity control section (23) is higher at the end of the second passage (22) in the rotation direction of the adsorption rotor (24) and lower at the start thereof. A distribution is formed.
  • the suction rotor (24) the relatively low-temperature portion of the portion crossing the second passage (22), that is, the portion on the starting end side comes into contact with the low-temperature second air, and the second passage
  • the hot second air comes into contact with the relatively hot portion of the portion traversing (22), that is, the portion on the terminal side. Therefore, the temperature difference between the second air and the adsorbent rotor flowing to the adsorption rotor (2 4) (24) is made uniform.
  • the humidity control apparatus (20) of the present embodiment switching between the dehumidification operation and the humidification heating operation is performed by adjusting the heat exchange amount and the water exchange amount in the humidity control section (23). For this reason, it is possible to switch between the dehumidifying operation and the humidifying and heating operation without switching the flow path of the first air or the second air. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a highly reliable humidity control device (20) that can switch between the dehumidifying operation and the humidifying and heating operation, and has a simple configuration. In particular, the amount of heat exchange and the amount of moisture exchange can be reliably adjusted by changing the rotation speed of the adsorption rotor (24) provided in the humidity control section (23).
  • the heater (25) adjusts the temperature distribution of the second air so that the hotter portion of the suction rotor (24) comes into contact with the hot second air. Has formed. Therefore, the temperature difference between the suction rotor (24) and the second air that heats the suction rotor (24) can be made substantially constant, and the suction rotor (24) can be efficiently heated. Therefore, according to the present embodiment, the amount of heating of the second air required for regeneration of the adsorption rotor (24) can be reduced.
  • Embodiment 2 of the present invention is obtained by changing the configuration of the humidity control apparatus (20) in Embodiment 1 described above.
  • differences of the present embodiment from the first embodiment will be described.
  • the humidity controller (20) in the present embodiment is provided with a rotating rotor (26) as a sensible heat exchanger.
  • the rotating rotor (26) is formed in a disk shape and a honeycomb shape so that air can pass in the thickness direction.
  • the rotary rotor (26) is disposed across the downstream side of the humidity control section (23) in the first passage (21) and the upstream side of the heater (25) in the second passage (22).
  • the rotating rotor (26) is provided so as to cross the first passage (21) and the second passage (22). That is, a part of the rotating rotor (26) comes into contact with the first air flowing through the first passage (21), and the remaining part comes into contact with the second air flowing through the second passage (22).
  • a motor not shown
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 0.5 rotation per minute.
  • the first air in the state at the point A is sent into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • moisture in the first air is adsorbed by the adsorbent.
  • the first air changes along the isenthalpy line, the absolute humidity decreases and the temperature increases, and the state of point B is reached.
  • the first air at the point B is sent to the rotating rotor (26).
  • the first air passes through the rotating rotor (26) and radiates heat to the rotating rotor (26). As a result, the temperature of the first air drops, and the first air is brought into the state of point C.
  • the first air in the state at point C is supplied into the room as supply air (SA).
  • the second air in the state at the point D is sent into the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the rotating rotor (26).
  • the portion of the rotating rotor (26) that has absorbed heat from the first air eventually moves to the second passage (22) and comes into contact with the second air.
  • heat recovered from the first air is applied to the second air.
  • the temperature of the second air rises, and the second air enters the state of point E.
  • the second air in the state at the point E is sent to the heater (25).
  • heat is exchanged between the exhaust gas of the cogeneration system (40) and the second air. Due to the heat exchange with the exhaust gas, the temperature of the second air rises and the second air is brought into the state of the point F.
  • the second air at the point F is sent to the suction rotor (24).
  • the second air contacts the adsorbent. Due to the contact with the second air, moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24), and the adsorbent is regenerated.
  • the second air changes along the isenthalpy line, and its absolute humidity increases and the temperature decreases, and the state of point G is reached.
  • the second air in the state at point G is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the rotation speed of the suction port data (24) is set to 20 rotations per minute.
  • the rotating rotor (26) is in a stopped state.
  • the first air and the second air are 2004/007807
  • Embodiment 3 of the present invention is obtained by changing the configuration of the humidity control apparatus (20) in Embodiment 1 described above.
  • differences of the present embodiment from the first embodiment will be described.
  • the humidity control apparatus (20) in the present embodiment is provided with a heat exchange member (27) as a sensible heat exchanger.
  • the heat exchange member (27) is formed in a rectangular parallelepiped shape, and has a first flow path (51) as a first air flow path and a second flow path in a height direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 7).
  • a second flow path (52) as an air flow path is provided alternately.
  • the heat exchange member (27) has a first passage (51) downstream of the humidity control section (23) in the first passage (21) and a second passage (52) in the second passage. They are connected to the upstream side of the heater (25) in (22), respectively. Then, in the heat exchange member (27), heat exchange is performed between the first air flowing through the first flow path (51) and the second air flowing through the second flow path (52).
  • the dehumidifying operation When performing the dehumidifying operation, the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 0.5 rotation per minute. Then, in this dehumidifying operation, the same operation as the dehumidifying operation of the humidity control device (20) in Embodiment 2 is performed (see FIG. 6). That is, the first air is dehumidified by the adsorption rotor (24), cooled by the heat exchange member (27), and then supplied to the room. On the other hand, the second air is preheated by the heat exchange member (27), heated by the heater (25), subsequently used for regeneration of the adsorption rotor (24), and then discharged outside the room.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 20 revolutions per minute.
  • the first air in the state at the point A is fed into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • the suction rotor (24) the first air Heat is applied from the suction rotor (24).
  • the absolute humidity of the first air rises and the temperature of the first air rises, and the first air enters the state of point B.
  • the first air in the state at the point B is sent to the heat exchange member (27).
  • the first air exchanges heat with the second air.
  • the temperature of the first air drops, and the first air is brought into the state of point C.
  • the primary air at point C is supplied indoors as supply air (SA).
  • the second air in the state at the point D is sent into the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the heat exchange member (27).
  • the heat exchange member (27) the second air exchanges heat with the first air.
  • the temperature of the second air rises to a state of point E.
  • the second air at the point E is sent to the heater (25).
  • heat is exchanged between the exhaust gas of the cogeneration system (40) and the second air.
  • the temperature of the second air rises, and the second air is brought into the state of point F.
  • the second air at the point F is sent to the suction rotor (24).
  • the second air radiates heat to the suction rotor (24).
  • moisture in the second air is adsorbed by the adsorbent.
  • the absolute humidity of the second air decreases and the temperature of the second air decreases, and the second air enters the state of point G.
  • the second air in the state at the point G is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the first passage (21) is provided between the downstream side of the humidity control section (23) and the heat exchange member (27).
  • a bypass passage (28) for guiding the first air flowing through the one passage (21) into the room may be provided.
  • the heater (25) and the adsorption rotor (24) are stopped, and the first air is passed through the first passage.
  • the room can be cooled by guiding it from (21) to the room through the bypass passage (28). That is, in the humidity control apparatus (20) of the present modification, it is possible to perform indoor cooling while reducing power consumption.
  • Embodiment 4 of the invention is obtained by changing the configuration of the heating means (25) in the humidity control apparatus (20) of Embodiment 2 described above.
  • points of this embodiment that are different from Embodiment 2 will be described.
  • the humidity control apparatus (20) of the present embodiment is provided with an exhaust gas pipe (41) of a cogeneration apparatus (40) which is a power generation apparatus.
  • the exhaust gas pipe (41) is connected between the rotary rotor (26) and the humidity control section (23) in the second passage (22).
  • the exhaust gas discharged from the solid oxide fuel cell has a higher absolute humidity and temperature than the second air.
  • This exhaust gas is sent to the exhaust gas pipe (41) as a heating gas for heating the second air.
  • the heating means (25) of the present embodiment heats the second air by mixing the exhaust gas supplied from the exhaust gas pipe (41) into the second air flowing through the second passage (22).
  • the heating means (25) is provided at a plurality of locations in the second passage (22) at different flow rates so that a predetermined temperature distribution is formed in the second air flowing into the humidity control section (23). Has been supplied.
  • the heating means (25) in the cross section of the second passage (22), the supply position of the exhaust gas is set to be smaller at a position closer to the starting end in the rotation direction of the adsorption rotor (24). The closer to the end, the greater the supply of exhaust gas.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 0.5 rotation per minute.
  • the first air at the point A is sent into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • water in the first air is adsorbed by the adsorbent.
  • the first air changes along the isenthalpy line, and its absolute humidity decreases and its temperature rises to the state of point B.
  • the first air in the state of the point B is sent to the rotating rotor (26).
  • the first air passes through the rotating rotor (26) and radiates heat to the rotating rotor (26). As a result, the temperature of the first air decreases, and the state of the first air is set to a point C.
  • the first air at the point C is the supply air (SA) Is supplied indoors.
  • the second air in the state at the point D is sent into the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the rotating rotor (26).
  • heat recovered from the first air is applied to the second air.
  • the temperature of the second air rises, and the second air enters the state of point E.
  • the exhaust gas of the cogeneration device (40) is mixed into the second air at the point E.
  • the absolute humidity of the second air rises and the temperature of the second air rises, and the second air enters the state of point F.
  • the second air at the point F is sent to the suction rotor (24).
  • the second air contacts the adsorbent. Due to the contact with the second air, moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24), and the adsorbent is regenerated.
  • the second air changes along the isenthalpy line, and its absolute humidity increases and the temperature decreases, and the state of point G is reached.
  • the second air in the state at point G is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 20 revolutions per minute.
  • the rotating rotor (26) is in a stopped state.
  • the first air in the state of the point A is sent into the first passage (2 1) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • the suction rotor (24) the first air receives heat from the suction rotor (24).
  • the absolute humidity of the first air since the absolute humidity of the first air is low, moisture is desorbed from the adsorbent and is provided to the first air.
  • the absolute humidity of the first air rises and the temperature of the first air rises, and the first air is in the state of point B.
  • the first air in the state at point B is supplied indoors as supply air (SA).
  • the second air in the state at the point C is sent to the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • the exhaust gas from the cogeneration system (40) is mixed into this second air.
  • the absolute humidity of the second air rises and the temperature rises, and the second air is in the state of point D.
  • the second air at the point D is sent to the suction rotor (24).
  • the suction rotor (24) the second air radiates heat to the suction rotor (24).
  • moisture in the second air is adsorbed by the adsorbent.
  • the second air at the point E is the exhaust air It is discharged outside as (EA).
  • the exhaust gas of the cogeneration apparatus (40) is mixed into the second air. This causes the second air to increase its absolute humidity in addition to its temperature. Therefore, the second air having a higher temperature and a higher absolute humidity is supplied to the humidity control section (23). Then, during the humidifying and heating operation, the heat and the water are provided to the first air via the suction rotor (24). Therefore, in the humidity control apparatus (20) of the present embodiment, not only the temperature of the first air supplied to the room can be increased but also the absolute humidity can be increased during the humidification and heating operation. That is, the humidification amount for the first air can be increased.
  • Embodiment 5 of the present invention is a modification of the configuration of the humidity control apparatus (20) of Embodiment 4 described above. Here, the points of this embodiment different from the fourth embodiment will be described.
  • the humidifier (29) is provided in the humidity control apparatus (20) of the present embodiment.
  • the humidifier (29) is for humidifying the first air, and is arranged in the first passage (21) on the downstream side of the humidity control section (23). Tap water is supplied to the humidifier (29).
  • the humidifier (29) humidifies the first air, for example, by spraying the supplied tap water to the first air.
  • the dehumidifying operation will be described with reference to FIG.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 0.5 rotation per minute.
  • the first air at the point A is sent into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • water in the first air is adsorbed by the adsorbent.
  • the first air changes along the isenthalpy line, and its absolute humidity decreases and its temperature rises to the state of point B.
  • the first air in the state at the point B is sent to the rotating rotor (26).
  • the first air passes through the rotating rotor (26) and radiates heat to the rotating rotor (26).
  • the temperature of the first air decreases, and the state of the first air is set to a point C.
  • the first air at point C is It is sent to the humidifier (29) and humidified.
  • the supplied water absorbs heat and evaporates in the first air.
  • the first air at point D is supplied indoors as supply air (SA).
  • the second air in the state at the point E is sent into the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the rotating rotor (26).
  • heat recovered from the first air is applied to the second air.
  • the temperature of the second air rises, and the second air enters the state of point F.
  • the exhaust gas of the cogeneration device (40) is mixed into the second air at the point F.
  • the absolute humidity of the second air rises and the temperature of the second air rises, and the second air is in the state of point G.
  • the second air at the point G is sent to the suction rotor (24).
  • the second air contacts the adsorbent. Due to the contact with the second air, moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24), and the adsorbent is regenerated.
  • the second air changes along the isenthalpy line, and the absolute humidity increases and the temperature decreases, and the state of point H is reached.
  • the second air in the state at the point H is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 20 revolutions per minute.
  • the rotating rotor (26) is in a stopped state.
  • the first air in the state of the point A is sent into the first passage (2 1) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • the suction rotor (24) the first air receives heat from the suction rotor (24).
