WO2013012043A1 - 除湿装置及びその制御方法 - Google Patents

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WO2013012043A1
WO2013012043A1 PCT/JP2012/068374 JP2012068374W WO2013012043A1 WO 2013012043 A1 WO2013012043 A1 WO 2013012043A1 JP 2012068374 W JP2012068374 W JP 2012068374W WO 2013012043 A1 WO2013012043 A1 WO 2013012043A1
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air
processing
processing area
regeneration
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渡邊　浩之
康博 頭島
加瀬川　直司
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株式会社日立プラントテクノロジー
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    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
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    • F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
    • F24F3/1423—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
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    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B01D53/0454—Controlling adsorption
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1032—Desiccant wheel

Definitions

  • the present invention relates to a dehumidifying apparatus capable of supplying low-humidity air to a dry room, for example, and a control method thereof.
  • a dry room that is a low humidity space (ultra-low humidity space) is used.
  • a dehumidifying device using dry dehumidification is known.
  • the dehumidifying capacity of the adsorption rotor is restored by ventilating the processing air through the adsorption rotor (dehumidification rotor) to adsorb moisture contained in the processing air and ventilating the regeneration air heated to a predetermined temperature. I am letting.
  • Patent Document 1 describes the relationship between the temperature of the regeneration air and the dehumidifying capability, the relationship between the rotation speed of the adsorption rotor and the dehumidifying capability, or the relationship between the amount of the regenerating air and the dehumidifying capability. Based on the above, by controlling the regeneration capacity of the dehumidifying material of the adsorption rotor, the regeneration capacity can be freely reduced and the supply air dew point temperature of the processing air can be kept constant.
  • the dehumidifying device disclosed in Patent Document 1 has various relationships such as the relationship between the temperature of the regeneration air and the dehumidification capability, the relationship between the rotation speed of the adsorption rotor and the dehumidification capability, and the relationship between the amount of regeneration air and the dehumidification capability. It is necessary to prepare characteristic data. This preparation is complicated and its control is complicated.
  • An object of the present invention is to provide a dehumidifying device capable of stabilizing the secondary supply air dew point temperature even when the amount of regeneration air is changed without performing complicated control, and a control method therefor. There is.
  • the present invention is divided into a plurality of areas including a processing area, a regeneration area, and a purge area, and an adsorption rotor that adsorbs moisture in the processing air, and moisture adsorbed on the adsorption rotor.
  • Supply air amount for detecting the supply air amount supplied to the secondary side in a dehumidifying device having a heater for heating the regenerated air for desorbing the air and a rotation drive means for rotationally driving the adsorption rotor Detection means, humidity detection means for detecting the absolute humidity of the processing air at a position before passing through the processing area of the suction rotor, and rotation for controlling the rotational speed of the suction rotor rotated by the rotation driving means
  • the absolute humidity of the processing air detected by the speed control means, the humidity detection means, and the supply air amount detected by the supply air amount detection means are preset.
  • a dehumidifying apparatus Calculates the reproduction air amount based on the set value of the supply air dew point temperature, said to the reproduction air amount control means for controlling the reproduction air amount, a dehumidifying apparatus comprising: a based on the calculation result.
  • a method for controlling the dehumidifying device is provided.
  • the regeneration air amount control means includes the absolute humidity of the processing air detected by the humidity detection means, the supply air amount detected by the supply air amount detection means, and the preset supply air
  • the regeneration air amount can be calculated based on the set value of the dew point temperature, and the regeneration air amount can be controlled based on the calculation result. Therefore, the complicated control is not performed, and the secondary supply air dew point temperature can be stabilized even when the regeneration air amount changes.
  • the present invention it is possible to obtain a dehumidifying device and a control method therefor that can stabilize the supply air dew point temperature on the secondary side even when the amount of regeneration air is changed without performing complicated control. .
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows typically the dehumidification apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • the structure of a shielding mechanism is shown, (a) is a figure which shows the state which the five process area adjustment plates opened, (b) is a figure which shows the state on which the five process area adjustment plates were laminated
  • (A) is explanatory drawing which shows the maximum area example which maximized the area of the processing area of the adsorption
  • (b) is explanatory drawing which shows the minimum area example which minimized the area of the processing area of the adsorption
  • FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing a dehumidifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a dehumidifying device 10 supplies an adsorption rotor 12 that adsorbs moisture in processing air that is vented (passed) by a dehumidifying material (not shown) provided therein, and supplies processing air.
  • Processing fan 14a an inverter 14b that drives and controls the processing fan 14a, a regeneration fan 16a that supplies regeneration air for desorbing moisture in the adsorption rotor 12, and an inverter 16b that drives and controls the regeneration fan 16a And a heater 18 that heats the regeneration air used for desorption of moisture to a predetermined temperature, and a motor (rotation drive means) 20 that drives the adsorption rotor 12 to rotate in the direction of arrow A at a desired rotation speed.
  • the motor 20 includes a driver (not shown) that is electrically connected to a controller 32 described later and controls the rotational speed of the motor 20 based on a rotational speed control signal output from the controller 32.
  • a rotational speed control means for controlling the rotational speed of 12 is configured.
  • the dehumidifying device 10 includes a cooling coil 22a for pre-cooling external air (open air) introduced into the device, and other air for cooling the supply air (dry air) dehumidified by the adsorption rotor 12
  • a cooling coil 22b a shielding mechanism (processing area area control means) 24 that makes the shielding area of the suction rotor 12 variable corresponding to the amount of air supplied to the secondary side, and the suction rotor 12 (processing area described later) 36)
  • a temperature / humidity sensor (humidity detecting means) 26 for detecting the temperature and absolute humidity of the processing air at a position (upstream side) before the processing air is vented (passed), and the processing air before passing through the adsorption rotor 12.
  • Differential pressure gauge 28 for measuring the differential pressure between the pressure of the air and the pressure of the processing air after passing through the adsorption rotor 12, and the supply air (secondary air) supplied to the air-conditioned room (dry room) not shown
  • a dew point sensor 30 for detecting the dew point temperature, controls the rotation speed of the motor 20, the controller (rotational speed control means, regeneration air amount control means) for calculating and controlling the reproduction air amount and the like and 32.
  • the controller 32 receives the temperature and absolute humidity detection signals detected by the temperature / humidity sensor 26 and the detection signal from the dew point sensor 30 and also the differential pressure detection signal detected by the differential pressure gauge 28. The controller 32 performs predetermined control based on these detection signals and the like.
  • the differential pressure gauge 28 and the controller 32 function as supply air amount detection means.
  • the controller 32 is electrically connected to an inverter 14b that drives and controls the processing fan 14a.
  • the controller 32 controls the processing fan 14a by a control signal input to the inverter 14b. The amount of air supplied) can be controlled.
  • the controller 32 is electrically connected to an inverter 16b that drives and controls the regeneration fan 16a, and controls the regeneration fan 16a by a control signal input to the inverter 16b, thereby controlling the amount of regeneration air. it can. Furthermore, the controller 32 can output a heating control signal to the heater 18 to control the heating temperature of the regeneration air heated by the heater 18 to a predetermined temperature.
  • the adsorption rotor 12 has a disk shape, and has a dehumidifying material (not shown) made of, for example, a honeycomb-shaped nonwoven fabric impregnated with lithium chloride or silica gel, and passes processing air along the axial direction as will be described later. To absorb and remove moisture from the processing air. Further, a partition plate (not shown) is provided on the front and rear portions of the suction rotor 12, and the suction rotor 12 is divided into three areas by the partition plate. The three areas are arranged in the order of the processing area 36, the regeneration area 38, and the purge area 40 in the clockwise direction when viewed from the upstream side of the processing passage 42 described later.
  • the suction rotor 12 is supported rotatably about the motor shaft of the motor 20 connected to the center of the suction rotor 12.
  • the suction rotor 12 rotates along the arrow A direction at a predetermined rotational speed.
  • the dehumidifying material (not shown) held inside the adsorption rotor 12 circulates and passes in the order of the processing area 36 ⁇ the regeneration area 38 ⁇ the purge area 40 ⁇ the processing area 36 ⁇ the regeneration area 38. Is provided.
  • the processing area 36 is connected to a processing passage 42 in which one end on the upstream side communicates with outside air and external air (outside air) is introduced, and the other end on the downstream side communicates with an air-conditioned room (not shown).
  • the cooling coil 22a, the processing fan 14a, the temperature / humidity sensor 26, the suction rotor 12, the other cooling coil 22b, and the dew point sensor 30 are arranged from the upstream side toward the downstream side. .
