JPH11262621A - 除湿空調装置 - Google Patents
除湿空調装置Info
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- JPH11262621A JPH11262621A JP10088162A JP8816298A JPH11262621A JP H11262621 A JPH11262621 A JP H11262621A JP 10088162 A JP10088162 A JP 10088162A JP 8816298 A JP8816298 A JP 8816298A JP H11262621 A JPH11262621 A JP H11262621A
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- F24F3/00—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
- F24F3/12—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
- F24F3/14—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
- 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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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—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
- B01D53/26—Drying gases or vapours
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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- F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ５０〜７０℃の再生温度で使用する場合に
も、水分の吸脱着の差が大きくとれるデシカントを用い
て、空調装置を構成することにより、省エネルギでかつ
コンパクトな除湿空調装置を提供する。 【解決手段】 デシカント１０３により水分を吸着され
る処理空気の経路Ａと、加熱源２２０によって加熱され
たのち水分吸着後のデシカントを通過してデシカント中
の水分を脱着して再生する再生空気の経路Ｂとを有し、
デシカントを処理空気と再生空気が交互に流通するよう
にした除湿空調装置において、デシカントとして、アニ
オン交換性基およびカチオン交換性基を有する両性イオ
ン交換体である有機高分子からなり、かつ架橋構造を有
する高吸放湿性高分子を用いた。
も、水分の吸脱着の差が大きくとれるデシカントを用い
て、空調装置を構成することにより、省エネルギでかつ
コンパクトな除湿空調装置を提供する。 【解決手段】 デシカント１０３により水分を吸着され
る処理空気の経路Ａと、加熱源２２０によって加熱され
たのち水分吸着後のデシカントを通過してデシカント中
の水分を脱着して再生する再生空気の経路Ｂとを有し、
デシカントを処理空気と再生空気が交互に流通するよう
にした除湿空調装置において、デシカントとして、アニ
オン交換性基およびカチオン交換性基を有する両性イオ
ン交換体である有機高分子からなり、かつ架橋構造を有
する高吸放湿性高分子を用いた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、除湿空調装置に係
り、特にデシカントによる水分の吸着処理と加熱源によ
り加熱された再生空気によるデシカントの再生処理を連
続的に行えるようにした除湿空調装置に関する。
り、特にデシカントによる水分の吸着処理と加熱源によ
り加熱された再生空気によるデシカントの再生処理を連
続的に行えるようにした除湿空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は除湿空調装置の従来技術であ