  • the absolute humidity of the first air since the absolute humidity of the first air is low, moisture is desorbed from the adsorbent and is provided to the first air. As a result, the absolute humidity of the first air increases and the temperature of the first air increases, and the first air enters the state of point B.
  • the first air in the state at the point B is sent to the humidifier (29) and humidified. At that time,
  • SA supply air
  • the second air in the state at the point D is sent to the second passage (22) of the humidity control device (20). Be included.
  • the exhaust gas from the cogeneration system (40) is mixed into this second air.
  • the absolute humidity of the second air rises and the temperature rises, and the second air is in the state of point E.
  • the second air at the point E is sent to the suction rotor (24).
  • the suction rotor (24) the second air radiates heat to the suction rotor (24).
  • moisture in the second air is adsorbed by the adsorbent.
  • the absolute humidity of the second air decreases and the temperature of the second air decreases, and the second air is in the state of point F.
  • the second air in the state at the point F is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the second passage (22) has a passage after passing through the rotary rotor (26) and before being heated by the heating means (25).
  • An exhaust passage (30) for discharging a part of the second air outside the room may be provided.
  • the flow rate of the second air heated by the heating means (25) decreases, and the temperature of the heated second air increases.
  • the second air having a higher temperature is supplied to the humidity control section (23), and the amount of water desorbed from the adsorbent increases. Accordingly, the amount of moisture adsorbed from the first air by the adsorbent of the adsorption rotor (24) after moving to the first passage (21) side also increases.
  • the amount of water in the first air adsorbed by the adsorbent of the adsorption rotor (24) can be increased, and is supplied indoors during the dehumidifying operation.
  • the humidity of the first air can be further reduced.
  • the exhaust passage (30) is provided in the second passage (22) on the downstream side of the rotary rotor (26). Therefore, the flow rate of the second air flowing into the rotating rotor (26) can be secured, and the first air can be reliably cooled in the rotating rotor (26).
  • Embodiment 6 of the present invention is a modification of the humidity control apparatus (20) of Embodiment 1 described above. Here, differences of the present embodiment from the first embodiment will be described.
  • the first end of the first passage (21) is connected to the room, and the end is connected to the outside.
  • the second passage (2 The beginning of 2) is connected outside and the end is connected indoors.
  • Room air (RA) is sent into the first passage (21) as first air
  • outdoor air (OA) is sent as second air to the second passage (22). That is, the humidity control device (20) of the present embodiment is different from the humidity control device (20) of the first embodiment in that the connection destinations of the first passage (21) and the second passage (22) are changed.
  • the air taken into the passage (21) and the second passage (22) is exchanged.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 0.5 rotation per minute.
  • the first air at the point A is sent into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • water in the first air is adsorbed by the adsorbent.
  • the first air changes along the isenthalpy line, and its absolute humidity decreases and its temperature rises to the state of point B.
  • the first air in the state of point B is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the second air in the state at the point C is sent to the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the heater (25).
  • heat is exchanged between the exhaust gas of the kojeneration device (40) and the second air. Due to the heat exchange with the exhaust gas, the temperature of the second air rises and the second air is brought into the state of point D.
  • the second air at the point D is sent to the suction rotor (24).
  • the adsorption rotor (24) the second air contacts the adsorbent. Due to the contact with the second air, moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24), and the adsorbent is regenerated.
  • SA supply air
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 20 rotations per minute.
  • the heating of the second air by the heater (25) is stopped.
  • the first air in the state at the point A is sent into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • This first air is Data (24).
  • the suction rotor (24) the first air receives heat from the suction rotor (24).
  • the absolute humidity of the first air is low, moisture is desorbed from the adsorbent and is given to the first air.
  • the absolute humidity of the first air increases and the temperature of the first air increases, and the first air enters the state of point B.
  • the first air in the state at point B is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the second air in the state at the point C is sent into the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the adsorption rotor (24).
  • the second air radiates heat to the suction rotor (24).
  • moisture in the second air is adsorbed by the adsorbent.
  • SA supply air
  • the humidity control apparatus (20) of the present embodiment has the same effects as the first embodiment. That is, it is possible to switch between the dehumidifying cooling operation and the humidifying operation without switching the flow path of the first air or the second air. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a highly reliable humidity control device (20) that can switch between the dehumidifying cooling operation and the humidifying operation, and has a simple configuration.
  • Embodiment 7 of the present invention is a modification of the configuration of the humidity control apparatus (20) of Embodiment 2 described above. Here, differences between the present embodiment and the second embodiment will be described.
  • the first end of the first passage (21) is connected indoors, and the end is connected outside.
  • the beginning of the second passage (22) is connected to the outside of the room, and the end of the second passage is connected to the room.
  • Room air (RA) is sent into the first passage (21) as first air
  • outdoor air (OA) is sent as second air to the second passage (22). That is, the humidity control device (20) of the present embodiment is different from the humidity control device (20) of the second embodiment in that the connection destinations of the first passage (21) and the second passage (22) are changed.
  • the air taken into the passage (21) and the second passage (22) is exchanged.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 0.5 rotation per minute.
  • the first air at the point A is sent into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • water in the first air is adsorbed by the adsorbent.
  • the first air changes along the isenthalpy line, and its absolute humidity decreases and its temperature rises to the state of point B.
  • the first air in the state of the point B is sent to the rotating rotor (26).
  • the first air passes through the rotating rotor (26) and radiates heat to the rotating rotor (26). As a result, the temperature of the first air decreases, and the state of the first air is set to a point C.
  • the primary air at point C is exhausted outside as outdoor air (EA).
  • the second air in the state at the point D is sent into the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the rotating rotor (26).
  • heat recovered from the first air is applied to the second air.
  • the temperature of the second air rises, and the second air enters the state of point E.
  • the second air at the point E is sent to the heater (25).
  • heat is exchanged between the exhaust gas of the cogeneration system (40) and the second air. Due to the heat exchange with the exhaust gas, the temperature of the second air rises, and the second air is brought into the state of the point F.
  • the second air at the point F is sent to the suction rotor (24).
  • the second air contacts the adsorbent. Due to the contact with the second air, moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24), and the adsorbent is regenerated.
  • the second air changes along the isenthalpy line, and its absolute humidity increases and the temperature decreases, and the state of point G is reached.
  • the second air in the state of the point G is supplied to the room as supply air (SA).
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 20 rotations per minute.
  • the heating of the second air by the heater (25) is stopped.
  • the first air in the state at the point A is sent into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • the first air is sent to the suction port data (24).
  • whether the first air is the suction rotor (24) Heat.
  • the absolute humidity of the first air since the absolute humidity of the first air is low, moisture is desorbed from the adsorbent and is given to the first air. As a result, the absolute humidity of the first air increases and the temperature of the first air increases, and the first air enters the state of point B.
  • the first air in the state at the point B is sent to the rotating rotor (26).
  • heat recovered from the second air is applied to the first air.
  • the temperature of the first air rises to a state of point C.
  • the first air in the state at point C is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the second air in the state at the point D is sent into the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the rotating rotor (26).
  • the second air passes through the rotating rotor (26) and radiates heat to the rotating rotor (26).
  • the temperature of the second air decreases, and the second air enters the state of point E.
  • the second air at the point E is sent to the suction rotor (24).
  • the suction rotor (24) the second air radiates heat to the suction rotor (24).
  • moisture in the second air is adsorbed by the adsorbent. Accordingly, the absolute humidity of the second air decreases and the temperature of the second air decreases, and the second air enters the state of point F.
  • the second air at the point F is supplied to the room as supply air (SA).
  • Embodiment 8 of the present invention is obtained by changing the configuration of the humidity control apparatus (20) in Embodiment 3 described above.
  • points of this embodiment different from the third embodiment will be described.
  • the first end of the first passage (21) is connected to the room, and the end is connected to the outside.
  • the beginning of the second passage (22) is connected to the outside of the room, and the end of the second passage is connected to the room.
  • Room air (RA) is sent into the first passage (21) as first air
  • outdoor air (OA) is sent as second air to the second passage (22). That is, the humidity control device (20) of the present embodiment is different from the humidity control device (20) of the third embodiment in that the connection destinations of the first passage (21) and the second passage (22) are changed.
  • the air taken into the passage (21) and the second passage (22) is exchanged.
  • the humidity control apparatus (20) of the present embodiment performs the same humidification operation and dehumidification / cooling operation as those of the seventh embodiment.
  • Embodiment 9 of the Invention Embodiment 9 of the present invention is a modification of the humidity control apparatus (20) of Embodiment 4 described above, except that the configuration of the humidity control apparatus (20) is changed.
  • points of this embodiment that are different from the fourth embodiment will be described.
  • the start end of the first passage (21) is connected indoors, and the end end thereof is connected outdoors.
  • the beginning of the second passage (22) is connected to the outside of the room, and the end of the second passage is connected to the room.
  • Room air (RA) is sent into the first passage (21) as first air
  • outdoor air (OA) is sent as second air to the second passage (22). That is, the humidity control device (20) of the present embodiment is different from the humidity control device (20) of the fourth embodiment in that the connection destinations of the first passage (21) and the second passage (22) are changed.
  • the air taken into the passage (21) and the second passage (22) is exchanged.
  • the humidity control device (20) of the present embodiment is provided with an exhaust gas pipe (41) of a cogeneration device (40), which is a power generation device, similarly to the fourth embodiment.
  • the exhaust gas pipe (41) is connected between the rotary rotor (26) and the humidity control section (23) in the first passage (21). .
  • the exhaust gas discharged from the fuel cell has a higher absolute humidity and temperature than both the first air and the second air.
  • This exhaust gas is sent to the exhaust gas pipe (41) as a heating gas for heating the first air. That is, the heating means (25) heats the first air by mixing the exhaust gas supplied from the exhaust gas pipe (41) into the first air flowing through the first passage (21). The heated first air exchanges heat with the second air while passing through the rotating rotor (26), and the second air is heated.
  • the rotation speed of the suction rotor (24) is set to 0.5 rotation per minute.
  • the first air at the point A is sent into the first passage (21) of the humidity control device (20).
  • This first air is sent to the adsorption rotor (24).
  • water in the first air is adsorbed by the adsorbent. This allows the first air to flow along the isenthalpy line
  • the absolute humidity decreases and the temperature rises to point B.
  • the exhaust gas from the cogeneration system (40) is mixed into the first air at the point B.
  • the absolute humidity of the first air rises and the temperature of the first air rises to a state of point C.
  • the first air at the point C is sent to the rotating rotor (26).
  • the first air passes through the rotating rotor (26) and radiates heat to the rotating rotor (26).
  • the temperature of the first air drops, and the first air is brought into the state of point D.
  • the first air in the state at point D is discharged outside as outdoor air (EA).
  • the second air in the state at the point E is sent into the second passage (22) of the humidity control device (20).
  • This second air is sent to the rotating rotor (26).
  • heat recovered from the first air is applied to the second air.
  • the temperature of the second air rises, and the second air enters the state of point F.
  • the second air at the point F is sent to the adsorption rotor (24).
  • the adsorption rotor (24) the second air contacts the adsorbent. Due to the contact with the second air, moisture is desorbed from the adsorbent of the adsorption rotor (24), and the adsorbent is regenerated.
  • the second air changes along the isenthalpy line, the absolute humidity increases, and the temperature decreases, and the state of point G is reached.
  • the second air at the point G is supplied indoors as supply air (SA).
  • the dehumidifying cooling operation When performing the dehumidifying cooling operation, the rotation speed of the suction port data (24) is set to 20 rotations per minute. The heating of the first air by the heating means (25) is stopped. In this dehumidifying / cooling operation, the same operation as the dehumidifying / cooling operation of the humidity control apparatus (20) in the seventh embodiment is performed (see FIG. 21). That is, the first air is heated by the heat exchange member (27) after being used for regeneration of the adsorption rotor (24), and then discharged outside the room. On the other hand, the second air is cooled by the heat exchange member (27), dehumidified by the adsorption rotor (24), and then supplied indoors.
  • the humidity control section in the second passage (22) is provided.
  • a humidifier (29) for humidifying the second air may be provided downstream of (23). Tap water is supplied to the humidifier (29). The humidifier (29) humidifies the second air, for example, by spraying the supplied tap water to the second air.
  • the humidifier (29) humidifies the second air. With this, the second air whose temperature has further decreased can be supplied to the room. Further, during the humidifying operation, the humidifier (29) humidifies the second air, so that the second air whose absolute humidity is further increased can be supplied to the room.
  • the present invention is useful for a humidity control device that performs dehumidification or humidification in a room.