  • the pressure of the processing air before passing through the suction rotor 12 and the dry air (supply air) after passing through the suction rotor 12 are disposed before and after the processing passage 42 with the suction rotor 12 therebetween.
  • a differential pressure gauge 28 is provided for measuring a differential pressure with respect to the pressure.
  • a regeneration passage 44 that branches from the upstream side of the processing passage 42 and communicates with the purge area 40 and the regeneration area 38 is provided. After passing through the purge area 40, the regeneration passage 44 makes a U-turn, passes through the regeneration area 38, and exhausts the regeneration air into the atmosphere.
  • the heater 18 that heats the regeneration air that has passed through the purge area 40 to a predetermined temperature and the air that flows through the processing passage 42 upstream from the branch point are sucked along the regeneration passage 44.
  • a regenerative fan 16a and an inverter 16b for circulating air are provided.
  • the portion from the branch point of the processing passage 42 to the portion that passes through the purge area 40 and is connected to the heater 18 also functions as a purge passage.
  • the dehumidifying material passing through the purge area 40 is cooled by the precooled processing air.
  • FIG. 2 shows the configuration of the shielding mechanism
  • FIG. 2 (a) is a diagram showing a state in which five processing area adjustment plates are open
  • FIG. 2 (b) is a drawing showing five processing area adjustment plates
  • FIG. 2C is a diagram showing a state where two of the five processing area adjustment plates are opened.
  • the shielding mechanism 24 has a sector shape provided on the purge area 40 side of the processing area 36, and rotates around the processing area adjustment plates 24a to 24e made of a plurality of thin plates having a substantially arc shape. It is configured to be pivotally supported. In this case, the area of the processing area 36 through which the processing air passes can be increased or decreased by changing the central angle of the sector shape. In the present embodiment, the five processing area adjustment plates 24a to 24e are illustrated, but the present invention is not limited to this.
  • the shield mechanism 24 is provided with an actuator ACT that slides (oscillates) a plurality of processing area adjustment plates 24a to 24e to the open side or the closed side by a predetermined angle.
  • This actuator ACT is composed of, for example, an oscillating rotary actuator (vane type that directly rotates a vane, rack and pinion type that converts linear motion into rotary motion, yoke shape, crank shape, screw type), linear actuator, etc. It is good to be done.
  • the actuator ACT may be constituted by a fluid pressure cylinder.
  • a trunnion type cylinder is used as the actuator ACT (see the broken line in FIG. 2A)
  • the tip of the piston rod is connected to the processing area adjusting plates 24a to 24e so that the piston rod can be moved forward and backward.
  • the processing area adjusting plates 24a to 24e are displaced and the end of the cylinder tube is swingably supported by a pin (not shown) pivotally attached to a bracket (not shown).
  • the entire trunnion type cylinder may be provided so as to swing around the pin as a fulcrum corresponding to the sliding amount of the plurality of processing area adjusting plates 24a to 24e.
  • each processing area adjustment plate 24a to 24e is provided with a locking claw (not shown), and when one processing area adjustment plate slides along the circumferential direction, the processing area adjustment plates 24a to 24e are locked to other processing area adjustment plates adjacent to each other.
  • the predetermined area adjusting plates adjacent to each other are engaged and slid in conjunction with each other.
  • the shielding mechanism 24 By driving the actuator ACT, it is possible to adjust the area of the processing area 36 shielded by the shielding mechanism 24 by sliding the plurality of processing area adjusting plates 24a to 24e to the open side or the closed side. Further, the plurality of processing area adjustment plates 24a to 24e may be slid to the open side or the close side by an operator's manual operation.
  • the processing area adjusting plates 24a to 24e constituting the shielding mechanism 24 may be single, but it is preferable that the shielding area of the processing area 36 can be increased or decreased by using a plurality of processing area adjusting plates 24a to 24e.
  • a plurality of processing area adjustment plates having different shielding areas may be prepared in advance, and a single processing area adjustment plate having a desired shielding area may be attached to the suction rotor 12 in a replaceable manner. Good.
  • the shielding mechanism 24 is installed on the upstream side (upstream side) of the processing air passing through the processing area 36 of the suction rotor 12 on the upstream side of the processing passage 42.
  • the spacing between the shielding mechanism 24 and the suction rotor 12 is preferably as small as possible in a non-contact state.
  • the shielding mechanism 24 has a plurality of processing area adjustment plates 24a to 24a along the rotation direction (arrow A direction) of the suction rotor 12 from the side close to the purge area 40 in the processing area 36.
  • the area shielded by the processing area adjusting plates 24a to 24e increases and the area of the processing area 36 decreases (see FIG. 2A).
  • the processing area adjusting plates 24a to 24e are shielded by the processing area adjusting plates 24a to 24e by sliding the plurality of processing area adjusting plates 24a to 24e to the closed side in the direction opposite to the rotation direction of the suction rotor 12 (direction of arrow A). And the area of the processing area 36 increases (see FIGS. 2B and 2C).
  • the area for shielding (blinding) the processing area 36 can be easily changed. can do.
  • the shielding mechanism 24 is not limited to a fan shape, and for example, a manifold (branch pipe) (not shown) in which a plurality of processing passages 42 are branched at a position in front of the suction rotor 12 is arranged.
  • a valve may be provided in each branch passage constituted by the branch pipe, and an arbitrary branch passage may be controlled to open and close by a control signal from the controller 32. In this case, the processing air is supplied to the processing area 36 through the branch passage where the valve is open, and the processing area 36 is shielded by the branch passage where the valve is closed.
  • the opening area of the slit is increased / decreased by superimposing two shielding plates (not shown) having one or a plurality of slits in front of the suction rotor 12 and relatively displacing the two shielding plates. You may make it make it.
  • the processing air is supplied to the processing area 36 through a slit opened by two shielding plates, and the processing area 36 is shielded by a portion other than the opening of the slit.
  • FIG. 3A is an explanatory diagram showing an example of the maximum area where the area of the processing area of the suction rotor is maximized
  • FIG. 3B is an explanation showing an example of the minimum area where the area of the processing area of the suction rotor is minimized.
  • FIG. The example of the maximum area and the example of the minimum area differ only in the area of the processing area 36 that is shielded by the processing area adjustment plates 24a to 24e of the shielding mechanism 24, and the other configurations are the same.
  • an arrow A in FIG. 3 indicates the rotation direction of the suction rotor 12.
  • the rotation speed of the suction rotor 12 driven by the motor 20 is set to be the same at the rated rotation speed.
  • a partial processing area 36A (the meshed line portion in FIG. 3) closest to the purge area 40 side is virtually set, and this partial processing area 36A. In the following, it will be assumed that is rotating in the direction of arrow A.
  • the processing area 36 in the suction rotor 12 is set to the area S1 (rated processing area area) at the central angle ⁇ 1.
  • the processing area 36 is set to the area S2 with a central angle ⁇ 2 smaller than the central angle ⁇ 1 (S1> S2).
  • the suction rotor 12 rotates in the arrow A direction at a predetermined rotation speed
  • the partial processing area 36A closest to the purge area 40 side in the processing area 36 is present in the maximum area example.
  • Stay time is T1.
  • the partial processing area 36A that is closest to the purge area 40 side has a processing area residence time within the processing area 36 that is shorter than T1. (T1> T2).
  • the processing area of the partial processing area 36A closest to the purge area 40 side by providing the shielding mechanism 24 and changing the area of the processing area 36 from the maximum to the minimum (S1 ⁇ S2), the processing area of the partial processing area 36A closest to the purge area 40 side.
  • the staying time can be shortened (T1 ⁇ T2).
  • T1 ⁇ T2 the rotation speed of the adsorption rotor 12 is set to be lower than the rated rotation speed and is rotated slowly, in the minimum area example, compared with the case where the adsorption rotor 12 is rotated at the rated rotation speed, moisture saturation in the processing area 36 is achieved.
  • the water adsorption capacity in the processing area 36 can be sufficiently maintained.
  • the area of the processing area 36 is variable between S1 of the maximum area example and S2 of the minimum area example, but may be fixed.
  • the areas shielded by the processing area adjusting plates 24a to 24e of the shielding mechanism 24 are always kept in a high dry state (dry state) because the passage of the processing air to the suction rotor 12 is blocked. Has been. Therefore, for example, when the supply air amount changes from the low amount state to the increase state, the actuator ACT is energized to displace the processing area adjusting plates 24a to 24e to the closed side (the direction opposite to the rotation direction of the arrow A).