り、デシカントにより水分を吸着される処理空気の経路
Ａと、加熱源によって加熱されたのち前記水分吸着後の
デシカントを通過してデシカント中の水分を脱着して再
生する再生空気の経路Ｂとを有し、デシカントを処理空
気と再生空気が交互に流通するようにしたものである。
これは、処理空気経路Ａと、再生空気経路Ｂと、デシカ
ントロータ１０３と、２つの顕熱交換器１０４，１２１
と、加熱器２２０と、加湿器１０５とを主な構成機器と
している。処理空気をデシカントロータ１０３で除湿
し、デシカントの水分吸着熱によって温度上昇した処理
空気を第１の顕熱交換器１０４で再生空気と熱交換して
冷却したのち、加湿器で加湿して空調空間に供給すると
ともに、再生空気を外部空間（ＯＡ）から取り入れて、
前記第１の顕熱交換器１０４で処理空気と熱交換して温
度上昇したのち、加熱器２２０で加熱源２００によって
加熱して相対湿度を下げて、デシカントロータ１２９を
通過させ、デシカントロータ１２９の水分を脱着再生し
ていた。
り、デシカントにより水分を吸着される処理空気の経路
Ａと、加熱源によって加熱されたのち前記水分吸着後の
デシカントを通過してデシカント中の水分を脱着して再
生する再生空気の経路Ｂとを有し、デシカントを処理空
気と再生空気が交互に流通するようにしたものである。
これは、処理空気経路Ａと、再生空気経路Ｂと、デシカ
ントロータ１０３と、２つの顕熱交換器１０４，１２１
と、加熱器２２０と、加湿器１０５とを主な構成機器と
している。処理空気をデシカントロータ１０３で除湿
し、デシカントの水分吸着熱によって温度上昇した処理
空気を第１の顕熱交換器１０４で再生空気と熱交換して
冷却したのち、加湿器で加湿して空調空間に供給すると
ともに、再生空気を外部空間（ＯＡ）から取り入れて、
前記第１の顕熱交換器１０４で処理空気と熱交換して温
度上昇したのち、加熱器２２０で加熱源２００によって
加熱して相対湿度を下げて、デシカントロータ１２９を
通過させ、デシカントロータ１２９の水分を脱着再生し
ていた。
【０００３】この従来例では、さらに再生後の再生空気
の顕熱分を加熱前の再生空気と第２の顕熱交換器１２１
で熱交換して回収したのち、外部（ＥＸ）に放出するよ
うに構成していた。このような技術は所謂デシカント空
調と呼ばれ、空調空間の湿度を制御できる技術として実
用価値が高いものである。このようなデシカント空調に
用いるデシカントとしては、シリカゲルやゼオライト
（モレキュラシーブ）が用いられることが知られている
が、これらは変成ゼオライトであってブルナウァのタイ
プ１に分類され、等温線分離因子（セパレーションファ
クター）が０．０７〜０．５の範囲のものが、燃焼ガス
で再生空気を加熱するデシカント空調機に最適であると
されている。この種の燃焼ガスで再生空気を加熱するデ
シカント空調機用のデシカント素材に関する公知資料と
しては、ＵＳＰ３，８４４，７３７にゼオライトを用い
ることが記載されているが、吸着特性についての示唆は
ない。また過去には塩化リチウムが吸湿物質として用い
られることがあったが、高湿度の環境下では潮解性があ
り、ロータから脱落してしまうという欠点があるため次
第に使用されなくなっている。
の顕熱分を加熱前の再生空気と第２の顕熱交換器１２１
で熱交換して回収したのち、外部（ＥＸ）に放出するよ
うに構成していた。このような技術は所謂デシカント空
調と呼ばれ、空調空間の湿度を制御できる技術として実
用価値が高いものである。このようなデシカント空調に
用いるデシカントとしては、シリカゲルやゼオライト
（モレキュラシーブ）が用いられることが知られている
が、これらは変成ゼオライトであってブルナウァのタイ
プ１に分類され、等温線分離因子（セパレーションファ
クター）が０．０７〜０．５の範囲のものが、燃焼ガス
で再生空気を加熱するデシカント空調機に最適であると
されている。この種の燃焼ガスで再生空気を加熱するデ
シカント空調機用のデシカント素材に関する公知資料と
しては、ＵＳＰ３，８４４，７３７にゼオライトを用い
ることが記載されているが、吸着特性についての示唆は
