JP2010078193A - デシカント空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸湿材水溶液を使用した除湿装置において、再生機と除湿機の駆動熱源としてヒートポンプを効率よく使用する除湿装置及びこれを使用したデシカント空調装置を提供する。
【解決手段】除湿材水溶液の再生機であって、該再生機の内部にヒートポンプの凝縮器を備え、前記除湿材水溶液の濃縮に前記ヒートポンプの凝縮器の凝縮潜熱を利用し、該凝縮器に前記除湿材水溶液を直接接触させると共に、除湿用空気（再生空気）を前記再生機内の除湿材水溶液に接触させて通過させることを同時に行なう再生機と、除湿材水溶液の除湿機であって、該除湿機の内部にヒートポンプの蒸発器を備え、ヒートポンプの蒸発器に前記除湿材水溶液を直接接触させると共に、被除湿用空気（処理空気）を前記除湿機内の除湿水溶液に接触させて通過させることを同時に行なう構造の除湿機から構成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、デシカント空調等に使用する除湿装置の効率を向上させて、デシカント空調等の全体の省エネルギーを追求したデシカント空調装置に関するものである。

従来より、除湿材を使用する除湿装置を備えた空調装置が数多く提案されている（特許文献１参照。）。この空調装置はデシカント型空調機と呼ばれ、水分を吸収及び放出可能な吸除湿機を利用して、室内の除湿及び加湿を行なうことができる空気調和装置である。

しかし上記空気調和装置に使用される吸除湿機は乾式タイプが主流であり、装置が大型の物が多く、効率が悪く、耐久性も劣っている。そこで除湿材を液体状態で使用する湿式タイプのデシカント空調装置が提案されている。これは塩化リチウムや臭化リチウムを除湿材として使用し、ヒートポンプを駆動熱源として使用するものであり、例えば図１に示すように、ヒートポンプ１の凝縮器２で除湿材水溶液を加熱し、温度が上昇した除湿材水溶液を再生機６に導き、スプレーヘッダー３によって充填材４に散布すると共に、除湿用空気（再生空気）５に接触させて、除湿材水溶液を濃縮する。また、ヒートポンプ１の蒸発器７によって除湿材水溶液を冷却して、温度が低下した除湿材水溶液を除湿機８に導き、スプレーヘッダー９によって充填材１０に散布すると共に、外部から取り入れた被除湿用空気（処理空気）１１に接触させて、この被除湿用空気（処理空気）１１の除湿を行なうものである。

特開平９−４２７０９号公報

しかしながら、上記の湿式タイプのデシカント空調装置は、ヒートポンプを使用することによって効率よく除湿材水溶液を加熱、冷却を行なうものであるが、再生機内で除湿材水溶液から水分を蒸発させるための熱量は、加熱された除湿材水溶液の顕熱のみで補うことになり、極僅かの水分が蒸発するだけで除湿材水溶液の温度が低下し、濃縮効率は低いものである。また、除湿機内では除湿材水溶液が被除湿空気（処理空気）の水分を吸収するための熱量を、降温した除湿材水溶液の顕熱のみで補うことになり、極僅かの水分を吸収するだけで除湿材水溶液の温度が上昇し、除湿効果が低いものとなっていた。

上記欠点を補うためには、除湿材水溶液を大量に循環させる必要があるが、その循環のためには大型のポンプとその動力を必要とするばかりか、再生機や除湿機から除湿材水溶液が多く飛散するという問題があった。

本発明は、上記従来の装置が有していた効率の低さを解決するものであり、少ない除湿材水溶液の循環で効率よく除湿を行なうことができる除湿装置及びこれを使用したデシカント空調装置を提供することを目的とするものである。

このため本発明の再生機は、除湿材水溶液を使用した除湿装置の再生機であって、該再生機内部にヒートポンプの凝縮器を備え、該除湿材水溶液の濃縮にヒートポンプの凝縮器の凝縮潜熱を利用し、該凝縮器に前記除湿材水溶液を直接接触させると共に、除湿用空気（再生空気）を前記再生機内の除湿材水溶液と接触させて通過させることを同時に行なうことを第一の特徴とする。