  • the shielding mechanism 24 see FIG. 2B
  • the rotation speed of the adsorption rotor 12 is decreased, the regeneration capability of the regeneration area 38 is increased, and the dehumidifying material of the adsorption rotor 12 can be sufficiently regenerated in the regeneration area 38.
  • the dehumidifying apparatus 10 is basically configured as described above, and the operation and effects thereof will be described next.
  • dry air is generated in which moisture in the air is adsorbed and removed by a dehumidifying material (for example, silica gel, zeolite, etc.) held by the adsorption rotor 12.
  • SA supply air
  • the regeneration air introduced through the regeneration passage 44 branched from the middle of the processing passage 42 passes through the purge area 40 and is then heated to a predetermined temperature by the heater 18.
  • the regeneration air heated to the predetermined temperature can desorb the moisture adsorbed by passing through the regeneration area 38 from the adsorption rotor 12 and restore the adsorption capability of the adsorption rotor 12.
  • the regeneration air that has passed through the regeneration area 38 is exhausted into the atmosphere as exhaust air (EA).
  • the design of the dehumidifying apparatus 10 determines the target supply air amount based on the dew point temperature required in the air-conditioned room (dry room) and the humidity load due to the number of people in the air-conditioned room, The regeneration air amount is determined so that the supply air dew point temperature is satisfied even under summer conditions when the humidity of the outside air introduced into the dehumidifier 10 is the highest. Further, a system has been proposed in which low-humidity air in an air-conditioned room is reused in another air-conditioned room, thereby reducing the amount of air supplied to the dehumidifier 10 and saving energy.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2003-24737 discloses a capacity (heat generation amount) of a heater that detects the air temperature at the regeneration outlet and heats the regeneration air so that the air temperature at the regeneration outlet becomes constant. Is disclosed. According to Japanese Patent Laid-Open No. 2003-24737, it is performed only by controlling the temperature of the regeneration air, and energy saving can be realized by keeping the amount of regeneration air constant.
  • the dew point temperature on the outlet side of the processing air is affected by the temperature of the regeneration air
  • the dew point temperature on the outlet side of the predetermined processing air the supply air measured by the dew point sensor 30 in this embodiment
  • the temperature of the regeneration air may not be lowered.
  • the dew point temperature on the outlet side of the processing air is a low dew point temperature
  • the processing area adjustment plates 24a to 24e of the shielding mechanism 24 shield a part of the processing area 36 of the suction rotor 12 to reduce the area of the processing area 36 through which the processing air passes, and the suction rotor.
  • the rotational speed of 12 is reduced below the rated rotational speed, and the amount of regeneration air is reduced.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a control method of the dehumidifying apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • step S 1 various data are input to the controller 32.
  • the various data are detected values output from various sensors, and the dry bulb temperature (T) and relative humidity (RH) of the processing air at the position (upstream side) before the adsorption rotor 12 detected by the temperature / humidity sensor 26.
  • DP SA supply air dew point temperature
  • ⁇ P Differential pressure
  • the controller 32 calculates a measured supply air amount (Q SA ) based on the differential pressure ( ⁇ P) from the differential pressure gauge 28.
  • the target air supply air amount is set based on the dew point temperature required in the air-conditioned room (dry room) and the humidity load due to the number of people in the air-conditioned room. It is assumed that the actually measured supply air amount (Q SA ) is controlled so as to match the target supply air amount by feedback control or the like.
  • the operator inputs the set value (DP SET ) of the supply air dew point temperature and the rated operation state of the dehumidifier 10 to the controller 32.
  • the setting of the rated operation state is, for example, the passage speed of the processing air passing through the processing area 36, the area of the processing area 36, the angle ( ⁇ ) of the central angle of the processing area 36, the passing time of the processing area 36, etc. It is performed by inputting each.
  • step S2 the controller 32 calculates the opening degree ( ⁇ : angle of the central angle) of the processing area adjustment plates 24a to 24e based on the supply air amount (Q SA ) obtained in step S1, and the processing area adjustment plate.
  • the opening ⁇ of 24a to 24e is set. Specifically, the required area of the processing area 36 is calculated from the supply air amount (Q SA ) and the passing surface speed of the processing air passing through the processing area 36, and based on this, the processing area adjustment plates 24a to 24e are calculated. To calculate the area that can be shielded, and set the opening ⁇ of the processing area adjusting plates 24a to 24e.
  • step S3 the controller 32 calculates the rotational speed (V) of the suction rotor 12 based on the supply air amount (Q SA ) obtained in step S1, and sets the rotational speed (V) of the suction rotor 12. To do. Specifically, the rotation speed (V) of the suction rotor 12 is set so as to reach a predetermined processing area stay time T from the central angle ( ⁇ ) of the processing area 36.
  • step S4 the controller 32 determines whether or not the supply air dew point temperature (DP SA ) detected by the dew point sensor 30 is lower than the set value (DP SET ) of the supply air dew point temperature set in advance in step S1. Determine whether.
  • step S5 When the controller 32 determines that the supply air dew point temperature (DP SA ) is higher than the set value (DP SET ) of the supply air dew point temperature (step S4 ⁇ No), since the supply air is in a wet state, the inverter 16b A control signal is output to control the amount of regeneration air from the regeneration fan 16a to the maximum value (step S5).
  • step S6 the controller 32 calculates the absolute humidity x at the position in front of the suction rotor 12 based on the dry bulb temperature (T) and the relative humidity (RH) of the processing air detected by the temperature / humidity sensor 26, and Based on the differential pressure ( ⁇ P) by the differential pressure gauge 28 and the dry bulb temperature (T), an air supply air amount (Q SA ) is calculated.
  • T dry bulb temperature
  • RH relative humidity
  • step S7 the controller 32 determines the absolute humidity x and the supply air amount (Q SA ) at the position before the adsorption rotor 12 obtained in step S6, and the supply air dew point temperature set in step S1. Based on the set value, the regeneration air amount (Q h ) is calculated. Note that the regeneration air amount (Q h ) may be determined based on a database in which relational ratios between the supply air amount (Q SA ) and the regeneration air amount (Q h ) are accumulated. In step S8, the controller 32 controls the regeneration fan 16a based on the regeneration air amount (Q h ) obtained in step S7. Note that the data stored in the database is obtained in advance through experiments or simulations, for example.
  • step S9 the controller 32 outputs a control signal composed of the rotational speed (V) of the suction rotor 12 to the driver of the motor 20, and for example, decelerates the rotational speed of the motor 20 compared to the rated operating state. That is, the rotational speed of the motor 20 is controlled so that the suction rotor 12 rotates slowly as compared with the rated operation state.
  • step S9 the controller 32 outputs a control signal including the opening degrees ( ⁇ ) of the processing area adjustment plates 24a to 24e to the actuator ACT, and slides the processing area adjustment plates 24a to 24e by driving the actuator ACT. And set to a predetermined opening (center angle; ⁇ ).
  • step S9 the controller 32 outputs a control signal composed of the regeneration air amount (Q h ) to the inverter 16b, and compares the regeneration air amount (Q h ) from the regeneration fan 16a with, for example, a rated operation state. Control to decrease.
  • the processing area adjustment plates 24a to 24e of the shielding mechanism 24 are slid based on the supply air amount (Q SA ) and the absolute humidity x at the position in front of the suction rotor 12, thereby processing areas. 36, the rotation speed (V) of the suction rotor 12 is decreased in response to the decrease in the area (S) of the processing area 36, and the amount of regeneration air (Q h ) is decreased. I am letting. As a result, in the present embodiment, the amount of regeneration air (Q h ) can be reduced as compared with the rated operation state, and energy saving can be achieved.
  • the controller sets the supply air amount (Q SA ), the absolute humidity x at the position in front of the suction rotor 12 detected by the temperature / humidity sensor 26, and the preset supply air dew point temperature.
  • the regeneration air amount (Q h ) can be calculated based on the value (DP SET ), and the regeneration air amount (Q h ) can be controlled based on the calculation result. Accordingly, the secondary side supply air dew point temperature (DP SA ) detected by the dew point sensor 30 is stabilized even when the regeneration air amount (Q h ) is changed without performing complicated control. Can do.
  • the moisture in the processing area 36 is provided by changing the area of the processing area 36 and providing the shielding mechanism 24 that increases or decreases the area of the processing area 36 in accordance with the supply air amount (Q SA ).
  • Q SA supply air amount
  • a saturation state can be avoided and the supply side dew point temperature (DP SA ) on the secondary side can be stabilized.