ない。また過去には塩化リチウムが吸湿物質として用い
られることがあったが、高湿度の環境下では潮解性があ
り、ロータから脱落してしまうという欠点があるため次
第に使用されなくなっている。
【０００４】上記のような従来技術においては、燃焼ガ
スで再生空気を加熱するデシカント空調機ではデシカン
トの再生温度は１０１℃（２１５゜Ｆ）や１４３℃（２
９０゜Ｆ）とされており、このような再生温度に適当な
デシカントとしてゼオライトがふさわしく、特に図１１
に示すように等温線分離因子（セパレーションファクタ
ー）が０．０７〜０．５の範囲の吸着等温線で示される
吸着特性を持つことが最適であるとされている。しかし
デシカントの再生熱源として、様々な排熱や太陽熱を用
いる場合、再生温度は６５〜７５℃にする方が、利用で
きる熱源が多いため実用化しやすいが、このような場合
前記ブルナウァのタイプ１に分類され、等温線分離因子
（セパレーションファクター）が０．０７〜０．５の範
囲のゼオライトは必ずしも最適なものではない。以下に
図１１を用いて理由を説明する。
スで再生空気を加熱するデシカント空調機ではデシカン
トの再生温度は１０１℃（２１５゜Ｆ）や１４３℃（２
９０゜Ｆ）とされており、このような再生温度に適当な
デシカントとしてゼオライトがふさわしく、特に図１１
に示すように等温線分離因子（セパレーションファクタ
ー）が０．０７〜０．５の範囲の吸着等温線で示される
吸着特性を持つことが最適であるとされている。しかし
デシカントの再生熱源として、様々な排熱や太陽熱を用
いる場合、再生温度は６５〜７５℃にする方が、利用で
きる熱源が多いため実用化しやすいが、このような場合
前記ブルナウァのタイプ１に分類され、等温線分離因子
（セパレーションファクター）が０．０７〜０．５の範
囲のゼオライトは必ずしも最適なものではない。以下に
図１１を用いて理由を説明する。
【０００５】図１１は従来技術におけるゼオライトの吸
着等温線である。デシカント空調に再生空気として外気
を用いる場合、夏期においてその絶対湿度は空調設計に
当たる当業者では一般に２０〜２１ｇ／ｋｇ程度を想定
する。このような空気を前記１０１℃まで加熱するとそ
の相対湿度は約３．０％になる。一方、吸着される処理
空気の相対湿度は、空調装置のＪＩＳ−Ｃ９６１２等に
規定された室内条件から乾球温度２７℃、湿球温度１９
℃が一般的であり、その時の相対湿度は約５０％であ
る。デシカントはこのように５０％の処理空気と３．０
％の処理空気の間を交互に接触する。再生空気と接触し
て平衡する時のゼオライトの水分含有率は、図１１に示
すように、式Ｘ＝Ｐ／（Ｒ＋Ｐ−Ｒ・Ｐ）で表される関
数を用いて、等温線分離因子Ｒ＝０．１とし、相対湿度
が３．０％の場合、Ｐ＝０．０３０として計算すると、
Ｘ＝０．２３６となる。
着等温線である。デシカント空調に再生空気として外気
を用いる場合、夏期においてその絶対湿度は空調設計に
当たる当業者では一般に２０〜２１ｇ／ｋｇ程度を想定
する。このような空気を前記１０１℃まで加熱するとそ
の相対湿度は約３．０％になる。一方、吸着される処理
空気の相対湿度は、空調装置のＪＩＳ−Ｃ９６１２等に
規定された室内条件から乾球温度２７℃、湿球温度１９
℃が一般的であり、その時の相対湿度は約５０％であ
る。デシカントはこのように５０％の処理空気と３．０
％の処理空気の間を交互に接触する。再生空気と接触し
て平衡する時のゼオライトの水分含有率は、図１１に示
すように、式Ｘ＝Ｐ／（Ｒ＋Ｐ−Ｒ・Ｐ）で表される関
数を用いて、等温線分離因子Ｒ＝０．１とし、相対湿度
が３．０％の場合、Ｐ＝０．０３０として計算すると、
Ｘ＝０．２３６となる。
【０００６】一方、室内からの処理空気と接触して平衡
する時のゼオライトの水分含有率は、同様にして、等温
線分離因子Ｒ＝０．１とし、Ｐ＝０．５として計算する
と、Ｘ＝０．９１０になる。従ってゼオライトを用いて
再生空気を１０１℃まで加熱する場合、デシカントでは
相対吸着量の差である０．９１０−０．２３６＝０．６
７４に最大吸着量０．２５ｋｇ／ｋｇを乗じた値０．１
６９ｋｇ／ｋｇの水分が吸脱着できる。もし吸着等温線
がリニアな（等温線分離因子Ｒ＝１）特性を持つ、シリ