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Abstract

 調湿装置(20)には、吸着ロータ(24)と加熱器(25)とが収納され、第1空気が流れる第1通路(21)と第2空気が流れる第2通路(22)とが形成される。吸着ロータ(24)の回転速度を調節すると、第1空気と第2空気の間の熱交換量及び水分交換量が変化し、除湿動作と加湿暖房動作が切り換わる。除湿動作時には、吸着ロータ(24)の回転速度が遅く設定される。第1空気は吸着ロータ(24)で除湿された後に室内へ供給され、第2空気は吸着ロータ(24)の再生に利用された後に室外へ排出される。加湿暖房動作時には、吸着ロータ(24)の回転速度が速く設定される。第1空気は吸着ロータ(24)から熱及び水分を付与された後に室内へ供給され、第2空気は吸着ロータ(24)に熱及び水分を奪われた後に室外へ排出される。

Description

糸田 » 調湿装置 技術分野
本発明は、 室内の除湿又は加湿を行う調湿装置に関する。 背景技術
従来より、 特開 2 0 0 2— 3 4 9 9 0 5号公報に開示されているように、 吸 着材を用いて室内の除湿又は加湿を行う調湿装置が知られている。 この調湿装置 には、 2つの空気通路と、 吸着材を備える除湿器とが設けられている。 この除湿 器は、 両方の空気通路に跨って配置されている。 また、 調湿装置において、 各通 路の入口側には第 1切換弁が設けられ、 それぞれの出口側には第 2切換弁が設け られている。 第 1切換弁を操作すると、 室内空気や室外空気の導入される空気通 路が切り換わる。 第 2切換弁を操作すると、 各通路を通過した空気を室内と屋外 のどちらへ導くかが切り換わる。
除湿動作時において、 上記調湿装置は、 一方の空気通路へ取り込んだ室外空 気を除湿器で除湿してから室内へ供給し、 他方の空気通路へ取り込んだ室内空気 を除湿器の再生に利用してから室外へ排出する。 一方、 加湿動作時において、 調 湿装置は、 一方の空気通路へ取り込んだ室内空気を除湿器で除湿してから室外へ 排出し、 他方の空気通路へ取り込んだ室外空気を除湿器から脱離した水分で加湿 してから室内へ供給する。 このように、 上記調湿装置では、 2つの切換弁を用い て空気通路を切り換え、 室内の除湿と加湿を行っている。
また、 特開 2 0 0 3— 4 2 0 0 6号公報に開示されているように、 ガスター ビンエンジン発電機の排ガスを利用した調湿装置が知られている。 この調湿装置 には、 室外空気が流れる給気用の通路と室内空気が流れる排気用の通路が設けら れている。 上記調湿装置には、 排ガスが流れる 2つの流路が設けられている。 ま た、 調湿装置には、 排ガスをどちらの流路へ導入するかを切り換えるための切換 ダンパが設けられている。 除湿動作時には、 一方の流路を通じて排ガスが除湿ロータの再生側へ導入さ れる。 この排ガスは、 除湿ロータの再生に利用された後に、 室外へ排出される。 給気用の通路へ取り込まれた室外空気は、 除湿ロータの吸着側で除湿され、 顕熱 交換器で室内空気と熱交換して冷却された後に、 室内へ供給される。 一方、 暖房 動作時には、 他方の流路を通じて排ガスが排気用の通路における顕熱交換器の上 流側へ導入される。 排気用の通路へ取り込まれた室内空気は、 排ガスと混合され て加熱された後に、 顕熱交換器へ導入される。 給気用の通路へ取り込まれた室外 空気は、 停止している除湿ロータを通過し、 顕熱交換器で室外空気と熱交換して 加熱された後に、 室内へ供給される。 このように、 上記調湿装置では、 切換ダン パを用いて排ガスが流れる流路を切り換え、 室内の除湿と暖房を行っている。
—解決課題一
上記の特開 2 0 0 2 - 3 4 9 9 0 5号公報に開示された調湿装置によれば、 1台の調湿装置により室内の除湿と加湿を切り換えて行うことが可能となる。 と ころが、 この調湿装置では、 除加湿を切り換えるために 2つの切換弁を設けなけ ればならず、 調湿装置の複雑化やコスト増加を招くという問題がある。
一方、 特開 2 0 0 3 _ 4 2 0 0 6号公報に開示された調湿装置によれば、 排 ガスが流れる通路を切り換える切換ダンバの操作だけで運転の切り換えが可能で あり、 特開 2 0 0 2— 3 4 9 9 0 5号公報の調湿装置に比べると装置の構成が簡 素化されている。 しかしながら、 この調湿装置では、 空気の除湿か加熱しか行わ れず、 空気の加湿を行うことができないという問題がある。 また、 排ガスは高温 であるため、 この排ガスの流れを切り換えるための切換ダンバについては、 その 信頼性を確保するのが困難であるという問題もあった。
本発明は、 かかる点に鑑みてなされたものであり、 その目的とするところは、 切換弁を用いることなくが除加湿が行え、 しかも構成が簡素で信頼性の高い調湿 装置を提供することにある。 発明の開示
第 1の発明は、 室内へ供給される空気の除湿動作と加湿暖房動作とが切換可 能な調湿装置を対象としている。 そして、 室内へ向けて第 1空気が流れる第 1通 路 (21) と、 室外へ向けて第 2空気が流れる第 2通路 (22) と、 第 1空気及び第 2空気と接触可能な吸着材を有して第 1空気と第 2空気の間で熱及び水分の交換 を行わせると共に、 第 1空気と第 2空気の間における熱交換量及び水分交換量を 調節可能に構成された調湿部 (23) と、 上記調湿部 (23) へ送られる第 2空気を 加熱する加熱手段 (25) とを備え、 除湿動作と加湿暖房動作の切り換えを上記調 湿部 (23) における熱交換量及び水分交換量の調節によって行うものである。
第 2の発明は、 上記第 1の発明において、 調湿部 (23) 力 表面に吸着材が 担持されると共に第 1通路 (21) と第 2通路 (22) の両方に跨って配置されて回 転駆動される吸着ロータ (24) を備え、 該吸着ロータ (24) の回転速度を変更す ることによって熱交換量及び水分交換量を調節するように構成されており、 上記 吸着ロータ (24) の回転速度が、 加湿暖房動作中の方が除湿動作中よりも速く設 定されるものである。
第 3の発明は、 上記第 2の発明において、加熱手段 (25) 、 第 2通路 (22) を横断する吸着ロータ (24) のうち該吸着ロータ (24) の回転方向における始端 側の部分よりも終端側の部分の方が高温の第 2空気と接触するように、 該第 2空 気を加熱する際に温度分布を形成するものである。
第 4の発明は、 上記第 1の発明において、 調湿部 (23) を通過後の第 1空気 と加熱手段 (25) により加熱される前の第 2空気とを熱交換させる顕熱交換器を 備えるものである。
第 5の発明は、 上記第 4の発明において、 第 1通路 (21) と第 2通路 (22) の両方に跨って配置されて回転駆動され、 第 1空気と第 2空気の何れか一方から 吸熱して他方へ放熱する回転ロータ (26) が顕熱交換器として設けられるもので ある。
第 6の発明は、 上記第 4の発明において、 第 1空気の流路と第 2空気の流路 とが交互に多数形成されて各流路内の第 1空気と第 2空気を互いに熱交換させる 熱交換用部材 (27) が顕熱交換器として設けられるものである。
7の発明は、 上記第 5の発明において、 回転ロータ (26) 力 S、 除湿動作中 に回転駆動されて加湿暖房動作中には停止するものである。
第 8の発明は、 上記第 4 , 第 5又は第 6の発明において、 第 2通路 (22) に は、 顕熱交換器を通過した後であって加熱手段 (25) により加熱される前の第 2 空気の一部を排出するための排気通路 (30) が接続されるものである。
第 9の発明は、 上記第 1の発明において、 加熱手段 (25) 、 第 2空気より も温度及び絶対湿度が高い加熱用ガスを上記第 2空気へ混入することによって該 第 2空気を加熱するように構成されるものである。
第 1 0の発明は、 上記第 9の発明において、 加熱手段 (25) 力 発電装置 (4 0) の排出ガスを加熱用ガスとして第 2空気へ混入するものである。
第 1 1の発明は、 室内へ供給される空気の除湿冷却動作と加湿動作とが切換 可能な調湿装置を対象としている。 そして、 室外へ向けて第 1空気が流れる第 1 通路 (21) と、 室内へ向けて第 2空気が流れる第 2通路 (22) と、 第 1空気及び 第 2空気と接触可能な吸着材を有して第 1空気と第 2空気の間で熱及び水分の交 換を行わせると共に、 第 1空気と第 2空気の間における熱交換量及び水分交換量 を調節可能に構成された調湿部 (23) と、 加湿動作中は上記調湿部 (23) へ送ら れる第 2空気の加熱を行って除湿冷却動作中は第 2空気の加熱を停止ずる加熱手 段 (25) とを備え、 除湿冷却動作と加湿動作の切り換えを上記調湿部 (23) にお ける熱交換量及び水分交換量の調節によって行うものである。
第 1 2の発明は、 上記第 1 1の発明において、 調湿部 (23) 力 表面に吸着 材が担持されると共に第 1通路 (21) と第 2通路 (22) の両方に跨って配置され て回転駆動される吸着ロータ (24) を備え、 該吸着ロータ (24) の回転速度を変 更することによつて熱交換量及び水分交換量を調節するように構成されており、 上記吸着ロータ (24) の回転速度が、 除湿冷却動作中の方が加湿動作中よりも速 く設定されるものである。
第 1 3の発明は、 上記第 1 2の発明において、 加熱手段 (25) 力 第 2通路 (22) を横断する吸着ロータ (24) のうち該吸着ロータ (24) の回転方向におけ る始端側の部分よりも終端側の部分の方が高温の第 2空気と接触するように、 該 第 2空気を加熱する際に温度分布を形成するものである。
第 1 4の発明は、 上記第 1 1の発明において、 調湿部 (23) を通過後の第 1 空気と加熱手段 (25) により加熱される前の第 2空気とを熱交換させる顕熱交換 器を備えるものである。 第 1 5の発明は、 上記第 1 4の発明において、 第 1通路 (21) と第 2通路 (2 2) の両方に跨って配置されて回転駆動され、第 1空気と第 2空気の何れか一方か ら吸熱して他方へ放熱する回転ロータ (26) が顕熱交換器として設けられるもの である。
第 1 6の発明は、 上記第 1 4の発明において、 第 1空気の流路と第 2空気の 流路とが交互に多数形成されて各流路内の第 1空気と第 2空気を互いに熱交換さ せる熱交換用部材 (27) が顕熱交換器として設けられるものである。
第 1 7の発明は、 上記第 1 4, 第 1 5又は第 1 6の発明において、 加熱手段 (25) 力 第 2空気よりも温度が高い加熱用ガスを混入して加熱した第 1空気を 顕熱交換器で第 2空気と熱交換させることによつて該第 2空気を加熱するように 構成されるものである。
第 1 8の発明は、 上記第 1 7の発明において、 加熱手段 (25) 力 S、 発電装置 (40) の排出ガスを加熱用ガスとして第 1空気へ混入するものである。
—作用一
上記第 1の発明では、 調湿装置 (20) は、 室内へ供給される空気の除湿動作 と加湿暖房動作とを切り換えて行う。この除湿動作と加湿暖房動作の切り換えは、 調湿部 (23) において第 1空気と第 2空気との間で熱交換量及び水分交換量を調 節することによって行われる。
除湿動作時には、 調湿部 (23) で第 1空気の除湿が行われるように、 調湿部 (23) における熱交換量及び水分交換量が設定される。 調湿部 (23) では第 1空 気中の水分が吸着材に吸着され、除湿された第 1空気が室内へ供給される。また、 調湿部 (23) では、 高温の第 2空気によって吸着材が加熱されて再生される。
一方、 加湿暖房動作時には、 調湿部 (23) で第 1空気の加熱と加湿が行われ るように、 調湿部 (23) における熱交換量及び水分交換量が設定される。 調湿部 (23) では、 加熱手段 (25) により加熱された第 2空気が第 1空気と熱交換し、 第 1空気が加熱される。 また、 調湿部 (23) では、 第 2空気中の水分が吸着材を 介して第 1空気へ移動し、 第 1空気の加湿も行われる。
上記第 2の発明では、 吸着ロータ (24) の回転速度を変更することにより、 第 1空気と第 2空気の間での熱交換量及び水分交換量が調節される。 除湿動作時には、 吸着ロータ (24) の回転速度が所定値に設定される。 吸着 ロータ (24) のうち第 2通路 (22) を横断する部分では、 吸着材が第 2空気によ つて加熱されて再生される。 脱離した水分は、 第 2空気に付与される。 第 2通路 (22) から第 1通路 (21) へ移動した吸着ロータ (24) の部分では、 吸着材に第 1空気中の水分が吸着される。 このように、 調湿部 (23) へ導入された第 1空気 と第 2空気との間では、 吸着ロータ (24) の吸着材を介した水分の交換が主に行 われる。
一方、 加湿暖房動作時には、 吸着ロータ (24) の回転速度が除湿動作時より も速く設定される。 吸着ロータ (24) のうち第 2通路 (22) を横断する部分は、 加熱手段 (25) により加熱された第 2空気と接触し、 この第 2空気によって加熱 される。 その際、 吸着ロータ (24) の吸着材には、 第 2空気中の水分がいく らか 吸着される。 第 2通路 (22) から第 1通路 (21) へ移動した吸着ロータ (24) の 部分は、 第 1空気と接触する。 加湿暖房動作時には吸着ロータ (24) の回転速度 が速いため、 吸着ロータ (24) のある一部分に着目すると、 この一部分が第 1通 路 (21) を通過するのに要する時間は短くなる。 このため、 吸着ロータ (24) の うち第 1通路 (21) を横断する部分は、 その温度が比較的高く保たれた状態とな る。
従って、 第 1通路 (21) では、 吸着ロータ (24) と第 1空気の温度差が拡大 し、 吸着ロータ (24) から第 1空気に付与される熱量が増大する。 また、 その際 には、 吸着ロータ (24) の吸着材から水分がいく らか脱離して第 1空気に付与さ れる。 このように、 調湿部 (23) へ導入された第 1空気と第 2空気の間では、 吸 着ロータ (24) を介した熱と水分の交換が行われる。
上記第 3の発明では、 温度分布の形成された第 2空気が調湿部 (23) へ供給 される。 ここで、 第 2通路 (22) へ移動してきた吸着ロータ (24) の一部分に着 目すると、 この一部分の温度は、 第 2通路 (22) を移動する間に上昇してゆく。 そこで、 この発明では、 第 2通路 (22) を横断する吸着ロータ (24) に対しては、 吸着ロータ (24) の回転方向における終端側の部分ほど高温の第 2空気を供給し ている。 つまり、 第 2通路 (22) へ移動してきて間もない吸着ロータ (24) の部 分には比較的低温の第 2空気を供給し、 第 2空気との接触時間が長くて温度上昇 した吸着ロータ (24) の部分には比較的高温の第 2空気を供給している。
上記第 4の発明では、 顕熱交換器において、 第 1空気と第 2空気の間で熱交 換が行われる。