  • the rotational speed (V), the regeneration air amount (Q h ), and the processing area area (S) of the suction rotor 12 corresponding to the supply air amount (Q SA ) and the absolute humidity x. Can be optimally controlled. As a result, it is possible to reduce the amount of regenerated air (Q h ) and achieve energy saving.
  • the area (S) of the processing area 36 is set so that the processing area passage surface speed becomes a predetermined value based on the supply air amount (Q SA ), and the set processing is performed.
  • the adsorption rotor 12 By setting the adsorption rotor 12 to a predetermined rotational speed (V) corresponding to the area area (S), the secondary side supply air dew point temperature (DP SA ) in the rated operation state can be stabilized.
  • the processing air passing through the processing area 36 is shielded by the predetermined area adjusting plates 24a to 24e of the shielding mechanism 24 arranged on the upstream side of the processing area 36. Processing air does not pass through the suction rotor 12. Accordingly, the portion shielded by the shielding mechanism 24 (predetermined area adjusting plates 24a to 24e) is always kept in a high dry state. For this reason, for example, when the supply of the supply air amount (Q SA ) is switched from the low amount state to the increase state, the processing air passes through a portion with a high degree of dryness shielded by the shielding mechanism 24, thereby supplying the air. An increase in the air dew point temperature (DP SA ) can be suppressed.
  • Q SA supply air amount
  • DP SA air dew point temperature
  • the portion of the processing area 36 that is close to the purge area 40 side of the adsorption rotor 12 is held in the most dry state in the processing area 36.
  • the supply of (Q SA ) is switched from the low amount state to the increased amount state, the supply region dew point temperature (DP SA ) is reduced by displacing the suction rotor 12 in the direction opposite to the rotation direction A to reduce the shielding region. The rise can be suppressed.
  • the area (S) of the processing area 36 is set by the shielding mechanism 24 (processing area adjusting plates 24a to 24e) in accordance with the supply air amount (Q SA ) supplied to the secondary side. It can be increased or decreased. In this case, the portion of the processing area 36 that is close to the purge area 40 side of the suction rotor 12 is held in the most dry state in the processing area 36. For example, the amount of supplied air (Q SA ) When the supply is switched from the low amount state to the increased amount state, the increase in the supply air dew point temperature (DP SA ) is suppressed by reducing the shielding area in the processing area 36, and the secondary side supply air dew point temperature (DP SA ) can be stabilized.
  • the amount of supplied air (Q SA ) When the supply is switched from the low amount state to the increased amount state, the increase in the supply air dew point temperature (DP SA ) is suppressed by reducing the shielding area in the processing area 36, and the secondary side supply air dew point temperature (DP SA
  • the target supply air of the air supply air amount (Q SA) in the control of the supply air amount (Q SA) becomes the target It can be controlled by replacing it with the amount of air.
  • the area of the processing area 36 is variable, but may be fixed. That is, by controlling the rotation speed (V) of the suction rotor 12 and the regeneration air amount (Q h ), the dew point of the supply air (dry air) can be appropriately controlled. Further, the dew point of the supply air (dry air) can be appropriately controlled by fixing the rotation speed of the adsorption rotor 12 and the amount of regenerated air and changing the area of the processing area 36.

Abstract

差圧計（２８）の差圧に基づいて二次側に供給される給気エア量を演算すると共に、モータ（２０）によって回転される吸着ロータ（１２）の回転速度を制御するコントローラ（３２）と、吸着ロータ（１２）の処理エリア（３６）を通過する前の位置において処理エアの絶対湿度を検出する温湿度センサ（２６）と、温湿度センサ（２６）で検出された処理エアの絶対湿度、及び、コントローラ（３２）で演算された給気エア量と、予め設定される給気露点温度の設定値とに基づいて再生エア量を演算し、この演算結果に基づいてコントローラ（３２）により再生エア量が制御される。