カゲルのような素材を用いる場合には、吸脱着量の差は
相対湿度の差と同じく、０．５００−０．０３０＝０．
４７０となり、最大吸着量（通常０．３ｋｇ／ｋｇ程
度）の０．４７０倍、即ち０．１４ｋｇ／ｋｇに留ま
る。
する時のゼオライトの水分含有率は、同様にして、等温
線分離因子Ｒ＝０．１とし、Ｐ＝０．５として計算する
と、Ｘ＝０．９１０になる。従ってゼオライトを用いて
再生空気を１０１℃まで加熱する場合、デシカントでは
相対吸着量の差である０．９１０−０．２３６＝０．６
７４に最大吸着量０．２５ｋｇ／ｋｇを乗じた値０．１
６９ｋｇ／ｋｇの水分が吸脱着できる。もし吸着等温線
がリニアな（等温線分離因子Ｒ＝１）特性を持つ、シリ
カゲルのような素材を用いる場合には、吸脱着量の差は
相対湿度の差と同じく、０．５００−０．０３０＝０．
４７０となり、最大吸着量（通常０．３ｋｇ／ｋｇ程
度）の０．４７０倍、即ち０．１４ｋｇ／ｋｇに留ま
る。
【０００７】従って、このように再生温度が従来例で示
された１０１℃のように高い場合にはゼオライトを用い
ることが有利であった。しかし、同様の吸脱着の差を本
発明が対象とする５０〜７０℃の再生温度の場合につい
て計算すると、ゼオライトの優位性が薄らぐとともに吸
脱着の差が大きく低下する。以下に図１２を用いて理由
を説明する。
された１０１℃のように高い場合にはゼオライトを用い
ることが有利であった。しかし、同様の吸脱着の差を本
発明が対象とする５０〜７０℃の再生温度の場合につい
て計算すると、ゼオライトの優位性が薄らぐとともに吸
脱着の差が大きく低下する。以下に図１２を用いて理由
を説明する。
【０００８】図１２は、発明者が既に開示した従来技術
であり、デシカントにより水分を吸着される処理空気の
経路Ａと、加熱源によって加熱されたのち前記水分吸着
後のデシカントを通過してデシカント１０３中の水分を
脱着して再生する再生空気の経路Ｂとを有し、デシカン
ト１０３を処理空気と再生空気が交互に流通するように
した除湿空調装置で、水分吸着後の処理空気をヒートポ
ンプの低熱源２４０で冷却し、かつデシカント再生前の
再生空気をヒートポンプの高熱源２２０で加熱するもの
である。
であり、デシカントにより水分を吸着される処理空気の
経路Ａと、加熱源によって加熱されたのち前記水分吸着
後のデシカントを通過してデシカント１０３中の水分を
脱着して再生する再生空気の経路Ｂとを有し、デシカン
ト１０３を処理空気と再生空気が交互に流通するように
した除湿空調装置で、水分吸着後の処理空気をヒートポ
ンプの低熱源２４０で冷却し、かつデシカント再生前の
再生空気をヒートポンプの高熱源２２０で加熱するもの
である。
【０００９】図１３は、図１２の空調装置の作用を示す
湿り空気線図である。このように、水分吸着後の処理空
気をヒートポンプの低熱源２４０で冷却する場合には、
図１３に示すように、給気ＳＡ（状態Ｎ）を室内（状態
Ｋ）よりも低温にすることができるため、図１０で用い
た加湿器１０５を用いなくてもよい。そのため、デシカ
ント１０３で除湿後の空気の絶対湿度を給気（ＳＡ）の
絶対湿度と同じにして、図１０の実施例よりも高くする
ことができる。
湿り空気線図である。このように、水分吸着後の処理空
気をヒートポンプの低熱源２４０で冷却する場合には、
図１３に示すように、給気ＳＡ（状態Ｎ）を室内（状態
Ｋ）よりも低温にすることができるため、図１０で用い
た加湿器１０５を用いなくてもよい。そのため、デシカ
ント１０３で除湿後の空気の絶対湿度を給気（ＳＡ）の
絶対湿度と同じにして、図１０の実施例よりも高くする
ことができる。
【００１０】従って、当業者にとって公知のように、夏
期の空調条件では通常８ｇ／ｋｇ以下で給気が行われて
いることを考慮し、図１３に示すように、給気の絶対湿
度即ち除湿後の処理空気の湿度を７ｇ／ｋｇに設定する
と、処理空気の状態変化は公知のように、空気は室内状
態から等エンタルピ線上を７ｇ／ｋｇまで状態変化し、
相対湿度２０％の状態に至る（ゼオライトのように吸着
熱が大きい場合には、絶対湿度が若干高い８ｇ／ｋｇで
相対湿度２０％の状態に至る）。
期の空調条件では通常８ｇ／ｋｇ以下で給気が行われて
いることを考慮し、図１３に示すように、給気の絶対湿