上記第 5の発明では、 回転ロータ (26) が顕熱交換器を構成している。 例え ば、 第 1空気から第 2空気へ熱を移動させる場合は、 第 1通路 (21) を横断する 回転ロータ (26) の部分が第 1空気によって加熱される。 第 1空気から吸熱した 回転ロータ (26) の部分は、 第 2通路 (22) へ移動する。 そして、 第 2通路 (22) へ移動した回転ロータ (26) の部分が、第 2空気に対して放熱する。 このように、 第 1空気と第 2空気の間では、 回転ロータ (26) を介して熱交換が行われる。
上記第 6の発明では、 熱交換用部材 (27) が顕熱交換器を構成する。 熱交換 用部材 (27) には、 第 1空気の流路と第 2空気の流路とが交互に形成される。 そ して、 熱交換用部材 (27) では、 各流路を第 1空気と第 2空気が通過する間に、 第 1空気と第 2空気の間で熱交換が行われる。
上記第 7の発明では、 除湿動作中に回転ロータ (26) が回転駆動され、 この 回転ロータ (26) を介して第 1空気と第 2空気の間で熱交換が行われる。 一方、 加湿暖房動作中には、 回転ロータ (26) が停止状態となっている。 つまり、 加湿 暖房動作中において、 第 1空気と第 2空気とは停止した回転ロータ (26) を通過 することとなり、 第 1空気と第 2空気の間で熱交換は行われない。
上記第 8の発明では、 第 2通路 (22) に排気通路 (30) が接続される。 顕熱 交換器を通過した第 2空気の一部を排気通路 (30) から排出すると、 加熱手段 (2 5) によって加熱される第 2空気の流量が減少し、加熱後の第 2空気の温度が上昇 する。 このため、 調湿部 (23) に対しては、 より高温の第 2空気が供給され、 吸 着材から脱離する水分の量が増加する。
上記第 9の発明では、 加熱手段 (25) によって、 第 2空気に加熱用ガスが混 入される。 これにより、 加熱用ガスの熱及び水分が第 2空気に付与されて、 第 2 空気の温度と絶対湿度が上昇する。 調湿部 (23) では、 加熱用ガスから第 2空気 に付与された熱及び水分の量だけ、 熱交換量及び水分交換量が増加する。
上記第 1 0の発明では、 発電装置 (40) の排出ガスが加熱用ガスとして用い られる。 つまり、 発電装置 (40) の排出ガスが調湿装置 (20) の運転に利用され る。
上記第 1 1の発明では、 調湿装置 (20) は、 室内へ供給される空気の除湿冷 却動作と加湿動作とを切り換えて行う。 この除湿冷却動作と加湿動作の切り換え は、 調湿部 (23) において第 1空気と第 2空気との間で熱交換量及び水分交換量 を調節することによって行われる。
除湿冷却動作時には、 調湿部 (23) で第 2空気の除湿と冷却とが行われるよ うに、 調湿部 (23) における熱交換量及び水分交換量が設定される。 加熱手段 (2 5) による第 2空気の加熱は停止され、 第 2空気が加熱されずに調湿部 (23) へ供 給される。 調湿部 (23) では、 第 2空気が第 1空気と熱交換し、 第 2空気が冷却 される。 また、 調湿部 (23) では、 第 2空気中の水分が吸着材を介して第 1空気 へ移動し、 第 2空気の除湿も行われる。
一方、 加湿動作時には、 調湿部 (23) で第 2空気の加湿が行われるように、 調湿部 (23) における熱交換量及び水分交換量が設定される。 調湿部 (23) では、 加熱手段 (25) により加熱された第 2空気によって吸着材が再生され、 吸着材か ら脱離した水分が第 2空気に付与される。 つまり、第 2空気が加湿される。 また、 調湿部 (23) では、 第 1空気が吸着材と接触し、 第 1空気中の水分が吸着材に吸 着される。
上記第 1 2の発明では、吸着ロータ (24) の回転速度を変更することにより、 第 1空気と第 2空気の間での熱交換量及び水分交換量が調節される。
加湿動作時には、 吸着ロータ (24) の回転速度が所定値に設定される。 吸着 ロータ (24) のうち第 2通路 (22) を横断する部分では、 吸着材が第 2空気によ つて加熱されて再生される。 脱離した水分は、 第 2空気に付与される。 第 2通路 (22) から第 1通路 (21) へ移動した吸着ロータ (24) の部分では、 吸着材に第 1空気中の水分が吸着される。 このように、 調湿部 (23) へ導入された第 1空気 と第 2空気との間では、 吸着ロータ (24) の吸着材を介した水分の交換が主に行 われる。
一方、 除湿冷却動作時には、 吸着ロータ (24) の回転速度が加湿動作時より も速く設定される。 吸着ロータ (24) のうち第 2通路 2) を横断する部分は、 第 2空気と接触し、 この第 2空気から吸熱する。 その際、 吸着ロータ (24) の吸 着材には、 第 2空気中の水分がいく らか吸着される。 第 2通路 (22) から第 1通 路 (21) へ移動した吸着ロータ (24) の部分は、 第 1空気と接触する。 除湿冷却 動作時には吸着ロータ (24) の回転速度が速いため、 吸着ロータ (24) のある一 部分に着目すると、 この一部分が第 1通路 (21) を通過するのに要する時間は短 くなる。 このため、 吸着ロータ (24) のうち第 1通路 (21) を横断する部分は、 その温度が比較的高く保たれた状態となる。
従って、 第 1通路 (21) では、 吸着ロータ (24) と第 1空気の温度差が拡大 し、 吸着ロータ (24) から第 1空気に付与される熱量が増大する。 また、 その際 には、 吸着ロータ (24) の吸着材から水分がいく らか脱離して第 1空気に付与さ れる。 このように、 調湿部 (23) へ導入された第 1空気と第 2空気の間では、 吸 着ロータ (24) を介した熱と水分の交換が行われる。
上記第 1 3の発明では、 温度分布の形成された第 2空気が調湿部 (23) へ供 給される。. ここで、 第 2通路 (22) へ移動してきた吸着ロータ (24) の一部分に 着目すると、 この一部分の温度は、第 2通路 (22) を移動する間に上昇してゆく。 そこで、 この発明では、 第 2通路 (22) を横断する吸着ロータ (24) に対しては、 吸着ロータ (24) の回転方向における終端側の部分ほど高温の第 2空気を供給し ている。 つまり、 第 2通路 (22) へ移動してきて間もない吸着ロータ (24) の部 分には比較的低温の第 2空気を供給し、 第 2空気との接触時間が長くて温度上昇 した吸着ロータ (24) の部分には比較的高温の第 2空気を供給している。
上記第 1 4の発明では、 顕熱交換器において、 第 1空気と第 2空気の間で熱 交換が行われる。
上記第 1 5の発明では、 回転ロータ (26) が顕熱交換器を構成している。 例 えば、 第 1空気から第 2空気へ熱を移動させる場合は、 第 1通路 (21) を横断す る回転ロータ (26) の部分が第 1空気によって加熱される。 第 1空気から吸熱し た回転ロータ (26) の部分は、 第 2通路 (22) へ移動する。 そして、 第 2通路 (2 2) へ移動した回転ロータ (26) の部分が、 第 2空気に対して放熱する。 このよう に、第 1空気と第 2空気の間では、 回転ロータ (26) を介して熱交換が行われる。
上記第 1 6の発明では、 熱交換用部材 (27) が顕熱交換器を構成する。 熱交 換用部材 (27) には、 第 1空気の流路と第 2空気の流路とが交互に形成される。 そして、熱交換用部材 (27) では、各流路を第 1空気と第 2空気が通過する間に、 第 1空気と第 2空気の間で熱交換が行われる。
上記第 1 7の発明では、 加熱手段 (25) によって、 第 1空気に高温の加熱用 ガスが混入される。 顕熱交換器へは、 加熱用ガスを混入されて高温となった第 1 空気が供給される。 顕熱交換器では、 この第 1空気が第 2空気と熱交換し、 第 2 空気が加熱される。 加熱された第 2空気は、 調湿部 (23) へ流入する。 調湿部 (2 3)では、加熱用ガスから第 2空気に付与された熱の量だけ、熱交換量が増加する。
上記第 1 8の発明では、 発電装置 (40) の排出ガスが加熱用ガスとして用い られる。 つまり、 発電装置 (40) の排出ガスが調湿装置 (20) の運転に利用され る。
一効果一
上記第 1の発明では、 調湿部 (23) における熱交換量及び水分交換量を調節 することによって、除湿動作と加湿暖房動作の切り換えを行っている。 このため、 第 1空気や第 2空気の流通経路を切り換えなくても、 除湿動作と加湿暖房動作の 切り換えが可能となる。 従って、 この発明によれば、 除湿動作と加湿暖房動作の 切り換えが可能で、 しかも構成が簡素で信頼性の高い調湿装置を提供することが できる。
上記第 2の発明によれば、 調湿部 (23) に設けられる吸着ロータ (24) の回 転速度を変更することによって、 熱交換量及び水分交換量を確実に調節すること ができる。
上記第 3の発明では、 吸着ロータ (24) のうち高温の部分ほど高温の第 2空 気と接触するように、 加熱手段 (25) が第 2空気に温度分布を形成している。 こ のため、 吸着ロータ (24) と、 これを加熱する第 2空気との温度差を概ね一定と することができ、 吸着ロータ (24) の加熱を効率よく行うことができる。従って、 この発明によれば、 吸着ロータ (24) の再生に要する第 2空気への加熱量を削減 することができる。
上記第 4, 第 5及び第 6の発明では、 顕熱交換器で第 1空気と第 2空気を熱 交換させている。 このため、 除湿動作時においては、 室内へ供給される第 1空気 を顕熱交換器で冷却することができる。 更に、 その際には、 第 1空気の熱が第 2 空気へ回収されるため、 加熱手段 (25) における第 2空気への加熱量を削減する ことができる。 従って、 これらの発明によれば、 調湿装置 (20) のランニングコ ストを低減できる。
上記第 9, 第 1 0の発明では、 加熱手段 (25) が発電装置 (40) の排出ガス を第 2空気に混入することで、 調湿部 (23) へ流入する第 2空気の温度及び絶対 湿度を上昇させている。 このため、 調湿部 (23) における熱交換量及び水分交換 量を増加させることができ、 加湿暖房動作時において、 より一層温度及び絶対湿 度が高い第 1空気を室内へ供給することができる。
上記第 1 1の発明では、 調湿部 (23) における熱交換量及び水分交換量を調 節することによって、 除湿冷却動作と加湿動作の切り換えを行っている。 このた め、 第 1空気や第 2空気の流通経路を切り換えなくても、 除湿冷却動作と加湿動 作の切り換えが可能となる。 従って、 この発明によれば、 除湿冷却動作と加湿動 作の切り換えが可能で、 しかも構成が簡素で信頼性の高い調湿装置を提供するこ とができる。
上記第 1 2の発明によれば、 調湿部 (23) に設けられる吸着ロータ (24) の 回転速度を変更することによって、 熱交換量及び水分交換量を確実に調節するこ とができる。
上記第 1 3の発明では、 吸着ロータ (24) のうち高温の部分ほど高温の第 2 空気と接触するように、 加熱手段 (25) が第 2空気に温度分布を形成している。 このため、 吸着ロータ (24) と、 これを加熱する第 2空気との温度差を概ね一定 とすることができ、 吸着ロータ (24) の加熱を効率よく行うことができる。 従つ て、 この発明によれば、 吸着ロータ (24) の再生に要する第 2空気への加熱量を 削減することができる。
上記第 1 4 , 第 1 5及び第 1 6の発明では、 顕熱交換器で第 1空気と第 2空 気を熱交換させている。 このため、 除湿冷却動作時においては、 室内へ供給され る第 2空気を顕熱交換器で冷却することができる。 また、 加湿動作時には、 第 1 空気の熱が第 2空気へ回収されるため、 加熱手段 (25) における第 2空気への加 熱量を削減することができる。 従って、 これらの発明によれば、 調湿装置のラン ニングコストを低減できる。 上記第 1 7及び第 1 8の発明では、 加熱手段 (25) が発電装置 (40) の排出 ガスを第 1空気に混入することで、 顕熱交換器を介して調湿部 (23) へ流入する 第 2空気の温度を上昇させている。 このため、 調湿部 (23) における熱交換量を 増加させることができ、 加湿動作時において、 より一層温度が高い第 2空気を室 内へ供給することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 実施形態 1における調湿装置の概略構成図である。
図 2は、 実施形態 1における調湿装置の除湿動作を示す空気線図である。 図 3は、実施形態 1における調湿装置の加湿暖房動作を示す空気線図である。 図 4は、 実施形態 1の調湿装置において、 調湿部へ流入する第 2空気の温度 分布を示す図である。
図 5は、 実施形態 2における調湿装置の概略構成図である。
図 6は、 実施形態 2における調湿装置の除湿動作を示す空気線図である。 図 7は、 実施形態 3における調湿装置の概略構成図である。
図 8は、実施形態 3における調湿装置の加湿暖房動作を示す空気線図である。 図 9は、 実施形態 3の変形例における調湿装置の概略構成図である。
図 1 0は、 実施形態 4における調湿装置の概略構成図である。
図 1 1は、 実施形態 4における調湿装置の除湿動作を示す空気線図である。 図 1 2は、 実施形態 4における調湿装置の加湿暖房動作を示す空気線図であ る。
図 1 3は、 実施形態 5における調湿装置の概略構成図である。
図 1 4は、 実施形態 5における調湿装置の除湿動作を示す空気線図である。 図 1 5は、 実施形態 5における調湿装置の加湿暖房動作を示す空気線図であ る。
図 1 6は、 実施形態 5の変形例における調湿装置の概略構成図である。
図 1 7は、 実施形態 6における調湿装置の概略構成図である。
図 1 8は、 実施形態 6における調湿装置の加湿動作を示す空気線図である。 図 1 9は、 実施形態 6における調湿装置の除湿冷却動作を示す空気線図であ る。
図 2 0は、 実施形態 7における調湿装置の概略構成図である。
図 2 1は、 実施形態 7における調湿装置の加湿動作を示す空気線図である。 図 2 2は、 実施形態 7における調湿装置の除湿冷却動作を示す空気線図であ る。
図 2 3は、 実施形態 8における調湿装置の概略構成図である。
図 2 4は、 実施形態 9における調湿装置の概略構成図である。
図 2 5は、 実施形態 9における調湿装置の加湿動作を示す空気線図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
《発明の実施形態 1》
図 1に示すように、 本実施形態の調湿装置 (20) のケーシング (15) には、 調湿部 (23) と加熱手段としての加熱器 (25) とが収納されている。 ゲ一シンク" ( 15) の内部には、 第 1通路 (21) と第 2通路 (22) とが区画形成されている。 第 1通路 (21) の始端は室外へ接続され、 その終端は室内へ接続されている。 ま た、第 2通路 (22) の始端は室内へ接続され、 その終端は室外へ接続されている。 図示しないが、 第 1通路 (21) と第 2通路 (22) には、 ファンが 1台ずつ設けら れている。 このファンを運転すると、 第 1通路 (21) では室外空気 (OA) が第 1 空気として流通し、 第 2通路 (22) では室内空気 (RA) が第 2空気として流通す る。