また、本発明の除湿機は、除湿材水溶液を使用した除湿装置の除湿機であって、該除湿機内にヒートポンプの蒸発器を備え、該除湿材水溶液の吸湿にヒートポンプの蒸発器の蒸発潜熱を利用し、該蒸発器に前記除湿材水溶液を直接接触させると共に、被除湿用空気（処理空気）を前記除湿機内の除湿材水溶液に接触させて通過させることを同時に行なうことを第二の特徴とする。

そして、本発明のデシカント空調装置は、上記再生機と除湿機とを備えた除湿装置と、ヒートポンプから構成させることを第三の特徴とする。

さらに、ヒートポンプの凝縮器と、蒸発器をそれぞれ除湿材水溶液に濡れる性質を持った部材で覆ったことを第四の特徴とする。

上記除湿材水溶液に濡れる性質を持った部材としては、天然素材或いは合成樹脂からなるメッシュ材や布材などが望ましい。

本発明に係るデシカント空調装置によれば、ヒートポンプの凝縮器と蒸発器を駆動熱源として使用し、除湿材水溶液の濃縮にヒートポンプの凝縮潜熱を利用し、また除湿材水溶液の水分吸収にヒートポンプの蒸発潜熱を利用するため、凝縮器の温度を低く、蒸発器の温度を高くすることが可能であり、ヒートポンプの効率が向上すると共に、高性能の除湿を行なうことが出来るという効果がある。

また、ヒートポンプの凝縮器と、蒸発器をそれぞれ除湿材水溶液に濡れる性質を持った部材で覆ったため、この除湿材水溶液との接触面積を広くすることが可能となり、しかも除湿材水溶液が飛散する虞がないという効果がある。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に示す実施例に基づいて説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。図２は本発明の装置の一実施例を示す系統図である。

図２は本発明のデシカント空調装置１００の系統図を示しており、除湿を必要とする被除湿用空気（処理空気）１１を処理する除湿機８と、除湿材である塩化リチウム水溶液を濃縮して再生を行なう再生機６と、この除湿機８と再生機６の駆動熱源であるヒートポンプ１とから構成されており、熱交換器１３・溶液ポンプ１４を介して除湿材が効率よく循環する。

除湿機８の内部には、ヒートポンプ１の蒸発器７が設けられ、吐出ガスライン１５によって循環する冷媒は膨張弁１６によって減圧されて冷却され、蒸発器７に供給されると共に、上記熱交換器１３によって熱交換された除湿材は蒸発器７の上段側に設けられたスプレーヘッダー９によって蒸発器７に滴下される。そして、蒸発器７の下段側からは除湿を必要とする被除湿用空気（処理空気）１１が取り入れられ、滴下する除湿材と接触しながら除湿され、蒸発器７の蒸発潜熱によって冷却されて室内などに供給される。ここで、蒸発器７のコイル１７には除湿材に濡れやすい布１２が巻き付けられており、スプレーヘッダー９によって滴下される除湿材は、この布１２に吸着されながらコイル１７表面と接触して落下するため飛散することがなく、しかも蒸発器７の蒸発潜熱によって処理空気１１の水分吸収ができるため除湿材の温度上昇が少なく、除湿効率が高い。

布１２から落下した除湿材は、処理空気１１を除湿することによって、濃度が下がると共に、コイル１７の下方のタンクに収容され、溶液ホンプ１４によって熱交換器１３を介して再生機６に送られる。

再生機６の内部には、ヒートポンプ１の凝縮器２が設けられ、吐出ガスライン１５によって高温の循環冷媒が凝縮器２に供給されると共に、上記熱交換器１３によって熱交換された除湿材は凝縮器２の上段側に設けられたスプレーヘッダー３によって凝縮器２に滴下される。そして、凝縮器２の下段側からは除湿用空気（再生空気）５が取り入れられ、滴下する除湿材と接触しながら加熱されて排出される。また除湿材は凝縮器２の凝縮潜熱によって加熱され水分が蒸発し濃縮される。ここで、凝縮器２のコイル１８には除湿材に濡れやすい布１２が巻き付けられており、スプレーヘッダー３によって滴下される除湿材は、この布１２に吸着されながらコイル１８表面と接触して落下するため飛散することがなく、しかも凝縮器２の凝縮潜熱によって除湿材の加熱濃縮ができるため、滴下された除湿材の温度低下が少なく、濃縮効率が高い。