Description

除湿装置及びその制御方法
　本発明は、例えば、ドライルームに対して低湿度エアを供給することが可能な除湿装置及びその制御方法に関する。
　例えば、ディスプレイデバイス、半導体デバイス、非水電池等の製造工程では、低湿度空間（超低湿度空間）であるドライルームが使用されている。このドライルームに対して低露点エアを供給する装置としては、乾式除湿を利用した除湿装置が知られている。この除湿装置では、処理エアを吸着ロータ（除湿ロータ）に通気して処理エア中に含まれる水分を吸着すると共に、所定温度に加熱された再生エアを通気することによって吸着ロータの除湿能力を回復させている。
　この種の除湿装置に関し、例えば、特許文献１には、再生エアの温度と除湿能力との関係、吸着ロータの回転速度と除湿能力との関係、又は、再生エア量と除湿能力との関係に基づいて、吸着ロータの除湿材の再生能力を制御することにより、自由に再生能力を低下させて処理エアの給気露点温度を一定に保持することができる、としている。
特開平６－６３３４４号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された除湿装置では、再生エアの温度と除湿能力との関係、吸着ロータの回転速度と除湿能力との関係や再生エア量と除湿能力との関係等、種々の関係特性データを準備する必要があり、この準備が煩雑であると共に、その制御が複雑となる。
　本発明の目的は、複雑な制御を行うことがなく、再生エア量が変化した場合であっても二次側の給気露点温度を安定させることが可能な除湿装置及びその制御方法を提供することにある。
　前記の目的を達成するために、本発明は、処理エリア、再生エリア、パージエリアを含む複数のエリアに分割され、処理エア中の水分を吸着する吸着ロータと、前記吸着ロータに吸着された水分を脱離させるための再生エアを加熱する加熱ヒータと、前記吸着ロータを回転駆動させる回転駆動手段とを有する除湿装置において、二次側に供給される給気エア量を検出する給気エア量検出手段と、前記吸着ロータの前記処理エリアを通過する前の位置において前記処理エアの絶対湿度を検出する湿度検出手段と、前記回転駆動手段によって回転される前記吸着ロータの回転速度を制御する回転速度制御手段と、前記湿度検出手段で検出された処理エアの絶対湿度、及び、前記給気エア量検出手段で検出された前記給気エア量と、予め設定される給気露点温度の設定値とに基づいて再生エア量を演算し、前記演算結果に基づいて前記再生エア量を制御する再生エア量制御手段と、を備えることを特徴とする除湿装置とする。また、前記除湿装置の制御方法とする。
　本発明によれば、再生エア量制御手段は、湿度検出手段で検出された処理エアの絶対湿度、及び、給気エア量検出手段で検出された給気エア量と、予め設定される給気露点温度の設定値とに基づいて再生エア量を演算し、この演算結果に基づいて再生エア量を制御することができる。従って、複雑な制御を行うことがなく、再生エア量が変化した場合であっても二次側の給気露点温度を安定させることができる。
　本発明では、複雑な制御を行うことがなく、再生エア量が変化した場合であっても二次側の給気露点温度を安定させることが可能な除湿装置及びその制御方法を得ることができる。
本発明の実施形態に係る除湿装置を模式的に示す構成図である。 遮蔽機構の構成を示すものであり、（ａ）は、５枚の処理面積調整板が開いた状態を示す図、（ｂ）は、５枚の処理面積調整板が積層された状態を示す図、（ｃ）は、５枚のうちの２枚の処理面積調整板が開いた状態を示す図である。 （ａ）は、吸着ロータの処理エリアの面積を最大にした最大面積例を示す説明図、（ｂ）は、吸着ロータの処理エリアの面積を最小にした最小面積例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る除湿装置の制御方法を示すフローチャートである。
　次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る除湿装置を模式的に示す構成図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る除湿装置１０は、内部に設けられた図示しない除湿材によって通気（通過）する処理エア中の水分を吸着する吸着ロータ１２と、処理エアを送給する処理ファン１４ａ及びこの処理ファン１４ａを駆動制御するインバータ１４ｂと、吸着ロータ１２内の水分を脱離するための再生エアを送給する再生ファン１６ａ及びこの再生ファン１６ａを駆動制御するインバータ１６ｂと、水分の脱離に用いる再生エアを所定温度に加熱する加熱ヒータ１８と、吸着ロータ１２を所望の回転速度で矢印Ａ方向に回転駆動させるモータ（回転駆動手段）２０とを備えて構成されている。
　なお、モータ２０は、後記するコントローラ３２と電気的に接続されコントローラ３２から出力される回転速度制御信号に基づいてモータ２０の回転速度を制御する図示しないドライバを含み、コントローラ３２及びドライバによって吸着ロータ１２の回転速度を制御する回転速度制御手段が構成される。
　さらに、除湿装置１０は、装置内に導入された外部エア（外気；Ｏｐｅｎ　Ａｉｒ）をプレ冷却するための冷却コイル２２ａと、吸着ロータ１２で除湿された給気エア（ドライエア）を冷却する他の冷却コイル２２ｂと、二次側に供給される給気エア量に対応して吸着ロータ１２の遮蔽面積を可変とする遮蔽機構（処理エリア面積制御手段）２４と、吸着ロータ１２（後記する処理エリア３６）を処理エアが通気（通過）する前の位置（上流側）において処理エアの温度と絶対湿度を検出する温湿度センサ（湿度検出手段）２６と、吸着ロータ１２を通過する前の処理エアの圧力と吸着ロータ１２を通過した後の処理エアの圧力との差圧を測定する差圧計２８と、図示しない被空調室（ドライルーム）に供給される給気エア（二次側エア）の露点温度を検出する露点センサ３０と、モータ２０の回転速度を制御すると共に、再生エア量等を演算・制御するコントローラ（回転速度制御手段、再生エア量制御手段）３２とを有する。
　なお、コントローラ３２には、温湿度センサ２６によって検出された温度及び絶対湿度の検出信号や露点センサ３０からの検出信号が入力されると共に、差圧計２８で検出された差圧検出信号が入力され、コントローラ３２は、これらの検出信号等に基づいて所定の制御を行う。なお、差圧計２８及びコントローラ３２は、給気エア量検出手段として機能するものである。また、コントローラ３２は、処理ファン１４ａを駆動制御するインバータ１４ｂと電気的に接続され、インバータ１４ｂに入力される制御信号によって処理ファン１４ａを制御することにより、処理エアのエア量（二次側に供給されるエアのエア量）を制御することができる。
　さらに、コントローラ３２は、再生ファン１６ａを駆動制御するインバータ１６ｂと電気的に接続され、インバータ１６ｂに入力される制御信号によって再生ファン１６ａを制御することにより、再生エアのエア量を制御することができる。さらにまた、コントローラ３２は、加熱ヒータ１８に対して加熱制御信号を出力して加熱ヒータ１８によって加熱される再生エアの加熱温度を所定温度に制御することができる。
　吸着ロータ１２は、円盤状からなり、例えば、塩化リチウムやシリカゲルを含浸させたハニカム状の不織布からなる図示しない除湿材を内部に有し、後記するように、処理エアを軸方向に沿って通過させることで処理エアから水分を吸着除去する。また、吸着ロータ１２の前後の部分には、図示しない仕切り板が設けられ、この仕切り板によって吸着ロータ１２が３つのエリアに区分される。３つのエリアは、後記する処理用通路４２の上流側から見て、時計回り方向に、処理エリア３６、再生エリア３８、パージエリア４０の順序に配置される。
　また、吸着ロータ１２は、その中心に連結されたモータ２０のモータ軸を回転中心として回転自在に支持されている。コントローラ３２から図示しないドライバへの回転速度制御信号によってモータ２０を回転駆動させることにより、吸着ロータ１２は、所定の回転速度で矢印Ａ方向に沿って回転する。この結果、吸着ロータ１２の内部に保持された図示しない除湿材は、処理エリア３６→再生エリア３８→パージエリア４０→処理エリア３６→再生エリア３８・・・の順序で循環して通過するように設けられている。
　処理エリア３６には、上流側の一端が外気に連通して外部エア（外気）が導入され、下流側の他端が図示しない被空調室に連通する処理用通路４２が接続される。この処理用通路４２には、上流側から下流側に向かって、冷却コイル２２ａ、処理ファン１４ａ、温湿度センサ２６、吸着ロータ１２、他の冷却コイル２２ｂ、及び、露点センサ３０がそれぞれ配置される。
　また、吸着ロータ１２を間にした処理用通路４２の前後には、前記したように、吸着ロータ１２を通過する前の処理エアの圧力と吸着ロータ１２を通過した後のドライエア（給気エア）の圧力との差圧を測定する差圧計２８が設けられる。
　さらに、処理用通路４２の上流側から分岐してパージエリア４０及び再生エリア３８に連通する再生用通路４４が設けられる。この再生用通路４４は、パージエリア４０を通過した後、Ｕターンして再生エリア３８を通過し、大気中に再生エアを排気する。再生用通路４４には、パージエリア４０を通過した再生エアを所定温度に加熱する加熱ヒータ１８と、分岐点より上流側の処理用通路４２を流通するエアを吸引して再生用通路４４に沿ってエアを流通させる再生用ファン１６ａ及びインバータ１６ｂとが設けられる。