度即ち除湿後の処理空気の湿度を７ｇ／ｋｇに設定する
と、処理空気の状態変化は公知のように、空気は室内状
態から等エンタルピ線上を７ｇ／ｋｇまで状態変化し、
相対湿度２０％の状態に至る（ゼオライトのように吸着
熱が大きい場合には、絶対湿度が若干高い８ｇ／ｋｇで
相対湿度２０％の状態に至る）。
【００１１】一方、このような吸着後の処理空気の相対
湿度と再生前の再生空気の相対湿度が等しいことは、当
業者に公知である（例えば、米国ＡＳＨＲＡＥ学会の１
９９７年次総会時に開催されたＴＣ３．５／ショートコ
ースセミナーの資料Ｐ２３〜２５に記載されている）。
そのため、再生空気は屋外空気を該相対湿度まで加熱す
ることで、デシカントに除湿能力を発生させることがで
きる。すなわち、夏期の一般的外気の絶対湿度は１５ｇ
／ｋｇであるから、この空気を５０℃まで加熱すれば相
対湿度２０％の再生空気として利用できる。稀に外気絶
対湿度が２０ｇ／ｋｇまで上昇することがあるが、この
ような場合でも５５℃まで加熱すれば、デシカントに除
湿能力を発生させて処理空気を除湿し、８ｇ／ｋｇ以下
で給気することができる。従って、このような構成の空
調装置では、５０〜７０℃程度の再生温度で吸着能力が
大きいデシカントが好ましいが、以下に示すように従来
のゼオライトでは、吸脱着の水分含有量（含水率）の差
が小さいため、従来技術ではデシカントが大きくなる欠
点があった。
湿度と再生前の再生空気の相対湿度が等しいことは、当
業者に公知である（例えば、米国ＡＳＨＲＡＥ学会の１
９９７年次総会時に開催されたＴＣ３．５／ショートコ
ースセミナーの資料Ｐ２３〜２５に記載されている）。
そのため、再生空気は屋外空気を該相対湿度まで加熱す
ることで、デシカントに除湿能力を発生させることがで
きる。すなわち、夏期の一般的外気の絶対湿度は１５ｇ
／ｋｇであるから、この空気を５０℃まで加熱すれば相
対湿度２０％の再生空気として利用できる。稀に外気絶
対湿度が２０ｇ／ｋｇまで上昇することがあるが、この
ような場合でも５５℃まで加熱すれば、デシカントに除
湿能力を発生させて処理空気を除湿し、８ｇ／ｋｇ以下
で給気することができる。従って、このような構成の空
調装置では、５０〜７０℃程度の再生温度で吸着能力が
大きいデシカントが好ましいが、以下に示すように従来
のゼオライトでは、吸脱着の水分含有量（含水率）の差
が小さいため、従来技術ではデシカントが大きくなる欠
点があった。
【００１２】すなわち、絶対湿度１５ｇ／ｋｇの再生空
気を５０℃まで加熱するとその相対湿度は約２０％（正
確には１８．９％）になる。従って、再生空気と接触し
て平衡する時の前記等温線分離因子Ｒ＝０．１のゼオラ
イトの水分含有率は、図１１に示すように相対湿度が２
０％の場合、Ｐ＝０．２として計算すると、Ｘ＝０．７
１となる。
気を５０℃まで加熱するとその相対湿度は約２０％（正
確には１８．９％）になる。従って、再生空気と接触し
て平衡する時の前記等温線分離因子Ｒ＝０．１のゼオラ
イトの水分含有率は、図１１に示すように相対湿度が２
０％の場合、Ｐ＝０．２として計算すると、Ｘ＝０．７
１となる。
【００１３】一方、室内からの処理空気と接触して平衡
する時の該ゼオライトの水分含有率は前記と同じで、Ｐ
＝０．５として計算すると、Ｘ＝０．９１になる。従っ
て該ゼオライトを用いて再生空気を５０℃まで加熱する
場合、デシカントでは両者の差をとって０．９１−０．
７１＝０．２０、即ち最大吸着量０．２５ｋｇ／ｋｇの
０．２０倍の水分０．０５ｋｇ／ｋｇが吸脱着できる
が、前述のように再生温度が高い場合の値０．１６９ｋ
ｇ／ｋｇと比べて１／３．４となり、従来に比べて３．
４倍大きいデシカントを必要とする。
する時の該ゼオライトの水分含有率は前記と同じで、Ｐ
＝０．５として計算すると、Ｘ＝０．９１になる。従っ
て該ゼオライトを用いて再生空気を５０℃まで加熱する
場合、デシカントでは両者の差をとって０．９１−０．
７１＝０．２０、即ち最大吸着量０．２５ｋｇ／ｋｇの
０．２０倍の水分０．０５ｋｇ／ｋｇが吸脱着できる
が、前述のように再生温度が高い場合の値０．１６９ｋ
ｇ／ｋｇと比べて１／３．４となり、従来に比べて３．