上記調湿部 (23) は、 吸着ロータ (24) を備えている。 この吸着ロータ (24) は、 円板状に形成されると共にハニカム状に形成されて、 厚さ方向に空気が通過 可能となっている。 吸着ロータ (24) の表面には、 例えば、 ゼォライ トや A型シ リカゲルを主成分とする無機材料が吸着材として設けられている。 上記吸着ロー タ (24) は、 第 1通路 (21) 及び第 2通路 (22) を横断する姿勢で設けられてい る。 吸着ロータ (24) のうち、 第 1通路 (21) を横断する部分では吸着材が第 1 空気と接触し、第 2通路(22) を横断する部分では吸着材が第 2空気と接触する。 また、 吸着ロータ (24) は、 図外のモータにより駆動されて回転する。 上記吸着ロータ (24) は、 その回転速度が調節可能に構成されている。 この 吸着ロータ (24) の回転速度を調節すると、 第 1空気と第 2空気の間で熱及び水 分を交換させる能力が変化する。 つまり、 吸着ロータ (24) の回転速度が変化す ると、 第 1空気と第 2空気の間における熱交換量及び水分交換量が調節される。 本実施形態の調湿装置 (20) では、 吸着ロータ (24) の回転速度を変化させるこ とによって、 除湿動作と加湿暖房動作を切り換えている。
上記加熱器 (25) は、 第 2通路 (22) における調湿部 (23) の上流側に設け られている。 この加熱器(25) は、第 2空気を加熱するためのものである。 また、 加熱器 (25) には、 発電装置であるコジェネレーション装置 (40) の排ガス管 (4 1) が接続されている。
上記コジエネレーション装置(40) は、固体電解質型燃料電池を備えている。 この燃料電池は、 メタン等の炭化水素から生成される改質ガス中の水素を燃料と して空気中の酸素を酸化剤とする電池反応を行い、 得られた電力を出力する。 一 方、 燃料電池では、 電池反応によって高温の排出ガスが発生する。 この排出ガス は、 排ガス管 (41) へ送られる。 加熱器 (25) では、 第 2空気と排出ガスとの間 で熱交換が行われる。 この際、 加熱器 (25) では、 加熱後の第 2空気に所定の温 度分布が形成されるように第 2空気が加熱される。
上述の通り、 吸着ロータ (24) の回転速度を調節すると、 第 1空気と第 2空 気の間で熱及び水分を交換させる能力が変化する。 この点について説明する。
吸着ロータ (24) の回転速度が遅いと、 その回転速度が速い場合と比べて、 吸着ロータ (24) のうち第 2通路 (22) を横断する部分が第 2空気と接触する時 間が長くなる。 この第 2通路 (22) を通過する間に、 吸着ロータ (24) は、 第 2 空気によって加熱される。加熱された第 2空気によって吸着材から水分が脱離し、 この水分が第 2空気に付与される。 第 2通路 (22) を通過した吸着ロータ (24) は、 第 1通路 (21) へ移動する。
また、 吸着ロータ (24) の回転速度が遅いと、 第 2通路 (22) から第 1通路 (21) へ移動した吸着ロータ (24) の部分が第 1通路 (21) を通過するのに要す る時間が長くなる。 このため、 吸着ロータ (24) のうち第 1通路 (21) を横断す る部分は、 第 1空気との接触によってその温度が一旦低下し、 その後は、 当該部 分に設けられた吸着材に第 1空気中の水分が吸着されてゆく。 第 1通路 (21) を 通過して水分を吸着した吸着ロータ (24) の部分は、 第 2通路 (22) へ再び移動 してゆく。
このように、 吸着ロータ (24) の回転速度を遅く設定した場合、調湿部 (23) へ導入された第 1空気と第 2空気の間では、 吸着ロータ (24) の吸着材を介した 水分の交換が主に行われ、 第 1空気の除湿が行われる。
—方、 吸着ロータ (24) の回転速度が速いと、 その回転速度が遅い場合と比 ベて、 吸着ロータ (24) のうち第 2通路 (22) を横断する部分が第 2空気と接触 する時間が短くなる。 この第 2通路 (22) を通過する間に、 吸着ロータ (24) は 第 2空気によって加熱される。 また、 第 2空気の絶対湿度がある程度高い状態で あれば、 吸着ロータ (24) の吸着材に第 2空気中の水分がいくらか吸着される。 第 2通路 (22) を通過した吸着ロータ (24) は、 第 1通路 (21) へ移動する。
また、 吸着ロータ (24) の回転速度が速いと、 第 2通路 (22) から第 1通路 (21) へ移動した吸着ロータ (24) の部分が第 1通路 (21) を通過するのに要す る時間が短くなる。 このため、 第 1通路 (21) へ移動してきた吸着ロータ (24) の部分については、 その温度がそれ程低下しないうちに第 1通路 (21) から第 2 通路 (22) へ移動してゆく。 つまり、 吸着ロータ (24) のうち第 1通路 (21) を 横断する部分は、 その温度が比較的高く保たれた状態となる。 従って、 第 1通路 (21) では、 吸着ロータ (24) と第 1空気の温度差が拡大し、 吸着ロータ (24) から第 1空気に付与される熱量が増大する。 また、 第 1空気の絶対湿度がある程 度低い状態であれば、 吸着ロータ (24) の吸着材から水分がいく らか脱離して第 1空気に付与される。
このように、 吸着ロータ (24) の回転速度を速く設定した場合、 調湿部 (23) へ導入された第 1空気と第 2空気の間では、 吸着ロータ (24) を介した熱と水分 の交換が行われ、 第 1空気の加熱と加湿とが行われる。
一運転動作一
上記調湿装置 (20) の運転動作について説明する。
先ず、 除湿動作について、 図 2を参照しながら説明する。 除湿動作を行う際 には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 0 . 5回転に設定される。 調湿装置 (2 0) の第 1通路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1空気 は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気中の水分が 吸着材に吸着される。 これによつて、 第 1空気は、 等ェンタルピ線に沿って変化 し、 その絶対湿度が低下し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。 点 Bの状態の 第 1空気は、 供給空気 (SA) として室内へ供給される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Cの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 加熱器 (25) へ送られる。 加熱器 (25) では、 コジ エネレーシヨン装置 (40) の排出ガスと第 2空気の間で熱交換が行われる。 この 排出ガスとの熱交換によって、第 2空気はその温度が上昇して点 Dの状態となる。
点 Dの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着材と接触する。 一方、 吸着ロータ (24) は回転しているた め、 第 1空気から吸湿した吸着ロータ (24) の部分は、 やがて第 2通路 (22) へ 移動して第 2空気と接触する。 この第 2空気との接触によって、吸着ロータ (24) の吸着材から水分が脱離し、 吸着材が再生される。 これによつて、 第 2空気は、 等ェンタルピ線に沿って変化し、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が低下して点 E の状態となる。 点 Eの状態の第 2空気は、 排出空気 (EA) として室外へ排出され る。
次に、 加湿暖房動作について、 図 3を参照しながら説明する。 加湿暖房動作 を行う際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 2 0回転に設定される。 調湿 装置 (20) の第 1通路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この 第 1空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気が 吸着材に接触する。 吸着ロータ (24) の回転速度が速くなるにつれ、 第 2空気に よって加熱された吸着ロータ (24)の部分が第 1空気と接触する時間が短くなる。 このため、 吸着ロータ (24) のうち第 1通路 (21) を横断する部分は、 その温度 が比較的高く保たれた状態となる。 従って、 第 1通路 (21) では、 吸着ロータ (2 4) と第 1空気の温度差が拡大し、 吸着ロータ (24) から第 1空気に付与される熱 量が増大する。
また、 点 Aの状態では、 第 1空気の絶対湿度がかなり低くなつているため、 吸着ロータ (24) の吸着材から水分がいく らか脱離して第 1空気に付与される。 これによつて、 第 1空気は、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が上昇して点 Bの状 態となる。 点 Bの状態の第 1空気は、 供給空気 (SA) として室内へ供給される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Cの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 加熱器 (25) へ送られる。 加熱器 (25) では、 コジ エネレーシヨン装置 (40) の排出ガスと第 2空気の間で熱交換が行われる。 この 排出ガスとの熱交換によって、第 2空気はその温度が上昇して点 Dの状態となる。
点 Dの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着材に接触する。 この際、 加熱された第 2空気は、 吸着ロー タ (24) に対して放熱する。 また、 吸着ロータ (24) の吸着材に第 2空気中の水 分がいく らか吸着される。 これによつて、 第 2空気は、 その絶対湿度が低下し且 つ温度が低下して点 Eの状態となる。 点 Eの状態の第 2空気は、 排出空気 (EA) として室外へ排出される。
上記除湿動作時及ぴ加湿暖房動作時において、 吸着ロータ (24) のうち第 2 通路 (22) を横断する部分は、 第 2空気によって加熱される。 この吸着ロータ (2 4) の部分の温度は、 第 2空気と接触する時間が長い部分、 即ち吸着ロータ (24) の回転方向における終端側ほど高くなつている。 つまり、 吸着ロータ (24) には、 その回転方向における第 2通路 (22) の始端側から終端側へ向かって温度が高く なるような温度分布が形成される。
そこで、 図 1及び図 4に示すように、 加熱器 (25) は、 吸着ロータ (24) の 温度分布に対応した温度分布が形成されるように、 第 2空気の加熱を行う。 そし て、 調湿部 (23) へ流入する第 2空気には、 吸着ロータ (24) の回転方向におけ る第 2通路 (22) の終端側ほど温度が高くその始端側ほど温度が低い温度分布が 形成される。 ' これにより、 吸着ロータ (24) では、 その第 2通路 (22) を横断する部分の 相対的に低温の部分、 即ち始端側の部分に低温の第 2空気が接触し、 その第 2通 路 (22) を横断する部分の相対的に高温の部分、 即ち終端側の部分に高温の第 2 空気が接触する。 このため、 吸着ロータ (24) へ流入する第 2空気と吸着ロータ (24) との温度差が均一化される。
一実施形態 1の効果一 2004/007807
1 8 本実施形態の調湿装置 (20) では、 調湿部 (23) における熱交換量及び水分 交換量を調節することによって、 除湿動作と加湿暖房動作の切り換えを行ってい る。 このため、 第 1空気や第 2空気の流通経路を切り換えなくても、 除湿動作と 加湿暖房動作の切り換えが可能となる。 従って、 本実施形態によれば、 除湿動作 と加湿暖房動作の切り換えが可能で、 しかも構成が簡素で信頼性の高い調湿装置 (20) を提供することができる。 特に、 調湿部 (23) に設けられる吸着ロータ (2 4) の回転速度を変更することによって、熱交換量及び水分交換量を確実に調節す ることができる。
また、 本実施形態の調湿装置 (20) では、 吸着ロータ (24) のうち高温の部 分ほど高温の第 2空気と接触するように、 加熱器 (25) が第 2空気に温度分布を 形成している。 このため、 吸着ロータ (24) と、 これを加熱する第 2空気との温 度差を概ね一定とすることができ、 吸着ロータ (24) の加熱を効率よく行うこと ができる。 従って、 本実施形態によれば、 吸着ロータ (24) の再生に要する第 2 空気への加熱量を削減することができる。
《発明の実施形態 2》
本発明の実施形態 2は、 上記実施形態 1において、 調湿装置 (20) の構成を 変更したものである。 ここでは、 本実施形態について、 上記実施形態 1と異なる 点を説明する。
図 5に示すように、 本実施形態における調湿装置 (20) には、 顕熱交換器と しての回転ロータ (26) が設けられている。 回転ロータ (26) は、 円板状に形成 されると共にハニカム状に形成されて、厚さ方向に空気が通過可能となっている。
上記回転ロータ (26) は、 第 1通路 (21) における調湿部 (23) の下流側と 第 2通路 (22) における加熱器(25) の上流側とに跨って配置されている。 また、 回転ロータ (26) は、 第 1通路 (21) 及び第 2通路 (22) を横断する姿勢で設け られている。 つまり、 回転ロータ (26) は、 その一部が第 1通路 (21) を流れる 第 1空気と接触し、 残りの部分が第 2通路 (22) を流れる第 2空気と接触する。 そして、 回転ロータ (26) を図外のモータによって回転駆動すると、 第 1空気と 第 2空気の間で熱交換が行われる。
一運転動作一 上記調湿装置 (20) の運転動作について説明する。