　なお、再生用通路４４中において、処理用通路４２の分岐点からパージエリア４０を通過して加熱ヒータ１８に接続される部分までは、パージ用通路としての機能を併有する。このパージ用通路では、パージエリア４０を通過する除湿材がプレ冷却された処理エアによって冷却される。
　図２は、遮蔽機構の構成を示すものであり、図２（ａ）は、５枚の処理面積調整板が開いた状態を示す図、図２（ｂ）は、５枚の処理面積調整板が積層された状態を示す図、図２（ｃ）は、５枚のうちの２枚の処理面積調整板が開いた状態を示す図である。
　遮蔽機構２４は、図２に示されるように、処理エリア３６のパージエリア４０側に設けられた扇形形状からなり、略円弧形状の複数の薄板からなる処理面積調整板２４ａ～２４ｅを中心で回動自在に軸支して構成される。この場合、扇形形状の中心角度を増減変更することにより、処理エアが通過する処理エリア３６の面積を増減させることができる。なお、本実施形態では、５枚の処理面積調整板２４ａ～２４ｅを例示しているが、これに限定されるものではない。
　遮蔽機構２４には、複数の処理面積調整板２４ａ～２４ｅを所定角度だけ開側又は閉側にスライド（揺動変位）させるアクチュエータＡＣＴが設けられる。このアクチュエータＡＣＴは、例えば、揺動形ロータリアクチュエータ（ベーンを直接回転させるベーン形や、直線運動を回転運動に変換するラックピニオン形、ヨーク形、クランク形、スクリュー形）や、リニアアクチュエータ等によって構成されるとよい。
　また、アクチュエータＡＣＴは、流体圧シリンダによって構成されるとよい。例えば、アクチュエータＡＣＴ（図２（ａ）の破線参照）としてトラニオン形シリンダを用いた場合、ピストンロッドの先端部が処理面積調整板２４ａ～２４ｅ側に連結されてピストンロッドの進退動作と一体的に処理面積調整板２４ａ～２４ｅが変位すると共に、シリンダチューブの端部がブラケット（図示せず）に軸着されたピン（図示せず）によって揺動自在に支持されるようにするとよい。この場合、複数の処理面積調整板２４ａ～２４ｅのスライド量に対応して、トラニオン形シリンダ全体がピンを支点として揺動するように設けられているとよい。また、各処理面積調整板２４ａ～２４ｅには、図示しない係止爪が設けられ、１つの処理面積調整板が円周方向に沿ってスライドしたときに隣接する他の処理面積調整板に係止爪が係合し隣接する所定面積調整板が連動してスライドするように設けられる。
　アクチュエータＡＣＴを駆動させることにより、複数の処理面積調整板２４ａ～２４ｅを開側又は閉側にスライドさせて遮蔽機構２４によって遮蔽される処理エリア３６の面積を調整することができる。また、複数の処理面積調整板２４ａ～２４ｅを操作者の手動操作によって開側又は閉側にスライドさせるようにしてもよい。なお、遮蔽機構２４を構成する処理面積調整板２４ａ～２４ｅは、単数であってもよいが、複数枚で処理エリア３６の遮蔽面積を増減変更可能とすることが好ましい。加えて、遮蔽面積がそれぞれ異なる複数の処理面積調整板を予め準備しておき、所望の遮蔽面積を有する単一の処理面積調整板を吸着ロータ１２に対して交換可能に装着するようにしてもよい。
　また、遮蔽機構２４は、処理用通路４２の上流側で処理エアが吸着ロータ１２の処理エリア３６を通過する前側の位置（上流側）に設置される。この場合、遮蔽機構２４と吸着ロータ１２との離間間隔は、非接触状態で小さいほどよい。
　さらに、遮蔽機構２４は、処理エリア３６を遮蔽する場合、処理エリア３６内でパージエリア４０に近接する側から吸着ロータ１２の回転方向（矢印Ａ方向）に沿って複数の処理面積調整板２４ａ～２４ｅを開側にスライドさせることにより、処理面積調整板２４ａ～２４ｅで遮蔽される面積が増大して処理エリア３６の面積が減少する（図２（ａ）参照）。一方、前記とは反対に吸着ロータ１２の回転方向（矢印Ａ方向）と逆方向に複数の処理面積調整板２４ａ～２４ｅを閉側にスライドさせることにより、処理面積調整板２４ａ～２４ｅで遮蔽される面積が減少して処理エリア３６の面積が増大する（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。
　換言すると、複数の処理面積調整板２４ａ～２４ｅのうち、スライドさせる処理面積調整板２４ａ～２４ｅの枚数をアクチュエータＡＣＴで適宜調整することにより、処理エリア３６を遮蔽（目隠し）する面積を簡便に変更することができる。
　さらに、遮蔽機構２４は、扇形形状に限定されるものではなく、例えば、吸着ロータ１２の前の位置で処理用通路４２を複数個に分岐させた図示しないマニホールド（分岐管）を配置し、各分岐管によって構成される分岐通路にバルブをそれぞれ設け、コントローラ３２からの制御信号によって任意の分岐通路を開閉制御するようにしてもよい。この場合、処理エアは、バルブが弁開状態にある分岐通路を通じて処理エリア３６に供給され、バルブが弁閉状態にある分岐通路によって処理エリア３６が遮蔽される。
　さらにまた、吸着ロータ１２の前の位置で単数又は複数のスリットを有する２枚の図示しない遮蔽板を重畳させ、２枚の遮蔽板を相対的に変位させることによって、スリットの開口面積を増減変更させるようにしてもよい。この場合、処理エアは、２枚の遮蔽板の開口するスリットを通じて処理エリア３６に供給され、スリットの開口以外の部分によって処理エリア３６が遮蔽される。
　次に、図３に基づいて、遮蔽機構２４の作用効果について説明する。
　図３（ａ）は、吸着ロータの処理エリアの面積を最大にした最大面積例を示す説明図、図３（ｂ）は、吸着ロータの処理エリアの面積を最小にした最小面積例を示す説明図である。この最大面積例と最小面積例とでは、遮蔽機構２４の処理面積調整板２４ａ～２４ｅで遮蔽される処理エリア３６の面積が相違しているだけであり、その他の構成は同一である。また、図３中における矢印Ａは、吸着ロータ１２の回転方向を示している。さらに、最大面積例と最小面積例において、モータ２０によって駆動される吸着ロータ１２の回転速度は、定格回転速度でそれぞれ同一に設定されている。なお、説明の都合上、吸着ロータ１２の処理エリア３６において、パージエリア４０側に最も近接する部分処理エリア３６Ａ（図３中の網線部分）を仮想的に設定して、この部分処理エリア３６Ａが矢印Ａ方向へ回動していくものとして、以下説明する。
　最大面積例では、図３（ａ）に示されるように、吸着ロータ１２における処理エリア３６が中心角θ１で面積Ｓ１（定格処理エリア面積）に設定されている。また、最小面積例では、図３（ｂ）に示されるように、処理エリア３６が中心角θ１よりも小さい中心角θ２で面積Ｓ２に設定されている（Ｓ１＞Ｓ２）。この場合、吸着ロータ１２が所定の回転速度で矢印Ａ方向に回動すると、最大面積例において、パージエリア４０側に最も近接する部分処理エリア３６Ａが、処理エリア３６内に存在している処理エリア滞在時間がＴ１となる。
　これに対して、最小面積例において、パージエリア４０側（遮蔽機構２４側）に最も近接する部分処理エリア３６Ａが、処理エリア３６内に存在している処理エリア滞在時間が前記Ｔ１よりも短いＴ２となる（Ｔ１＞Ｔ２）。
　このように、本実施形態では、遮蔽機構２４を設けて処理エリア３６の面積を最大から最小に変更することにより（Ｓ１→Ｓ２）、パージエリア４０側に最も近接する部分処理エリア３６Ａの処理エリア滞在時間を短縮することができる（Ｔ１→Ｔ２）。例えば、吸着ロータ１２の回転速度を定格回転速度よりも低速としてゆっくり回転させた場合、最小面積例では、吸着ロータ１２を定格回転速度で回転させた場合と比較して、処理エリア３６における水分飽和を回避して、処理エリア３６における水分吸着能力を充分に維持することができる。
　換言すると、吸着ロータ１２の回転速度を低下させた場合、図３（ａ）の最大面積例では、部分処理エリア３６Ａが再生エリア３８に達する手前で当該部分処理エリア３６Ａの水分吸着能力が飽和して、処理エアを乾燥させずにそのまま素通りさせてしまい、この結果、給気エア（ドライエア）の露点の低下を阻害してしまう。つまり、給気露点温度を上昇（悪化）させてしまう。この傾向は、吸着ロータ１２の回転速度が低速になる程に顕著になる。一方、吸着ロータ１２の回転速度を低下させた場合、低下させても、図３（ｂ）の最小面積例では、部分処理エリア３６Ａの水分吸着能力が維持され、目的とした露点のドライエアを得ることができる。本実施形態では、処理エリア３６の面積は、最大面積例のＳ１から最小面積例のＳ２までの間で可変であるが、固定でもよい。
　なお、遮蔽機構２４の処理面積調整板２４ａ～２４ｅで遮蔽されているエリアは、吸着ロータ１２への処理エアの通過が遮断されているため、常時、乾燥度が高い状態（ドライ状態）に保持されている。従って、例えば、給気エア量が低量状態から増量状態へ変化したとき、アクチュエータＡＣＴを付勢して処理面積調整板２４ａ～２４ｅを閉側（矢印Ａの回転方向と反対方向）に変位させて遮蔽機構２４による遮蔽面積を最小限とすることにより（図２（ｂ）参照）、給気露点温度の上昇を抑制することができる。ちなみに、吸着ロータ１２の回転速度を低下させた場合、再生エリア３８の再生能力が増し、吸着ロータ１２の除湿材を当該再生エリア３８で充分再生することができる。
　本発明の実施形態に係る除湿装置１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