４倍大きいデシカントを必要とする。
【００１４】図１４は、図１１の吸着等温線特性を用い
て、接触する空気温度とゼオライトの含水率の関係を空
気の絶対湿度をパラメータとして示したものである。図
中Ａ点は吸着開始即ち室内空気との平衡点を示し、Ｄ５
０及びＤ７０点は脱着開始即ち再生開始即ち再生空気と
の平衡点を示す。図１４から判るように、吸着脱着の差
は５０℃再生で０．０５ｋｇ／ｋｇ、７０℃再生で０．
１１ｋｇ／ｋｇとなり、従来よりも３．４〜１．５倍多
く吸湿剤を含有したデシカントを必要とする。
て、接触する空気温度とゼオライトの含水率の関係を空
気の絶対湿度をパラメータとして示したものである。図
中Ａ点は吸着開始即ち室内空気との平衡点を示し、Ｄ５
０及びＤ７０点は脱着開始即ち再生開始即ち再生空気と
の平衡点を示す。図１４から判るように、吸着脱着の差
は５０℃再生で０．０５ｋｇ／ｋｇ、７０℃再生で０．
１１ｋｇ／ｋｇとなり、従来よりも３．４〜１．５倍多
く吸湿剤を含有したデシカントを必要とする。
【００１５】一方、もし吸着等温線がリニアな（等温線
分離因子Ｒ＝１）特性を持つシリカゲルのような素材を
用いる場合には、吸脱着量の差は相対湿度の差と同じ
く、５０℃再生の場合、０．５−０．２＝０．３とな
り、最大吸着量０．３ｋｇ／ｋｇの０．３倍、即ち０．
０９ｋｇ／ｋｇの吸脱着ができる。また７０℃再生（相
対湿度７．５％）の場合、０．５−０．０７５＝０．４
２５となり、最大吸着量０．３ｋｇ／ｋｇの０．４２５
倍、即ち０．１２７ｋｇ／ｋｇの吸脱着ができ、前記ゼ
オライトの０．０５、０．１１を各々上回るが、この場
合でも従来値０．１４ｋｇ／ｋｇに比べて多量の吸湿剤
を含有したデシカントを必要とする。
分離因子Ｒ＝１）特性を持つシリカゲルのような素材を
用いる場合には、吸脱着量の差は相対湿度の差と同じ
く、５０℃再生の場合、０．５−０．２＝０．３とな
り、最大吸着量０．３ｋｇ／ｋｇの０．３倍、即ち０．
０９ｋｇ／ｋｇの吸脱着ができる。また７０℃再生（相
対湿度７．５％）の場合、０．５−０．０７５＝０．４
２５となり、最大吸着量０．３ｋｇ／ｋｇの０．４２５
倍、即ち０．１２７ｋｇ／ｋｇの吸脱着ができ、前記ゼ
オライトの０．０５、０．１１を各々上回るが、この場
合でも従来値０．１４ｋｇ／ｋｇに比べて多量の吸湿剤
を含有したデシカントを必要とする。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の技術
では、５０〜７０℃の再生温度で使用する場合に多量の
吸湿剤を含有したデシカントを必要とし、従ってデシカ
ントの外形が大きくなるため空調機が大きくなり、また
コストもかさむ欠点があった。
では、５０〜７０℃の再生温度で使用する場合に多量の
吸湿剤を含有したデシカントを必要とし、従ってデシカ
ントの外形が大きくなるため空調機が大きくなり、また
コストもかさむ欠点があった。
【００１７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、５０〜７０℃の再生温度で使用する場合にも、水分
の吸脱着の差が大きくとれるデシカントを用いて、空調
装置を構成することにより、省エネルギでかつコンパク
トな除湿空調装置を提供することを目的とする。
で、５０〜７０℃の再生温度で使用する場合にも、水分
の吸脱着の差が大きくとれるデシカントを用いて、空調
装置を構成することにより、省エネルギでかつコンパク
トな除湿空調装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、デシカントにより水分を吸着される処理空気の経路
と、加熱源によって加熱されたのち前記水分吸着後のデ
シカントを通過してデシカント中の水分を脱着して再生
する再生空気の経路とを有し、デシカントを処理空気と
再生空気が交互に流通するようにした除湿空調装置にお
いて、デシカントとして、アニオン交換性基およびカチ
オン交換性基を有する両性イオン交換体である有機高分
子からなり、かつ架橋構造を有する高吸放湿性高分子を
用いたことを特徴とする除湿空調装置である。
は、デシカントにより水分を吸着される処理空気の経路
と、加熱源によって加熱されたのち前記水分吸着後のデ