先ず、 除湿動作について、 図 6参照しながら説明する。 除湿動作を行う際に は、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 0 . 5回転に設定される。 調湿装置 (20) の第 1通路 (21) へは、点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気中の水分が吸着 材に吸着される。 これによつて、 第 1空気は、 等ェンタルピ線に沿って変化し、 その絶対湿度が低下し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。 点 Bの状態の第 1 空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 第 1空気は、 回転ロータ (26) を通過し、 その際に回転ロータ (26) へ放熱する。 これによつて、 第 1空気は、 その温度が 低下して点 Cの状態となる。 点 Cの状態の第 1空気は、 供給空気 (SA) として室 内へ供給される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Dの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 一方、 回転ロータ (2 6) は回転しているため、 第 1空気から吸熱した回転ロータ (26) の部分は、 やが て第 2通路 (22) へ移動して第 2空気と接触する。 回転ロータ (26) では、 第 1 空気から回収した熱が第 2空気に付与される。 これによつて、 第 2空気は、 その 温度が上昇して点 Eの状態となる。 点 Eの状態の第 2空気は、 加熱器 (25) へ送 られる。 加熱器 (25) では、 コジェネレーション装置 (40) の排出ガスと第 2空 気の間で熱交換が行われる。 この排出ガスとの熱交換によって、 第 2空気はその 温度が上昇して点 Fの状態となる。
点 Fの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着材と接触する。 この第 2空気との接触によって、 吸着ロー タ (24) の吸着材から水分が脱離し、 吸着材が再生される。 これによつて、 第 2 空気は、 等ェンタルピ線に沿って変化し、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が低下 して点 Gの状態となる。 点 Gの状態の第 2空気は、 排出空気 (EA) として室外へ 排出される。
次に、 加湿暖房動作について説明する。 加湿暖房動作を行う際には、 吸着口 ータ (24) の回転速度が毎分 2 0回転に設定される。 また、 回転ロータ (26) は、 停止状態となっている。 つまり、 第 1空気と第 2空気とは、 停止した回転ロータ 2004/007807
20
(26) を通過することとなり、 第 1空気と第 2空気の間で熱交換は行われない。 そして、 本実施形態における調湿装置 (20) の加湿暖房動作では、 上記実施形態 1における調湿装置 (20) の加湿暖房動作と同じ動作が行われる (図 3を参照)。
《発明の実施形態 3》
本発明の実施形態 3は、 上記実施形態 1において、 調湿装置 (20) の構成を 変更したものである。 ここでは、 本実施形態について、 上記実施形態 1と異なる 点を説明する。
図 7に示すように、 本実施形態における調湿装置 (20) には、 顕熱交換器と しての熱交換用部材 (27) が設けられている。 熱交換用部材 (27) は、 直方体状 に形成されており、 その高さ方向 (図 7における紙面に垂直な方向) に第 1空気 の流路としての第 1流路 (51) と第 2空気の流路としての第 2流路 (52) とが交 互に設けられている。 この熱交換用部材 (27) は、 その第 1流路 (51) が第 1通 路 (21) における調湿部 (23) の下流側に、 その第 2流路 (52) が第 2通路 (22) における加熱器 (25) の上流側にそれぞれ接続されている。 そして、 熱交換用部 材 (27) では、 第 1流路 (51) を流れる第 1空気と第 2流路 (52) を流れる第 2 空気の間で熱交換が行われる。
一運転動作一
上記調湿装置 (20) の運転動作について説明する。
先ず、 除湿動作について説明する。 除湿動作を行う際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 0 . 5回転に設定される。 そして、 この除湿動作では、 上記実 施形態 2における調湿装置(20)の除湿動作と同じ動作が行われる(図 6を参照)。 つまり、 第 1空気は、 吸着ロータ (24) で除湿された後に熱交換用部材 (27) で 冷却され、 その後に室内へ供給される。 一方、 第 2空気は、 熱交換用部材 (27) で予熱された後に加熱器 (25) で加熱され、 続いて吸着ロータ (24) の再生に利 用されてから室外へ排出される。
次に、 加湿暖房動作について、 図 8を参照しながら説明する。 加湿暖房動作 を行う際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 2 0回転に設定される。 調湿 装置 (20) の第 1通路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この 第 1空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気が 吸着ロータ (24) から熱を付与される。 また、 点 Aの状態では、 第 1空気の絶対 湿度が低いため、 吸着材から水分が脱離して第 1空気に付与される。 これによつ て、 第 1空気は、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。 点 Bの状態の第 1空気は、 熱交換用部材 (27) へ送られる。 熱交換用部材 (27) では、 第 1空気が第 2空気と熱交換する。 これによつて、 第 1空気は、 その温度 が低下して点 Cの状態となる。 点 Cの状態の第 1空気は、 供給空気 (SA) として 室内へ供給される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Dの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 熱交換用部材 (27) へ送られる。 熱交換用部材 (27) では、 第 2空気が第 1空気と熱交換する。 これによつて、 第 2空気は、 その温度 が上昇して点 Eの状態となる。 点 Eの状態の第 2空気は、 加熱器 (25) へ送られ る。 加熱器 (25) では、 コジェネレーション装置 (40) の排出ガスと第 2空気の 間で熱交換が行われる。 この排出ガスとの熱交換によって、 第 2空気はその温度 が上昇して点 Fの状態となる。
点 Fの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着ロータ (24) に対して放熱する。 また、 吸着材に第 2空気 中の水分が吸着される。 これによつて、 第 2空気は、 その絶対湿度が低下し且つ 温度が低下して点 Gの状態となる。 点 Gの状態の第 2空気は、 排出空気 (EA) と して室外へ排出される。
一実施形態 3の変形例一
上記実施形態 3の調湿装置 (20) では、 図 9に示すように、 第 1通路 (21) における調湿部 (23) の下流側と熱交換用部材 (27) との間に、 第 1通路 (21) を流れる第 1空気を室内へ導くためのバイパス通路 (28) を設けてもよい。 例え ば、 室外空気 (OA) の温度が室内空気 (RA) の温度よりも低い中間期には、 加熱 器 (25) 及び吸着ロータ (24) を停止した状態で、 第 1空気を第 1通路 (21) か らバイパス通路 (28) を通って室内へ導くことにより、 室内の冷房を行うことが できる。 つまり、 本変形例の調湿装置 (20) では、 消費電力を削減して室内の冷 房を行うことができる。
《発明の実施形態 4》 本発明の実施形態 4は、 上記実施形態 2の調湿装置 (20) において、 加熱手 段 (25) の構成を変更したものである。 ここでは、 本実施形態について、 上記実 施形態 2と異なる点を説明する。
図 1 0に示すように、 本実施形態の調湿装置 (20) には、 発電装置であるコ ジェネレーション装置 (40) の排ガス管 (41) が設けられている。 この排ガス管 (41) は、 第 2通路 (22) における回転ロータ (26) と調湿部 (23) との間に接 続されている.。
上記コジェネレーション装置 (40) において、 固体電解質型燃料電池から排 出される排出ガスは、第 2空気よりも絶対湿度及び温度が高い。この排出ガスは、 第 2空気を加熱するための加熱用ガスとして排ガス管(41) へ送られる。 そして、 本実施形態の加熱手段 (25) は、 第 2通路 (22) を流れる第 2空気に排ガス管 (4 1) から供給された排出ガスを混入することにより、 第 2空気を加熱する。
また、'上記加熱手段 (25) は、 調湿部 (23) へ流入する第 2空気に所定の温 度分布が形成されるよう、 第 2通路 (22) における複数箇所へ異なる流量で排出 ガスを供給している。 つまり、 加熱手段 (25) では、 第 2通路 (22) の断面内に おいて、 吸着ロータ (24) の回転方向の始端側に位置する箇所ほど排出ガスの供 給量が少なく設定され、 その終端側に位置する箇所ほど排出ガスの供給量が多く 設定される。
一運転動作一
上記調湿装置 (20) の運転動作について説明する。
先ず、 除湿動作について、 図 1 1を参照しながら説明する。 除湿動作を行う 際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 0 . 5回転に設定される。 調湿装置 (20) の第 1通路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1 空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気中の水 分が吸着材に吸着される。 これによつて、 第 1空気は、 等ェンタルピ線に沿って 変化し、 その絶対湿度が低下し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。 点 Bの状 態の第 1空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 第 1空気は、 回転ロータ (26) を通過し、 その際に回転ロータ (26) へ放熱する。 これによつて、 第 1空気は、 その温度が低下して点 Cの状態となる。 点 Cの状態の第 1空気は、供給空気(SA) として室内へ供給される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Dの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 回転ロータ (26) で は、 第 1空気から回収した熱が第 2空気に付与される。 これによつて、 第 2空気 は、 その温度が上昇して点 Eの状態となる。 点 Eの状態の第 2空気には、 コジェ ネレーシヨン装置 (40) の排出ガスが混入される。 そして、 第 2空気は、 その絶 対湿度が上昇し且つ温度が上昇して点 Fの状態となる。
点 Fの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着材と接触する。 この第 2空気との接触によって、 吸着ロー タ (24) の吸着材から水分が脱離し、 吸着材が再生される。 これによつて、 第 2 空気は、 等ェンタルピ線に沿って変化し、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が低下 して点 Gの状態となる。 点 Gの状態の第 2空気は、 排出空気 (EA) として室外へ 排出される。
次に、 加湿暖房動作について、 図 1 2を参照しながら説明する。 加湿暖房動 作を行う際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 2 0回転に設定される。 ま た、 回転ロータ (26) は、 停止状態となっている。 調湿装置 (20) の第 1通路 (2 1) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1空気は、 吸着ロータ (2 4) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気が吸着ロータ (24) から熱を付 与される。 また、 点 Aの状態では、 第 1空気の絶対湿度が低いため、 吸着材から 水分が脱離して第 1空気に付与される。 これによつて、 第 1空気は、 その絶対湿 度が上昇し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。 点 Bの状態の第 1空気は、 供 給空気 (SA) として室内へ供給される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Cの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気には、 コジェネレーション装置 (40) の排出ガスが混入 される。 そして、 第 2空気は、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が上昇して点 Dの 状態となる。 点 Dの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロー タ (24) では、 第 2空気が吸着ロータ (24) に対して放熱する。 また、 吸着材に 第 2空気中の水分が吸着される。 これによつて、 第 2空気は、 その絶対湿度が低 下し且つ温度が低下して点 Eの状態となる。 点 Eの状態の第 2空気は、 排出空気 (EA) として室外へ排出される。
尚、 本実施形態の調湿装置 (20) では、 第 2空気にコジェネレーション装置 (40) の排出ガスが混入される。 これにより、 第 2空気は、 その温度に加えて絶 対湿度も上昇する。 このため、 調湿部 (23) に対しては、 より高温且つ絶対湿度 の高い第 2空気が供給される。 そして、 加湿暖房動作時において、 この熱及び水 分は、 吸着ロータ (24) を介して第 1空気に付与される。 従って、 本実施形態の 調湿装置 (20) では、 加湿暖房動作時において、 室内へ供給される第 1空気の温 度を上昇させるだけでなく、 その絶対湿度も高めることができる。 つまり、 第 1 空気に対する加湿量を増大させることができる。
《発明の実施形態 5》
本発明の実施形態 5は、 上記実施形態 4の調湿装置 (20) の構成を変更した ものである。 ここでは、 本実施形態について、 上記実施形態 4と異なる点を説明 する。
図 1 3に示すように、 本実施形態の調湿装置 (20) には、 加湿器 (29) が設 けられている。 この加湿器 (29) は、 第 1空気を加湿するためのものであって、 第 1通路 (21) における調湿部 (23) の下流側に配置されている。 加湿器 (29) には、 水道水などが供給される。 そして、 加湿器 (29) は、 例えば供給された水 道水を第 1空気へ散布することによって、 第 1空気を加湿する。
一運転動作一
上記調湿装置 (20) の運転動作について説明する。