　先ず、図１に基づいて、除湿装置１０におけるエアの流れを概略説明する。
　外部から導入された外気（ＯＡ）は、処理用通路４２に沿って流通し冷却コイル２２ａを通過してプレ除湿された後、遮蔽機構２４で遮蔽されていない吸着ロータ１２の処理エリア３６に導入される。この処理エリア３６では、エア中の水分が吸着ロータ１２に保持されている除湿材（例えば、シリカゲル、ゼオライト等）で吸着除去されたドライエアが生成される。処理エリア３６を通過したドライエアは、低露点となった給気エア（ＳＡ）として図示しない被空調室に供給される。このようにして予め設定された給気露点温度に対応して所定量の給気エア（ドライエア）を図示しない被空調室に供給することにより、被空調室内の環境を所望の露点温度で低湿度化することができる。
　同時に、処理用通路４２の途中から分岐する再生用通路４４を介して導入された再生用エアは、パージエリア４０を通過した後、加熱ヒータ１８で所定温度に加熱される。この所定温度に加熱された再生用エアは、再生エリア３８を通過することによって吸着した水分を吸着ロータ１２から脱離させ、吸着ロータ１２の吸着能力を回復させることができる。再生エリア３８を通過した再生用エアは、大気中に排気エア（ＥＡ）として排気される。
　ところで、従来から、除湿装置１０の設計は、被空調室（ドライルーム）内で必要な露点温度と被空調室内の在室人数による湿度負荷に基づいて目標となる給気エア量を決定し、除湿装置１０に導入される外気の湿度が一番高くなる夏季の条件でも、給気露点温度が満足するように再生エア量を決定している。また、被空調室内の低湿度エアを他の被空調室内へ再利用することで、除湿装置１０に導入される給気エア量を削減し、省エネルギを図るシステムが提案されている。
　この点に関し、例えば、特開２００３－２４７３７号公報には、再生出口のエア温度を検出して、再生出口のエア温度が一定となるように再生エアを加熱する加熱ヒータの容量（発熱量）を制御することが開示されている。この特開２００３－２４７３７号公報によれば、再生エアの温度を制御することのみで行われ、再生エア量を一定として省エネルギを実現することができるとしている。
　しかしながら、処理エアの出口側の露点温度は、再生エアの温度によって影響を受けるため、所定の処理エアの出口側の露点温度（本実施形態でいえば、露点センサ３０で計測される給気エアの露点温度）を所定値に維持するためには、再生エアの温度を低下させることができない場合がある。特に、処理エアの出口側の露点温度が低露点温度である場合、再生エアの温度を低下させることが困難であり、省エネルギ効果が薄くなってしまうという問題がある。
　換言すると、処理エアの出口側の露点温度が低露点温度である場合（要求される露点がシビアである場合）、再生エアの温度をさらに低下させると吸着ロータ１２からの水分の脱離が困難となるからである。つまり、再生エアの温度を低下させると、再生エリア３８で吸着ロータ１２の除湿材を充分再生することが困難となり、加熱ヒータ１８の発熱量を増やさざるを得ないため、省エネルギ効果が薄くなってしまう。
　そこで、本実施形態では、遮蔽機構２４の処理面積調整板２４ａ～２４ｅによって吸着ロータ１２の処理エリア３６の一部を遮蔽して処理エアが通過する処理エリア３６の面積を減少させると共に、吸着ロータ１２の回転速度を定格回転速度よりも低下させ、しかも、再生エア量を減少させる。このことにより、本実施形態では、処理エリア３６での除湿材の水分飽和の回避、再生エリア３８での除湿材の充分な再生、さらに、省エネルギを達成している。この点に関する除湿装置１０の制御方法を、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
　図４は、本発明の実施形態に係る除湿装置の制御方法を示すフローチャートである。
　ステップＳ１において、各種データがコントローラ３２に入力される。各種データは、各種センサから出力される検出値からなり、温湿度センサ２６によって検出される吸着ロータ１２の前の位置（上流側）における処理エアの乾球温度（Ｔ）及び相対湿度（ＲＨ）と、露点センサ３０で検出される給気エア（ドライエア）の給気露点温度（ＤＰＳＡ）と、差圧計２８によって検出される一次側の処理エアの圧力と二次側の処理エア（給気エア）の圧力との差圧（ΔＰ）とを含む。なお、コントローラ３２では、差圧計２８からの差圧（ΔＰ）に基づいて、実測の給気エア量（ＱＳＡ）が演算される。なお、前記の通り、目標となる給気エア量は、被空調室（ドライルーム）内で必要な露点温度と被空調室内の在室人数による湿度負荷等に基づいて設定されており、例えば、フィードバック制御等により、実測の給気エア量（ＱＳＡ）が目標となる給気エア量に一致するように制御されているものとする。
　また、操作者は、コントローラ３２に対して、給気露点温度の設定値（ＤＰＳＥＴ）、除湿装置１０の定格運転状態をそれぞれ入力する。この定格運転状態の設定は、例えば、処理エリア３６を通過する処理エアの通過面速度、処理エリア３６の面積、処理エリア３６の中心角の角度（θ）、及び、処理エリア３６の通過時間等をそれぞれ入力することにより行われる。
　ステップＳ２において、コントローラ３２は、ステップＳ１で求めた給気エア量（ＱＳＡ）に基づいて処理面積調整板２４ａ～２４ｅの開度（θ；中心角の角度）を演算し、処理面積調整板２４ａ～２４ｅの開度θを設定する。具体的には、給気エア量（ＱＳＡ）と処理エリア３６を通過する処理エアの通過面速度から必要な処理エリア３６の面積を算出し、これに基づいて、処理面積調整板２４ａ～２４ｅによって遮蔽可能な面積を算出し、処理面積調整板２４ａ～２４ｅの開度θを設定する。
　また、ステップＳ３において、コントローラ３２は、ステップＳ１で求めた給気エア量（ＱＳＡ）に基づいて吸着ロータ１２の回転速度（Ｖ）を演算し、吸着ロータ１２の回転速度（Ｖ）を設定する。具体的には、処理エリア３６の中心角の角度（θ）から所定の処理エリア滞在時間Ｔとなるように吸着ロータ１２の回転速度（Ｖ）を設定する。
　続いて、ステップＳ４において、コントローラ３２は、露点センサ３０によって検出した給気露点温度（ＤＰＳＡ）が、ステップＳ１で予め設定された給気露点温度の設定値（ＤＰＳＥＴ）よりも低いか否かを判定する。
　コントローラ３２は、給気露点温度（ＤＰＳＡ）が給気露点温度の設定値（ＤＰＳＥＴ）よりも高いと判定したとき（ステップＳ４→Ｎｏ）、給気エアがウェット状態であるため、インバータ１６ｂに制御信号を出力して再生ファン１６ａからの再生エア量を最大値に制御する（ステップＳ５）。
　一方、コントローラ３２は、給気露点温度（ＤＰＳＡ）が給気露点温度の設定値（ＤＰＳＥＴ）よりも低いと判定したとき（ステップＳ４→Ｙｅｓ）、給気エアがドライ状態であるため、ステップＳ６に進む。ステップＳ６において、コントローラ３２は、温湿度センサ２６で検出された処理エアの乾球温度（Ｔ）及び相対湿度（ＲＨ）に基づいて吸着ロータ１２の前の位置における絶対湿度ｘを演算すると共に、差圧計２８による差圧（ΔＰ）と前記乾球温度（Ｔ）とに基づいて給気エア量（ＱＳＡ）を演算する。
　続いて、ステップＳ７において、コントローラ３２は、ステップＳ６で求められた吸着ロータ１２の前の位置における絶対湿度ｘ及び給気エア量（ＱＳＡ）と、ステップＳ１で設定された給気露点温度の設定値とに基づいて、再生エア量（Ｑｈ）を演算する。なお、再生エア量（Ｑｈ）は、給気エア量（ＱＳＡ）と再生エア量（Ｑｈ）との関係比率を集積したデータベースに基づいて決定するようにしてもよい。ステップＳ８において、コントローラ３２は、ステップＳ７で求められた再生エア量（Ｑｈ）に基づいて再生ファン１６ａを制御する。なお、データベース内に格納されているデータは、例えば、予め実験やシミュレーションによって求められたものである。
　ステップＳ９において、コントローラ３２は、吸着ロータ１２の回転速度（Ｖ）からなる制御信号をモータ２０のドライバに対して出力し、例えば、モータ２０の回転速度を定格運転状態と比較して減速させる。つまり定格運転状態と比較して吸着ロータ１２がゆっくり回転するようにモータ２０の回転速度を制御する。
　また、ステップＳ９において、コントローラ３２は、処理面積調整板２４ａ～２４ｅの開度（θ）からなる制御信号をアクチュエータＡＣＴに対して出力し、アクチュエータＡＣＴの駆動によって処理面積調整板２４ａ～２４ｅをスライドさせて所定の開度（中心角；θ）に設定する。
　さらに、ステップＳ９において、コントローラ３２は、再生エア量（Ｑｈ）からなる制御信号をインバータ１６ｂに出力し、例えば、再生ファン１６ａからの再生エア量（Ｑｈ）を定格運転状態と比較して減少するように制御する。
　このように、本実施形態では、給気エア量（ＱＳＡ）と吸着ロータ１２の前の位置における絶対湿度ｘとに基づいて遮蔽機構２４の処理面積調整板２４ａ～２４ｅをスライドさせて処理エリア３６の面積（Ｓ）を減少させると共に、前記処理エリア３６の面積（Ｓ）の減少に対応して吸着ロータ１２の回転速度（Ｖ）を減少させ、さらに、再生エア量（Ｑｈ）を減少させている。この結果、本実施形態では、定格運転状態と比較して再生エア量（Ｑｈ）を削減することができ省エネルギを達成することができる。
