JPH07265649A

JPH07265649A - 乾式除湿装置

Info

Publication number: JPH07265649A
Application number: JP6063970A
Authority: JP
Inventors: Hisaaki Yokota; 久昭横田; Hideyuki Kikuchi; 英行菊池; Koki Usui; 光基臼井
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-03-31
Publication date: 1995-10-17

Abstract

(57)【要約】【目的】高湿度空気を除湿する場合にも、吸着材の過
昇温を防止することができ、吸着効率の低下を防止でき
ると共に、再生温度を高くする必要がない乾式除湿装置
を提供する。【構成】銅管１の外側には複数のフィン２が設けられ
ており、銅管１の外周面及びフィン２には水分吸着材３
が塗布されている。この熱交換部材の外側に被処理空気
を通流させ、管１の内側に冷媒を通流させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は吸着材を使用して被処理
空気から除湿する乾式除湿装置に関し、特に高湿度空気
の除湿に有効な乾式除湿装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気中の水分を除去する除湿装置として
は、空気を冷却して過飽和蒸気を除去する湿式除湿装置
と、吸着材に水分を吸着させて低湿度化を図る乾式除湿
装置とがある。湿式除湿装置においては、冷凍機により
冷却した冷媒を使用して空気を冷却するものが一般的で
ある。

【０００３】しかし、この冷凍機はフロンを使用してい
るため、近時の脱フロンの要請に反するものであり、ま
た、凝縮熱が大きい水分を凝縮除去しようとするため、
消費エネルギが高いという問題点がある。また、凝縮し
た水分の凍氷化を防止するために、冷却温度及び除湿領
域には制約があるという難点がある。

【０００４】一方、乾式除湿装置においては、シリカゲ
ル等の吸着材の水分吸着作用により、空気中の水分を除
去するので、適用しようとする除湿領域に制約がない。
このため、この乾式除湿装置は、近年適用分野が拡大し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
乾式除湿装置は、高湿度空気の除湿に適用した場合、水
分の吸着反応が大きな発熱を伴うものであるため、被処
理空気自体が高温になってしまうという問題点がある。
このように、吸着材は水分の吸着により発熱するため、
高温になって吸着効率が低下してしまう。また、吸着材
を再生するためには被処理空気よりも高温の再生ガスを
吸着材に通す必要があるため、再生ガス用に高温の熱源
が必要となり、ランニングコストが高いという難点があ
る。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、高湿度空気を除湿する場合にも吸着材の過
昇温を防止することができ、吸着効率の低下を防止でき
ると共に、再生温度を従来に比して低下させることがで
きる乾式除湿装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る乾式除湿装
置は、一表面に水分吸着材が配置された熱交換部材の前
記一表面に被処理空気を通流させ、他の表面に熱媒流体
を通流させることを特徴とする。

【０００８】また、本発明に係る他の乾式除湿装置は、
筒状の熱交換部材の外表面部分に水分吸着材を配置し、
この外表面側に被処理空気を通流させ、前記熱交換部材
の内側に熱媒流体を通流させることを特徴とする。

【０００９】更に、本発明に係る更に他の乾式除湿装置
は、その外表面部分に水分吸着材を配置した少なくとも
２個の筒状の熱交換部材と、これらの熱交換部材に対
し、前記熱交換部材の外表面側に被処理空気を通流させ
その内側に冷媒を通流させる除湿工程と前記熱交換部材
の内側に温熱媒を通流させる吸着材再生工程とを交互に
行わせる制御手段とを有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明においては、除湿工程にて、熱交換部材
の水分吸着材が配置された側（一表面側又は外表面側）
に、除湿せんとする被処理空気を通流させ、被処理空気
中の水分を前記吸着材に吸着させて除湿する。一方、熱
交換部材の他の表面側又は内側には熱媒流体を通流させ
て熱交換部材を介して前記吸着材から熱を奪う。これに
より、吸着反応により発熱した吸着材が過度に昇温する
ことが防止される。このため、吸着材の吸着効率の低下
を防止できると共に、再生温度は従来のように高温にす
る必要がないので、再生ガスの熱源のランニングコスト
を低減することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施例に係
る乾式除湿装置の熱交換部材を示す正面図である。熱交
換管（銅管）１には、複数のアルミニウムプレートフィ
ン２が嵌合されている。そして、これらの銅管１の外周
面及びフィン２の表面の全面に、水分吸着材３が配置さ
れている。この吸着材３は、例えば銅管１の外周面及び
フィン２の表面の全面にアクリル粘着性バインダを塗布
し、このアクリル粘着材バインダ膜にシリカゲル粒子を
埋め込むようにして、添着することにより形成すること
ができる。また、シリカゲルの粉末を水ガラスと共に混
練し、これを銅管１の外周面及びフィン２の表面に押出
して塗布した後、水ガラス分を乾燥焼成し、シリカゲル
粉末と水ガラスをフィン表面等に固着することにより吸
着材を設けることができる。いずれにしても、吸着材の
粉末又は粒子を熱交換部材の表面に塗布し、又は接着す
ることにより、固着すればよい。吸着材としては、シリ
カゲルの外に、ゼオライト及び活性アルミナ等がある。