先ず、 除湿動作について、 図 1 4を参照しながら説明する。 除湿動作を行う 際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 0 . 5回転に設定される。 調湿装置 (20) の第 1通路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1 空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気中の水 分が吸着材に吸着される。 これによつて、 第 1空気は、 等ェンタルピ線に沿って 変化し、 その絶対湿度が低下し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。
点 Bの状態の第 1空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 第 1空気は、 回転 ロータ (26) を通過し、 その際に回転ロータ (26) へ放熱する。 これによつて、 第 1空気は、 その温度が低下して点 Cの状態となる。 点 Cの状態の第 1空気は、 加湿器 (29) へ送られて加湿される。 その際、 第 1空気中では、 供給された水が 吸熱して蒸発する。 このため、 第 1空気は、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が低 下して点 Dの状態となる。 点 Dの状態の第 1空気は、 供給空気 (SA) として室内 へ供給される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Eの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 回転ロータ (26) で は、 第 1空気から回収した熱が第 2空気に付与される。 これによつて、 第 2空気 は、 その温度が上昇して点 Fの状態となる。 点 Fの状態の第 2空気には、 コジェ ネレーシヨン装置 (40) の排出ガスが混入される。 そして、 第 2空気は、 その絶 対湿度が上昇し且つ温度が上昇して点 Gの状態となる。
点 Gの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着材と接触する。 この第 2空気との接触によって、 吸着ロー タ (24) の吸着材から水分が脱離し、 吸着材が再生される。 これによつて、 第 2 空気は、 等ェンタルピ線に沿って変化し、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が低下 して点 Hの状態となる。 点 Hの状態の第 2空気は、 排出空気 (EA) として室外へ 排出される。
次に、 加湿暖房動作について、 図 1 5を参照しながら説明する。 加湿暖房動 作を行う際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 2 0回転に設定される。 ま た、 回転ロータ (26) は、 停止状態となっている。 調湿装置 (20) の第 1通路 (2 1) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1空気は、 吸着ロータ (2 4) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気が吸着ロータ (24) から熱を付 与される。 また、 点 Aの状態では、 第 1空気の絶対湿度が低いため、 吸着材から 水分が脱離して第 1空気に付与される。 これによつて、 第 1空気は、 その絶対湿 度が上昇し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。
点 Bの状態の第 1空気は、 加湿器 (29) へ送られて加湿される。 その際、 第
1空気中では、 供給された水が吸熱して蒸発する。 このため、 第 1空気は、 その 絶対湿度が上昇し且つ温度が低下して点 Cの状態となる。 点 Cの状態の第 1空気 は、 供給空気 (SA) として室内へ供給される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Dの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気には、 コジェネレーション装置 (40) の排出ガスが混入 される。 そして、 第 2空気は、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が上昇して点 Eの 状態となる。 点 Eの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロー タ (24) では、 第 2空気が吸着ロータ (24) に対して放熱する。 また、 吸着材に 第 2空気中の水分が吸着される。 これによつて、 第 2空気は、 その絶対湿度が低 下し且つ温度が低下して点 Fの状態となる。 点 Fの状態の第 2空気は、 排出空気 (EA) として室外へ排出される。
一実施形態 5の変形例一
図 1 6に示すように、 上記実施形態 5の調湿装置において、 第 2通路 (22) には、 回転ロータ (26) を通過した後であって加熱手段 (25) により加熱される 前の第 2空気の一部を室外へ排出するための排気通路 (30) を設けてもよい。 こ の排気通路 (30) から第 2空気の一部を排出すると、 加熱手段 (25) によって加 熱される第 2空気の流量が減少し、 加熱後の第 2空気の温度が上昇する。 このた め、 調湿部 (23) に対しては、 より高温の第 2空気が供給され、 吸着材から脱離 する水分の量が増加する。 これに伴い、 第 1通路 (21) 側へ移動後の吸着ロータ (24) の吸着材が、 第 1空気から吸着する水分の量も增加する。
従って、 本変形例の調湿装置 (20) では、 吸着ロータ (24) の吸着材に吸着 される第 1空気中の水分量を増加させることができ、 除湿動作時において、 室内 へ供給される第 1空気の湿度をより一層低下させることができる。 また、 本変形 例の調湿装置 (20) では、 排気通路 (30) を第 2通路 (22) における回転ロータ (26) の下流側に設けている。 このため、 回転ロータ (26) へ流入する第 2空気 の流量を確保でき、 回転ロータ (26) において第 1空気を確実に冷却することが できる。
《発明の実施形態 6》
本発明の実施形態 6は、 上記実施形態 1の調湿装置 (20) の構成を変更した ものである。 ここでは、 本実施形態について、 上記実施形態 1と異なる点を説明 する。
図 1 7に示すように、本実施形態の調湿装置 (20) において、第 1通路 (21) の始端は室内へ接続され、 その終端は室外へ接続されている。 また、 第 2通路 (2 2) の始端は室外へ接続され、 その終端は室内へ接続されている。 第 1通路 (21) には、 室内空気 (RA) が第 1空気として送り込まれ、 第 2通路 (22) には、 室外 空気 (OA) が第 2空気として送り込まれる。 つまり、 本実施形態の調湿装置 (20) は、 上記実施形態 1の調湿装置 (20) において、 第 1通路 (21) 及び第 2通路 (2 2) の接続先を変更し、 第 1通路 (21) と第 2通路 (22) とに取り込まれる空気を 入れ換えたものである。
一運転動作一
上記調湿装置 (20) の運転動作について説明する。
先ず、 加湿動作について、 図 1 8を参照しながら説明する。 加湿動作を行う 際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 0 . 5回転に設定される。 調湿装置 (20) の第 1通路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1 空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気中の水 分が吸着材に吸着される。 これによつて、 第 1空気は、 等ェンタルピ線に沿って 変化し、 その絶対湿度が低下し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。 点 Bの状 態の第 1空気は、 排出空気 (EA) として室外へ排出される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Cの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 加熱器 (25) へ送られる。 加熱器 (25) では、 コジ エネレーシヨン装置 (40) の排出ガスと第 2空気の間で熱交換が行われる。 この 排出ガスとの熱交換によって、第 2空気はその温度が上昇して点 Dの状態となる。 点 Dの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着材と接触する。 この第 2空気との接触によって、吸着ロータ (24) の吸着材から水分が脱離し、 吸着材が再生される。 これによつて、 第 2空気は、 等ェンタルピ線に沿つて変化し、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が低下して点 E の状態となる。 点 Eの状態の第 2空気は、 供給空気 (SA) として室内へ供給され る。
次に、 除湿冷却動作について、 図 1 9を参照しながら説明する。 除湿冷却動 作を行う際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 2 0回転に設定される。 加 熱器 (25) による第 2空気の加熱は、 停止されている。 調湿装置 (20) の第 1通 路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1空気は、 吸着口 ータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気が吸着ロータ (24) か ら熱を付与される。 また、 点 Aの状態では、 第 1空気の絶対湿度が低いため、 吸 着材から水分が脱離して第 1空気に付与される。 これによつて、 第 1空気は、 そ の絶対湿度が上昇し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。 点 Bの状態の第 1空 気は、 排出空気 (EA) として室外へ排出される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Cの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) で は、 第 2空気が吸着ロータ (24) に対して放熱する。 また、 吸着材に第 2空気中 の水分が吸着される。 これによつて、 第 2空気は、 その絶対湿度が低下し且つ温 度が低下して点 Dの状態となる。 点 Dの状態の第 2空気は、 供給空気 (SA) とし て室内へ供給される。
尚、 本実施形態の調湿装置 (20) では、 上記実施形態 1 と同様の効果が得ら れる。 つまり、 第 1空気や第 2空気の流通経路を切り換えなくても、 除湿冷却動 作と加湿動作の切り換えが可能となる。 従って、 本実施形態によれば、 除湿冷却 動作と加湿動作の切り換えが可能で、 しかも構成が簡素で信頼性の高い調湿装置 (20) を提供することができる。
《発明の実施形態 7》
本発明の実施形態 7は、 上記実施形態 2の調湿装置 (20) の構成を変更した ものである。 ここでは、 本実施形態について、 上記実施形態 2と異なる点を説明 する。
図 2 0に示すように、 本実施形態の調湿装置 (20) において、 第 1通路 (21) の始端は室内へ接続され、 その終端は室外へ接続されている。 また、 第 2通路 (2 2) の始端は室外へ接続され、 その終端は室内へ接続されている。 第 1通路 (21) には、 室内空気 (RA) が第 1空気として送り込まれ、 第 2通路 (22) には、 室外 空気 (OA) が第 2空気として送り込まれる。 つまり、 本実施形態の調湿装置 (20) は、 上記実施形態 2の調湿装置 (20) において、 第 1通路 (21) 及び第 2通路 (2 2) の接続先を変更し、 第 1通路 (21) と第 2通路 (22) とに取り込まれる空気を 入れ換えたものである。
一運転動作一 上記調湿装置 (20) の運転動作について説明する。
先ず、 加湿動作について、 図 2 1を参照しながら説明する。 加湿動作を行う 際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 0 . 5回転に設定される。 調湿装置 (20) の第 1通路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1 空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気中の水 分が吸着材に吸着される。 これによつて、 第 1空気は、 等ェンタルピ線に沿って 変化し、 その絶対湿度が低下し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。 点 Bの状 態の第 1空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 第 1空気は、 回転ロータ (26) を通過し、 その際に回転ロータ (26) へ放熱する。 これによつて、 第 1空気は、 その温度が低下して点 Cの状態となる。 点 Cの状態の第 1空気は、排出空気 (EA) として室外へ排出される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Dの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 回転ロータ (26) で は、 第 1空気から回収した熱が第 2空気に付与される。 これによつて、 第 2空気 は、 その温度が上昇して点 Eの状態となる。 点 Eの状態の第 2空気は、 加熱器 (2 5) へ送られる。 加熱器 (25) では、 コジェネレーション装置 (40) の排出ガスと 第 2空気の間で熱交換が行われる。 この排出ガスとの熱交換によって、 第 2空気 はその温度が上昇して点 Fの状態となる。
点 Fの状態の第 2空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着材と接触する。 この第 2空気との接触によって、 吸着ロー タ (24) の吸着材から水分が脱離し、 吸着材が再生される。 これによつて、 第 2 空気は、 等ェンタルピ線に沿って変化し、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が低下 して点 Gの状態となる。 点 Gの状態の第 2空気は、 供給空気 (SA) として室内へ 供給される。