シカントを通過してデシカント中の水分を脱着して再生
する再生空気の経路とを有し、デシカントを処理空気と
再生空気が交互に流通するようにした除湿空調装置にお
いて、デシカントとして、アニオン交換性基およびカチ
オン交換性基を有する両性イオン交換体である有機高分
子からなり、かつ架橋構造を有する高吸放湿性高分子を
用いたことを特徴とする除湿空調装置である。
【００１９】このように、５０〜７０℃の再生温度に適
当な特性を有する高吸放湿性高分子をデシカントとして
用いて空調装置を構成することにより、省エネルギでか
つコンパクトな除湿空調装置を提供することができる。
当な特性を有する高吸放湿性高分子をデシカントとして
用いて空調装置を構成することにより、省エネルギでか
つコンパクトな除湿空調装置を提供することができる。
【００２０】請求項２に記載の発明は、前記高吸放湿性
高分子が、アクリロニトリル系重合体をヒドラジンまた
はヒドラジン同族体と反応させアニオン交換性基を付与
した後、残存ニトリル基の加水分解反応によりカチオン
交換性基を導入することにより得られる物質であること
を特徴とする請求項１に記載の除湿空調装置である。こ
のようにして製造した高吸放湿性高分子をデシカントに
用いることによって、５０〜７０℃の再生温度に適当な
特性を有するデシカントが得られ、省エネルギでかつコ
ンパクトな除湿空調装置を提供することができる。
高分子が、アクリロニトリル系重合体をヒドラジンまた
はヒドラジン同族体と反応させアニオン交換性基を付与
した後、残存ニトリル基の加水分解反応によりカチオン
交換性基を導入することにより得られる物質であること
を特徴とする請求項１に記載の除湿空調装置である。こ
のようにして製造した高吸放湿性高分子をデシカントに
用いることによって、５０〜７０℃の再生温度に適当な
特性を有するデシカントが得られ、省エネルギでかつコ
ンパクトな除湿空調装置を提供することができる。
【００２１】請求項３に記載の発明は、前記高吸放湿性
高分子は、０．０１〜５．０ｍｅｑ／ｇのアニオン交換
性基、および２〜１１ｍｅｑ／ｇのカチオン交換性基を
含むことを特徴とする請求項１または２に記載の除湿空
調装置である。このように、０．０１〜５．０ｍｅｑ／
ｇのアニオン交換性基、および２〜１１ｍｅｑ／ｇのカ
チオン交換性基を含み、水分の吸着能力に優れた高吸放
湿性高分子をデシカントとして用いて空調装置を構成す
ることにより、省エネルギでかつコンパクトな除湿空調
装置を提供することができる。
高分子は、０．０１〜５．０ｍｅｑ／ｇのアニオン交換
性基、および２〜１１ｍｅｑ／ｇのカチオン交換性基を
含むことを特徴とする請求項１または２に記載の除湿空
調装置である。このように、０．０１〜５．０ｍｅｑ／
ｇのアニオン交換性基、および２〜１１ｍｅｑ／ｇのカ
チオン交換性基を含み、水分の吸着能力に優れた高吸放
湿性高分子をデシカントとして用いて空調装置を構成す
ることにより、省エネルギでかつコンパクトな除湿空調
装置を提供することができる。
【００２２】請求項４に記載の発明は、前記再生空気を
７０℃以下に加熱してデシカントを再生することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の除湿空調装置
である。このように、デシカントの吸着特性に合わせた
再生温度でデシカントを再生することと比較的低い駆動
熱源を利用することによって、省エネルギな除湿空調装
置を提供することができる。
７０℃以下に加熱してデシカントを再生することを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の除湿空調装置
である。このように、デシカントの吸着特性に合わせた
再生温度でデシカントを再生することと比較的低い駆動
熱源を利用することによって、省エネルギな除湿空調装
置を提供することができる。
【００２３】請求項５に記載の発明は、水分吸着後の処
理空気をヒートポンプの低熱源で冷却し、かつデシカン
ト再生前の再生空気をヒートポンプの高熱源で加熱する
ことを特徴とする請求項４に記載の除湿空調装置であ
る。このように、ヒートポンプによって水分吸着後の処