【００１２】また、図１に示す熱交換部材はプレートフ
ィン型の熱交換素子であるが、このようなタイプのもの
に限らず、シェルアンドチューブ型又はエロフィン型の
熱交換素子等を使用することもでき、更にフィンを有し
ない単管状の熱交換素子を使用してもよい。

【００１３】次に、図１の如く構成された本実施例の乾
式除湿装置の動作について説明する。除湿すべき被処理
空気を管１の外側に通流させ、吸着材３と接触させる。
一方、管１の内側には冷媒を通流させる。この冷媒は工
場等に設置されているクーリングタワーから供給される
冷却水（例えば２８℃）を使用することができる。

【００１４】そうすると、被処理空気中の水分は、吸着
材３により吸着されて除去され、被処理空気が除湿され
る。この吸着発熱反応により吸着材３は昇温しようとす
るが、この熱はフィン２及び熱交換管１を介して管１内
を通流する冷媒に伝達されて、この冷媒により運び去ら
れるため、吸着材３の過昇温が防止される。

【００１５】その結果、吸着材３は吸着効率が高い状態
を保持し、吸着材３の再生時に供給する再生ガスの温度
も従来より低いもので足りる。このため、再生ガスの熱
源のエネルギを少なくすることができ、ランニングコス
トを低減することができる。

【００１６】図２は本発明の第２の実施例を示すブロッ
ク図である。図１に示す構造の一対の熱交換部材４、５
が仕切１２により気密的に遮断されて設置されている。
そして、クーリングタワー等の例えば２８℃の水を供給
する冷媒供給源６と、例えば８０℃の温排水を供給する
温熱媒供給源７が配管８、１０を介して熱交換部材４、
５の熱交換管１に接続されている。即ち、冷媒供給源６
には配管８が接続されており、この配管８は分岐配管８
ａ、８ｂを介して夫々熱交換部材４、５の管１に接続さ
れている。一方、温熱媒供給源７には配管１０及び分岐
配管１０ａ、１０ｂを介して夫々熱交換部材４、５の熱
交換管１に接続されている。配管８ａ、８ｂには夫々開
閉弁９ａ、９ｂが設けられており、配管１０ａ、１０ｂ
には夫々開閉弁１１ａ、１１ｂが設けられている。開閉
弁９ａ、９ｂ、１１ａ、１１ｂは制御装置（図示せず）
によりその開閉が制御される。

【００１７】次に、本実施例の動作について説明する。
先ず、制御装置は開閉弁９ａ、１１ｂを開、開閉弁９
ｂ、１１ａを開にする。そして、被処理空気を熱交換部
材４の外面側に通流させる。

【００１８】そうすると、被処理空気は熱交換部材４の
吸着材３により除湿されると共に、吸着材３は熱交換部
材４の管１内を通流する冷媒により冷却されてその過昇
温が防止される。

【００１９】一方、熱交換部材５の管内には温熱媒供給
源７から供給される約８０℃の温熱媒が通流しているの
で、この熱交換部材５の吸着材３は加熱されて水分を脱
着し、再生される。このように、熱交換部材４において
被処理空気が除湿され、熱交換部材５においては、吸着
材の再生工程が実施される。

【００２０】次いで、熱交換部材５の再生工程終了後、
開閉弁９ｂ、１１ａを開、開閉弁９ａ、１１ｂを閉にす
る。そして、熱交換部材５の外表面に被処理空気を通流
させる。

【００２１】そうすると、熱交換部材４の管１内を温熱
媒が通流してその吸着材３に吸着されていた水分が脱着
されると共に、吸着材３が再生された熱交換部材５にお
いては、被処理空気の除湿処理が行われる。

【００２２】このようにして、被処理空気、冷媒及び温
熱媒の供給を熱交換部材４と熱交換部材５とで交互に切
り換えることにより、被処理空気を連続的に除湿するこ
とができる。本実施例においても、図１の実施例と同様
に、吸着材３の過昇温を防止しつつ、被処理空気を高効
率で除湿することができる。また、ランニングコストも
低い。