次に、 除湿冷却動作について、 図 2 2を参照しながら説明する。 除湿冷却動 作を行う際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 2 0回転に設定される。 加 熱器 (25) による第 2空気の加熱は、 停止されている。 調湿装置 (20) の第 1通 路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1空気は、 吸着口 ータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気が吸着ロータ (24) か ら熱を付与される。 また、 点 Aの状態では、 第 1空気の絶対湿度が低いため、 吸 着材から水分が脱離して第 1空気に付与される。 これによつて、 第 1空気は、 そ の絶対湿度が上昇し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。
点 Bの状態の第 1空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 回転ロータ (26) では、 第 2空気から回収した熱が第 1空気に付与される。 これによつて、 第 1空 気は、 その温度が上昇して点 Cの状態となる。 点 Cの状態の第 1空気は、 排出空 気 (EA) として室外へ排出される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Dの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 第 2空気は、 回転口 ータ (26) を通過し、 その際に回転ロータ (26) へ放熱する。 これによつて、 第 2空気は、 その温度が低下して点 Eの状態となる。 点 Eの状態の第 2空気は、 吸 着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着ロータ (24) に対して放熱する。 また、 吸着材に第 2空気中の水分が吸着される。 これによつ て、 第 2空気は、 その絶対湿度が低下し且つ温度が低下して点 Fの状態となる。 点 Fの状態の第 2空気は、 供給空気 (SA) として室内へ供給される。
《発明の実施形態 8》
本発明の実施形態 8は、 上記実施形態 3において、 調湿装置 (20) の構成を 変更したものである。 ここでは、 本実施形態について、 上記実施形態 3と異なる 点を説明する。
図 2 3に示すように、本実施形態の調湿装置 (20) において、 第 1通路 (21) の始端は室内へ接続され、 その終端は室外へ接続されている。 また、 第 2通路 (2 2) の始端は室外へ接続され、 その終端は室内へ接続されている。 第 1通路 (21) には、 室内空気 (RA) が第 1空気として送り込まれ、 第 2通路 (22) には、 室外 空気 (OA) が第 2空気として送り込まれる。 つまり、 本実施形態の調湿装置 (20) は、 上記実施形態 3の調湿装置 (20) において、 第 1通路 (21) 及び第 2通路 (2 2) の接続先を変更し、 第 1通路 (21) と第 2通路 (22) とに取り込まれる空気を 入れ換えたものである。 そして、 本実施形態の調湿装置 (20) は、 上記実施形態 7のものと同様の加湿動作及び除湿冷却動作を行う。
《発明の実施形態 9》 本発明の実施形態 9は、 上記実施形態 4の調湿装置 (20) において、 調湿装 置 (20) の構成を変更したものである。 ここでは、 本実施形態について、 上記実 施形態 4と異なる点を説明する。
図 2 4に示すように、本実施形態の調湿装置 (20) において、 第 1通路 (21) の始端は室内へ接続され、 その終端は室外へ接続されている。 また、 第 2通路 (2 2) の始端は室外へ接続され、 その終端は室内へ接続されている。 第 1通路 (21) には、 室内空気 (RA) が第 1空気として送り込まれ、 第 2通路 (22) には、 室外 空気 (OA) が第 2空気として送り込まれる。 つまり、 本実施形態の調湿装置 (20) は、 上記実施形態 4の調湿装置 (20) において、 第 1通路 (21) 及び第 2通路 (2 2) の接続先を変更し、 第 1通路 (21) と第 2通路 (22) とに取り込まれる空気を 入れ換えたものである。
また、 本実施形態の調湿装置 (20) には、 上記実施形態 4と同様に、 発電装 置であるコジェネレーション装置 (40) の排ガス管 (41) が設けられている。 伹 し、 本実施形態の調湿装置 (20) では、 この排ガス管 (41) が第 1通路 (21) に おける回転ロータ (26) と調湿部 (23) との間に接続されている。
上記コジェネレーション装置 (40) において、 燃料電池から排出される排出 ガスは、 第 1空気と第 2空気のどちらよりも絶対湿度及び温度が高い。 この排出 ガスは、第 1空気を加熱するための加熱用ガスとして排ガス管(41) へ送られる。 つまり、 加熱手段 (25) は、 第 1通路 (21) を流れる第 1空気に排ガス管 (41) から供給された排出ガスを混入して、 第 1空気を加熱する。 加熱された第 1空気 は、 回転ロータ (26) を通過する間に第 2空気と熱交換されて、 第 2空気が加熱 される。
一運転動作一
上記調湿装置 (20) の運転動作について説明する。
先ず、 加湿動作について、 図 2 5を参照しながら説明する。 加湿動作を行う 際には、 吸着ロータ (24) の回転速度が毎分 0 . 5回転に設定される。 調湿装置 (20) の第 1通路 (21) へは、 点 Aの状態の第 1空気が送り込まれる。 この第 1 空気は、 吸着ロータ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 1空気中の水 分が吸着材に吸着される。 これによつて、 第 1空気は、 等ェンタルピ線に沿って 変化し、 その絶対湿度が低下し且つ温度が上昇して点 Bの状態となる。
点 Bの状態の第 1空気には、 コジェネレーション装置 (40) の排出ガスが混 入される。 そして、 第 1空気は、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が上昇して点 C の状態となる。 点 Cの状態の第 1空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 第 1空 気は、 回転ロータ (26) を通過し、 その際に回転ロータ (26) へ放熱する。 これ によって、 第 1空気は、 その温度が低下して点 Dの状態となる。 点 Dの状態の第 1空気は、 排出空気 (EA) として室外に排出される。
一方、 調湿装置 (20) の第 2通路 (22) へは、 点 Eの状態の第 2空気が送り 込まれる。 この第 2空気は、 回転ロータ (26) へ送られる。 回転ロータ (26) で は、 第 1空気から回収した熱が第 2空気に付与される。 これによつて、 第 2空気 は、 その温度が上昇して点 Fの状態となる。 点 Fの状態の第 2空気は、 吸着ロー タ (24) へ送られる。 吸着ロータ (24) では、 第 2空気が吸着材と接触する。 こ の第 2空気との接触によって、 吸着ロータ (24) の吸着材から水分が脱離し、 吸 着材が再生される。 これによつて、第 2空気は、等ェンタルピ線に沿って変化し、 その絶対湿度が上昇し且つ温度が低下して点 Gの状態となる。 点 Gの状態の第 2 空気は、 供給空気 (SA) として室内へ供給される。
次に、 除湿冷却動作について説明する。 除湿冷却動作を行う際には、 吸着口 ータ (24) の回転速度が毎分 2 0回転に設定される。 加熱手段 (25) による第 1 空気の加熱は、 停止されている。 そして、 この除湿冷却動作では、 上記実施形態 7における調湿装置(20)の除湿冷却動作と同じ動作が行われる(図 2 1を参照)。 つまり、 第 1空気は、 吸着ロータ (24) の再生に利用された後に熱交換用部材 (2 7) で加熱され、 その後に室外へ排出される。 一方、 第 2空気は、熱交換用部材 (2 7) で冷却された後に吸着ロータ (24) で除湿され、 その後に室内へ供給される。
一実施形態 9の変形例一
上記実施形態 9の調湿装置 (20) において、 第 2通路 (22) における調湿部
(23) の下流側に、 第 2空気を加湿するための加湿器 (29) を設けてもよい。 加 湿器 (29) には、 水道水などが供給される。 そして、 加湿器 (29) は、 例えば供 給された水道水を第 2空気へ散布することによって、 第 2空気を加湿する。
除湿冷却動作時においては、 この加湿器 (29) によって第 2空気を加湿する ことで、より一層温度が低下した第 2空気を室内へ供給することができる。また、 加湿動作時においては、 この加湿器 (29) によって第 2空気を加湿することで、 より一層絶対湿度が上昇した第 2空気を室内へ供給することができる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明は、 室内の除湿又は加湿を行う調湿装置に対して有用 である。

Claims

請 求 の 範 面
1 . 室内へ供給される空気の除湿動作と加湿暖房動作とが切換可能な調湿装置で あって、
室内へ向けて第 1空気が流れる第 1通路 (21) と、
室外へ向けて第 2空気が流れる第 2通路 (22) と、
第 1空気及び第 2空気と接触可能な吸着材を有して第 1空気と第 2空気の間 で熱及び水分の交換を行わせると共に、 第 1空気と第 2空気の間における熱交換 量及び水分交換量を調節可能に構成された調湿部 (23) と、
上記調湿部 (23) へ送られる第 2空気を加熱する加熱手段 (25) とを備え、 除湿動'作と加湿暖房動作の切り換えを上記調湿部 (23) における熱交換量及 び水分交換量の調節によって行う調湿装置。
2 . 請求の範囲第 1項に記載の調湿装置において、
調湿部 (23) は、 表面に吸着材が担持されると共に第 1通路 (21) と第 2通 路 (22) の両方に跨って配置されて回転駆動される吸着ロータ (24) を備え、 該 吸着ロータ (24) の回転速度を変更することによって熱交換量及び水分交換量を 調節するように構成されており、 '
上記吸着ロータ (24) の回転速度は、 加湿暖房動作中の方が除湿動作中より も速く設定される調湿装置。
3 . 請求の範囲第 2項に記載の調湿装置において、
加熱手段 (25) は、 第 2通路 (22) を横断する吸着ロータ (24) のうち該吸 着ロータ (24) の回転方向における始端側の部分よりも終端側の部分の方が高温 の第 2空気と接触するように、 該第 2空気を加熱する際に温度分布を形成する調 湿装置。
4 . 請求の範囲第 1項に記載の調湿装置において、
調湿部 (23) を通過後の第 1空気と加熱手段 (25) により加熱される前の第 2空気とを熱交換させる顕熱交換器を備えている調湿装置。
5 · 請求の範囲第 4項に記載の調湿装置において、
第 1通路 (21) と第 2通路 (22) の両方に跨って配置されて回転駆動され、 第 1空気と第 2空気の何れか一方から吸熱して他方へ放熱する回転ロータ (26) が顕熱交換器として設けられている調湿装置。
6 . 請求の範囲第 4項に記載の調湿装置において、
第 1空気の流路と第 2空気の流路とが交互に多数形成されて各流路内の第 1 空気と第 2空気を互いに熱交換させる熱交換用部材 (27) が顕熱交換器として設 けられている調湿装置。
7 . 請求の範囲第 5項に記載の調湿装置において、
回転ロータ (26) は、 除湿動作中に回転駆動されて加湿暖房動作中には停止 する調湿装置。
8 . 請求の範囲第 4項に記載の調湿装置において、
第 2通路 (22) には、 顕熱交換器を通過した後であって加熱手段 (25) によ り加熱される前の第 2空気の一部を排出するための排気通路 (30) が接続されて いる調湿装置。
9 . 請求の範囲第 1項に記載の調湿装置において、
加熱手段 (25) は、 第 2空気よりも温度及び絶対湿度が高い加熱用ガスを上 記第 2空気へ混入することによって該第 2空気を加熱するように構成されている 調湿装置。
1 0 . 請求の範囲第 9項に記載の調湿装置において、
加熱手段 (25) は、 発電装置 (40) の排出ガスを加熱用ガスとして第 2空気 へ混入する調湿装置。
1 1 . 室内へ供給される空気の除湿冷却動作と加湿動作とが切換可能な調湿装置 であって、
室外へ向けて第 1空気が流れる第 1通路 (21) と、
室内へ向けて第 2空気が流れる第 2通路 (22) と、
第 1空気及び第 2空気と接触可能な吸着材を有して第 1空気と第 2空気の間 で熱及び水分の交換を行わせると共に、 第 1空気と第 2空気の間における熱交換 量及び水分交換量を調節可能に構成された調湿部 (23) と、
加湿動作中は上記調湿部 (23) へ送られる第 2空気の加熱を行って除湿冷却 動作中は第 2空気の加熱を停止する加熱手段 (25) とを備え、
除湿冷却動作と加湿動作の切り換えを上記調湿部 (23) における熱交換量及 び水分交換量の調節によって行う調湿装置。
1 2 . 請求の範囲第 1 1項に記載の調湿装置において、
調湿部 (23) は、 表面に吸着材が担持されると共に第 1通路 (21) と第 2通 路 (22) の両方に跨って配置されて回転駆動される吸着ロータ (24) を備え、 該 吸着ロータ (24) の回転速度を変更することによって熱交換量及び水分交換量を 調節するように構成されており、
上記吸着ロータ (24) の回転速度は、 除湿冷却動作中の方が加湿動作中より も速く設定される調湿装置。
1 3 . 請求の範囲第 1 2項に記載の調湿装置において、
加熱手段 (25) は、 第 2通路 (22) を横断する吸着ロータ (24) のうち該吸 着ロータ (24) の回転方向における始端側の部分よりも終端側の部分の方が高温 の第 2空気と接触するように、 該第 2空気を加熱する際に温度分布を形成する調 湿装置。
1 4 . 請求の範囲第 1 1項に記載の調湿装置において、
調湿部 (23) を通過後の第 1空気と加熱手段 (25) により加熱される前の第 2空気とを熱交換させる顕熱交換器を備えている調湿装置。
1 5 . 請求の範囲第 1 4項に記載の調湿装置において、
第 1通路 (21) と第 2通路 (22) の両方に跨って配置されて回転駆動され、 第 1空気と第 2空気の何れか一方から吸熱して他方へ放熱する回転ロータ (26) が顕熱交換器として設けられている調湿装置。
1 6 . 請求の範囲第 1 4項に記載の調湿装置において、
第 1空気の流路と第 2空気の流路とが交互に多数形成されて各流路内の第 1 空気と第 2空気を互いに熱交換させる熱交換用部材 (27) が顕熱交換器として設 けられている調湿装置。
1 7 . 請求の範囲第 1 4項に記載の調湿装置において、
加熱手段 (25) は、 第 2空気よりも温度が高い加熱用ガスを混入して加熱し た第 1空気を顕熱交換器で第 2空気と熱交換させることによって該第 2空気を加 熱するように構成されている調湿装置。
1 8 . 請求の範囲第 1 7項に記載の調湿装置において、
加熱手段 (25) は、 発電装置 (40) の排出ガスを加熱用ガスとして第 1空気 へ混入する調湿装置。
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