布１２から落下した除湿材は、凝縮器２によって、濃度が上がると共に、コイル１８の下方のタンクに収容され、溶液ホンプ１４によって熱交換器１３を介して除湿機８に送られる。

上記の構成からなる、本発明のデシカント空調装置では、ヒートポンプ装置の圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮器に供給し、塩化リチウム水溶液である除湿材を加熱して濃縮を行い凝縮する。凝縮液化して冷媒は熱交換器により冷却された後、膨張弁を通って減圧されて蒸発器に供給され被除湿用空気（処理空気）の冷却と除湿を行なう。この間除湿材は熱交換器によって熱交換しながらポンプによって循環し、ヒートポンプの凝縮潜熱によって濃縮され、またヒートポンプの蒸発潜熱によって水分吸収が行なわれる。即ち、従来のヒートポンプの凝縮器と蒸発器によって除湿材の加熱及び冷却を行なうデシカント空調装置と異なり、除湿材の顕熱のみによる除湿材の濃縮及び被除湿空気（処理空気）の水分吸収ではなく、ヒートポンプの凝縮潜熱及び蒸発潜熱を使用するため少ない除湿材を循環させることによって、効率よく除湿させることが可能となった。

本発明によるデシカント空調装置は、デシカント空調になどに使用する除湿装置の効率を向上させ、デシカント空調等の全体の省エネルギー化が図れる。

従来のデシカント空調装置を示す説明図である。 本発明のデシカント空調装置を示す説明図である。

符号の説明

１ ヒートポンプ
２ 凝縮器
３、９ スプレーヘッダー
４、１０ 充填材
５ 除湿用空気（再生空気）
６ 再生機
７ 蒸発器
８ 除湿機
１１ 被除湿用空気（処理空気）
１２ 布
１３ 熱交換器
１４ 溶液ポンプ
１５ 吐出ガスライン
１６ 膨張弁
１７、１８ コイル
１００ デシカント空調装置

Claims (8)

1. 除湿材水溶液を使用した除湿装置の再生機であって、該再生機の内部にヒートポンプの凝縮器を備え、前記除湿材水溶液の濃縮に前記ヒートポンプの凝縮器の凝縮潜熱を利用し、該凝縮器に前記除湿材水溶液を直接接触させると共に、除湿用空気（再生空気）を前記再生機内の除湿材水溶液に接触させて通過させることを同時に行なうことを特徴とする再生機。
2. 除湿材水溶液を使用した除湿装置の除湿機であって、該除湿機内部にヒートポンプの蒸発器を備え、前記除湿材水溶液の吸湿にヒートポンプの蒸発器の蒸発潜熱を利用し、該蒸発器に前記除湿材水溶液を直接接触させると共に、被除湿用空気（処理空気）を前記除湿機内の除湿材水溶液に接触させて通過させることを同時に行なうことを特徴とする除湿機。
3. 請求項１に記載の再生機と、請求項２に記載の除湿機の双方を持った除湿装置。
4. 請求項３に記載の除湿装置とヒートポンプとから構成されるデシカント空調装置。
5. 請求項１記載のヒートポンプの凝縮器を除湿材水溶液に濡れる性質を持った部材で覆ったことを特徴とする再生機。
6. 請求項２に記載のヒートポンプの蒸発器を除湿材水溶液に濡れる性質を持った部材で覆ったことを特徴とする除湿機。
7. 請求項５に記載の再生機と請求項６に記載の除湿機の双方を持った除湿装置。
8. 請求項７に記載の除湿装置とヒートポンプとから構成されるデシカント空調装置。

Images