【００２３】次に、本発明の実施例に係る乾式除湿装置
を製造し、その性能を従来装置による比較例の場合と比
較して説明する。比較例この従来装置は、吸着材にシリカゲルのハニカムロータ
を使用して乾式除湿又は湿式除湿するものである。（１）被処理空気入口条件乾球温度（以下、ＤＢと略す）；３２℃、相対湿度（以下、ＲＨと略す）；６８％絶対湿度ｘ＝２０．８ｇ／ｋｇ´、露点（以下、ＤＰと略す）；２５℃ 風量；６００ｍ³／ｈ（２）湿式除湿例冷媒；Ｒ−２２、５．５ＫＷ冷凍機を用いて湿式除湿除湿量；７７７６ｇ／ｈ出口空気条件；ＤＢ１５℃、ＲＨ９５％、ＤＰ１４℃、ｘ＝１０．０ｇ／ｋｇ´ 冷却エネルギ；約８０００ｋｃａｌ／ｈ空冷冷凍機電気量；約６．０ｋＷＨ（３）乾式除湿例シリカゲルハニカムロータ、直径３５０ｍｍ、長さ２０
０ｍｍ除湿量；４８９６ｇ／ｈ出口空気条件；ＤＢ６２℃、ＲＨ８．２％、ＤＰ１９．
５℃、ｘ＝１４．０ｇ／ｋｇ´ 再生エネルギ；約６３００ｋｃａｌ再生電気量；約７．３ｋＷＨ再生熱源温度；ＤＢ１４０℃

【００２４】実施例１図１に示す構造の熱交換部材を使用した。但し、フィン
ピッチ；３．５ｍｍ、伝熱面積；２９ｍ²×２基（５分
バッチ切り替え方式）のアルミプレートフィンの全面に
アクリル粘着性バインダーを塗布し、その表面に粘度２
０〜３５メッシュのシリカゲルを６８０ｇ／ｍ²添着し
た。

【００２５】また、銅管内部の熱媒として、吸着時の
冷熱媒；クーリングタワー水２８℃、再生時の温熱
媒；８０℃温排水の条件で、図２に示す実施例と同様の
工程で乾式除湿した。

【００２６】その結果、除湿量；１０２００ｇ／ｈ出口空気条件；ＤＢ３４℃、ＲＨ１９％、ＤＰ８℃、ｘ＝６．６５ｇ／ｋｇ´ の低湿空気が得られた。

【００２７】なお、冷熱媒としてのクーリングタワー水
は低価格冷却水であり、温熱媒としての温排水も低価格
排水である。よって、ランニングコストは極めて低くな
り、そのまま除湿空調にも使用することができる。

【００２８】実施例２銅管（外径１０ｍｍ、長さ１２００ｍ）の外表面にシリ
カゲル粉を水ガラスと共に押出成形により塗布し、乾燥
焼成して固着化させた。この銅管を管板にロウ付溶接し
て熱交換部材を得た。この実施例２においても実施例１
と同等の結果が得られた。

【００２９】なお、本発明は上記実施例に限定されない
ことは勿論である。例えば、熱交換部材は筒状に限ら
ず、板状の仕切部材でもよい。また、熱媒体は管の内側
に限らず、外側に通流させ、被処理空気を管内に通流さ
せてもよい。

【００３０】また、上記図１の実施例の熱交換部材はプ
レートフィン型の熱交換器の外表面に吸着材を設けたも
のであるが、熱交換部材としては、このプレートフィン
型に限らず、パイプ状のままのシェルアンドフィン型及
びパイプの外表面にフィンを設けたエロフィン型等、種
々の形態のものに適用することができる。なお、フィン
を有する形態のものの方が、単なるパイプ状のものより
も被処理空気との接触表面積が大きくなり、熱交換部材
の小型化を図ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱交換部材に水分吸着材を設け、この水分吸着材により
被処理空気を除湿すると共に、水分の吸着による吸着材
からの発熱は、熱交換部材を介する熱媒流体との熱交換
により除去するので、吸着材の吸着効率を高く維持した
まま、被処理空気を乾式除湿することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す正面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１：熱交換管２：フィン３：吸着材４、５：熱交換部材６：冷媒供給源７：温熱媒供給源８，８ａ，８ｂ，１０，１０ａ，１０ｂ：配管９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂ：開閉弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一表面に水分吸着材が配置された熱交換
部材の前記一表面に被処理空気を通流させ、他の表面に
熱媒流体を通流させることを特徴とする乾式除湿装置。
【請求項２】筒状の熱交換部材の外表面部分に水分吸
着材を配置し、この外表面側に被処理空気を通流させ、
前記熱交換部材の内側に熱媒流体を通流させることを特
徴とする乾式除湿装置。
【請求項３】その外表面部分に水分吸着材を配置した
少なくとも２個の筒状の熱交換部材と、これらの熱交換
部材に対し、前記熱交換部材の外表面側に被処理空気を
通流させその内側に冷媒を通流させる除湿工程と前記熱
交換部材の内側に温熱媒を通流させる吸着材再生工程と
を交互に行わせる制御手段とを有することを特徴とする
乾式除湿装置。
【請求項４】前記吸着材は、シリカゲル、ゼオライト
及び活性アルミナからなる群から選択した少なくとも１
種であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
項に記載の乾式除湿装置。