　また、本実施形態では、コントローラが、給気エア量（ＱＳＡ）と温湿度センサ２６で検出された吸着ロータ１２の前の位置における絶対湿度ｘと、予め設定される給気露点温度の設定値（ＤＰＳＥＴ）とに基づいて再生エア量（Ｑｈ）を演算し、この演算結果に基づいて再生エア量（Ｑｈ）を制御することができる。従って、複雑な制御を行うことがなく、再生エア量（Ｑｈ）が変化した場合であっても、露点センサ３０で検出される二次側の給気露点温度（ＤＰＳＡ）を安定させることができる。
　さらに、本実施形態では、処理エリア３６の面積を可変とし、給気エア量（ＱＳＡ）に対応して処理エリア３６の面積を増減変更する遮蔽機構２４を設けることにより、処理エリア３６における水分飽和状態を回避して、二次側の給気露点温度（ＤＰＳＡ）を安定させることができる。
　さらにまた、本実施形態では、給気エア量（ＱＳＡ）及び絶対湿度ｘに対応して、吸着ロータ１２の回転速度（Ｖ）と再生エア量（Ｑｈ）と処理エリア面積（Ｓ）とを最適に制御することができる。この結果、再生エア量（Ｑｈ）を減少させて省エネルギを達成することができる。
　さらにまた、本実施形態では、給気エア量（ＱＳＡ）に基づいて処理エリア通過面速度が所定値となるように処理エリア３６の面積（Ｓ）を設定し、且つ、前記設定された処理エリア面積（Ｓ）に対応して吸着ロータ１２を所定の回転速度（Ｖ）に設定することにより、定格運転状態における二次側の給気露点温度（ＤＰＳＡ）を安定させることができる。
　さらにまた、本実施形態では、処理エリア３６を通過する処理エアが処理エリア３６の上流側に配置された遮蔽機構２４の所定面積調整板２４ａ～２４ｅによって遮蔽されるため、この遮蔽された部位では処理エアが吸着ロータ１２を通過することがない。従って、遮蔽機構２４（所定面積調整板２４ａ～２４ｅ）によって遮蔽される部位は、常時、乾燥度が高い状態に保持される。このため、例えば、給気エア量（ＱＳＡ）の供給が低量状態から増量状態に切り換わったとき、処理エアが遮蔽機構２４によって遮蔽された乾燥度が高い部位を通過することで、給気露点温度（ＤＰＳＡ）の上昇を抑制することができる。
　さらにまた、本実施形態では、吸着ロータ１２のパージエリア４０側に近接する処理エリア３６の部分は、処理エリア３６の中で最も乾燥度が高い状態に保持されるため、例えば、給気エア量（ＱＳＡ）の供給が低量状態から増量状態に切り換わったとき、吸着ロータ１２の回転方向Ａと反対方向に変位させて遮蔽領域を減少させることにより、給気露点温度（ＤＰＳＡ）の上昇を抑制することができる。
　さらにまた、本実施形態では、遮蔽機構２４（処理面積調整板２４ａ～２４ｅ）により、二次側に供給される給気エア量（ＱＳＡ）に対応して処理エリア３６の面積（Ｓ）を増減変更することができる。この場合、吸着ロータ１２のパージエリア４０側に近接する処理エリア３６の部分は、処理エリア３６の中で最も乾燥度が高い状態に保持されるため、例えば、給気エア量（ＱＳＡ）の供給が低量状態から増量状態に切り換わったとき、処理エリア３６における遮蔽領域を減少させることにより、給気露点温度（ＤＰＳＡ）の上昇を抑制して二次側の給気露点温度（ＤＰＳＡ）を安定させることができる。
　なお、フィードバック制御等により、給気エア量（ＱＳＡ）が目標となる給気エア量に一致するようにされているので、前記の制御における給気エア量（ＱＳＡ）を目標の給気エア量に置き換えて制御することができる。
　以上の実施形態では、処理エリア３６の面積を可変としたが、固定でもよい。すなわち、吸着ロータ１２の回転速度（Ｖ）の制御と再生エア量（Ｑｈ）の制御を行うことにより、給気エア（ドライエア）の露点を適切に制御することができる。また、吸着ロータ１２の回転速度や、再生エア量等を固定とし、処理エリア３６の面積を可変にすることにより、給気エア（ドライエア）の露点を適切に制御することができる。
　１０　　除湿装置
　１２　　吸着ロータ
　１８　　加熱ヒータ
　２０　　モータ（回転駆動手段）
　２４　　遮蔽機構（処理エリア面積制御手段）
　２４ａ～２４ｅ　処理面積調整板
　２６　　温湿度センサ（湿度検出手段）
　２８　　差圧計（給気エア量検出手段）
　３２　コントローラ（給気エア量検出手段、回転速度制御手段、再生エア量制御手段）
　３６　　処理エリア
　３８　　再生エリア
　４０　　パージエリア
　ＡＣＴ　アクチュエータ

Claims (9)

  1. 　処理エリア、再生エリア、パージエリアを含む複数のエリアに分割され、処理エア中の水分を吸着する吸着ロータと、前記吸着ロータに吸着された水分を脱離させるための再生エアを加熱する加熱ヒータと、前記吸着ロータを回転駆動させる回転駆動手段とを有する除湿装置において、
    　二次側に供給される給気エア量を検出する給気エア量検出手段と、
    　前記吸着ロータの前記処理エリアを通過する前の位置において前記処理エアの絶対湿度を検出する湿度検出手段と、
    　前記回転駆動手段によって回転される前記吸着ロータの回転速度を制御する回転速度制御手段と、
    　前記湿度検出手段で検出された処理エアの絶対湿度、及び、前記給気エア量検出手段で検出された前記給気エア量と、予め設定される給気露点温度の設定値とに基づいて再生エア量を演算し、前記演算結果に基づいて前記再生エア量を制御する再生エア量制御手段と、
    　を備えることを特徴とする除湿装置。
  2. 　前記処理エアが前記吸着ロータを通過する前の位置に配設されて前記処理エリアの面積を可変とし、前記給気エア量に対応して前記処理エリアの面積を増減変更する処理エリア面積制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
  3. 　前記給気エア量検出手段によって検出される前記給気エア量と前記湿度検出手段によって検出される前記絶対湿度とに基づいて、
    　前記回転速度制御手段による前記吸着ロータの回転速度、前記再生エア量制御手段による前記再生エア量、及び、前記処理エリア面積制御手段による前記処理エリアの面積がそれぞれ設定されることを特徴とする請求項２記載の除湿装置。
  4. 　前記処理エリア面積制御手段は、前記給気エア量検出手段によって検出される前記給気エア量に基づいて処理エリア通過面速度が所定値となるように前記処理エリアの面積を設定し、且つ、前記回転速度制御手段は、前記設定された処理エリア面積に対応して所定の回転速度に設定することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の除湿装置。
  5. 　前記処理エリア面積制御手段は、前記処理エリアの上流側に配置され前記処理エリアを通過する処理エアを遮蔽する遮蔽機構からなり、前記処理エリアを遮蔽する領域の増減変更によって前記処理エリアの面積が設定されることを特徴とする請求項２記載の除湿装置。
  6. 　前記処理エリアにおいて、前記パージエリア側から前記吸着ロータの回転方向に変位させて遮蔽領域を増大させることにより前記処理エリアの面積が減少し、一方、前記吸着ロータの回転方向と反対方向に変位させて遮蔽領域を減少させることにより前記処理エリアの面積が増大することを特徴とする請求項５記載の除湿装置。
  7. 　処理エリア、再生エリア、パージエリアを含む複数のエリアに分割され、処理エア中の水分を吸着する吸着ロータと、前記吸着ロータに吸着された水分を脱離させるための再生エアを加熱する加熱ヒータと、前記吸着ロータを回転駆動させる回転駆動手段とを有する除湿装置において、
    　前記処理エアが前記吸着ロータを通過する前の位置に配設され、前記吸着ロータの前記処理エリアの一部を遮蔽することで前記処理エリアの面積を可変とする処理エリア面積制御手段を備え、
    　前記処理エリア面積制御手段は、二次側に供給される給気エア量に対応して前記処理エリアの面積を増減変更することを特徴とする除湿装置。
  8. 　処理エリア、再生エリア、パージエリアを含む複数のエリアに分割され、処理エア中の水分を吸着する吸着ロータと、前記吸着ロータに吸着された水分を脱離させるための再生エアを加熱する加熱ヒータと、前記吸着ロータを回転駆動させる回転駆動手段とを有する除湿装置の制御方法において、
    　前記吸着ロータの前記処理エリアを通過する前の位置における前記処理エアの絶対湿度、及び、前記吸着ロータの一次側エアと二次側エアとの差圧に基づいて求められる二次側への給気エア量と、予め設定される給気露点温度の設定値とに基づいて再生エア量を演算し、前記演算結果に基づいて再生エア量を制御する工程と、
    　前記給気エア量に基づいて前記吸着ロータの回転速度を演算し、前記演算結果に基づいて前記吸着ロータの回転速度を制御する工程と、
    　を有することを特徴とする除湿装置の制御方法。
  9. 　処理エリア、再生エリア、パージエリアを含む複数のエリアに分割され、処理エア中の水分を吸着する吸着ロータと、前記吸着ロータに吸着された水分を脱離させるための再生エアを加熱する加熱ヒータと、前記吸着ロータを回転駆動させる回転駆動手段とを有する除湿装置の制御方法において、
    　前記吸着ロータの通過前の一次側エアと通過後の二次側エアとの差圧から求められる二次側への給気エア量に基づいて必要とされる前記処理エリアの面積を演算し、
    　前記演算結果に基づいて前記処理エリアの一部を遮蔽することを特徴とする除湿装置の制御方法。
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