理空気から熱を取ってその熱を再び再生空気の再生に用
いることによって、ヒートポンプの駆動エネルギの多重
効用化が可能になり、しかも該ヒートポンプの温度リフ
トを小さくすることができるため、省エネルギな除湿空
調装置を提供することができる。
理空気をヒートポンプの低熱源で冷却し、かつデシカン
ト再生前の再生空気をヒートポンプの高熱源で加熱する
ことを特徴とする請求項４に記載の除湿空調装置であ
る。このように、ヒートポンプによって水分吸着後の処
理空気から熱を取ってその熱を再び再生空気の再生に用
いることによって、ヒートポンプの駆動エネルギの多重
効用化が可能になり、しかも該ヒートポンプの温度リフ
トを小さくすることができるため、省エネルギな除湿空
調装置を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る除湿空調装置
の実施の形態を説明する。本発明の第１の実施の形態
は、デシカントとして発明者が既に開示したアクリロニ
トリル系重合体をヒドラジンまたはヒドラジン同族体と
反応させアニオン交換性基を付与した後、残存ニトリル
基の加水分解反応によりカチオン交換性基を導入するこ
とにより得られる物質、すなわちアニオン交換性基およ
びカチオン交換性基を有する両性イオン交換体である有
機高分子からなり、かつ架橋構造を有する高吸放湿性高
分子であって、０．０１〜５．０ｍｅｑ／ｇのアニオン
交換性基、および２〜１１ｍｅｑ／ｇのカチオン交換性
基を含む高吸放湿性高分子を用いる除湿空調装置（例え
ば図１２に記載した機器構成を有する除湿空調装置）で
ある。発明者らは、この高吸放湿性高分子を粉末状に加
工し、その吸着特性を測定し、下記の結果を得た。
の実施の形態を説明する。本発明の第１の実施の形態
は、デシカントとして発明者が既に開示したアクリロニ
トリル系重合体をヒドラジンまたはヒドラジン同族体と
反応させアニオン交換性基を付与した後、残存ニトリル
基の加水分解反応によりカチオン交換性基を導入するこ
とにより得られる物質、すなわちアニオン交換性基およ
びカチオン交換性基を有する両性イオン交換体である有
機高分子からなり、かつ架橋構造を有する高吸放湿性高
分子であって、０．０１〜５．０ｍｅｑ／ｇのアニオン
交換性基、および２〜１１ｍｅｑ／ｇのカチオン交換性
基を含む高吸放湿性高分子を用いる除湿空調装置（例え
ば図１２に記載した機器構成を有する除湿空調装置）で
ある。発明者らは、この高吸放湿性高分子を粉末状に加
工し、その吸着特性を測定し、下記の結果を得た。
【００２５】図１は、測定された高吸放湿性高分子の吸
着等温線であり、横軸は相対湿度、縦軸は各デシカント
の湿度１００％の時の吸着量（最大吸着量）を分母とし
吸着量を分子として定義する相対吸着量（相対水分含有
率）を示している。図１の特性はシリカゲルと同じくリ
ニアな特性（Ｒ＝１．０）を示すが、シリカゲルに比べ
て、特に最大の含水率が０．９８ｋｇ／ｋｇと大きい特
徴を有する。
着等温線であり、横軸は相対湿度、縦軸は各デシカント
の湿度１００％の時の吸着量（最大吸着量）を分母とし
吸着量を分子として定義する相対吸着量（相対水分含有
率）を示している。図１の特性はシリカゲルと同じくリ
ニアな特性（Ｒ＝１．０）を示すが、シリカゲルに比べ
て、特に最大の含水率が０．９８ｋｇ／ｋｇと大きい特
徴を有する。
【００２６】図２は、図１の吸着等温線を用いて、接触
する空気温度と高吸放湿性高分子の含水率の関係を空気
の絶対湿度をパラメータとして示したものである。図中
Ａ点は吸着開始即ち室内空気との平衡点を示し、Ｄ５０
及びＤ７０点は脱着開始即ち再生開始即ち再生空気との
平衡点を示す。図２から、吸脱着の含水率の差は５０℃
再生で０．２９ｋｇ／ｋｇ、７０℃再生で０．４２ｋｇ
／ｋｇの吸着脱着の差が得られることが判る。この５０
℃再生時の値は、前記従来のゼオライトと比べて１．７
倍大きく、シリカゲルよりも２．１倍大きい。従って従
来１００℃で再生していたゼオライトの約６割の重量の
デシカントを用いて、低温再生温度でも同じ除湿効果を
発生できる。
する空気温度と高吸放湿性高分子の含水率の関係を空気
の絶対湿度をパラメータとして示したものである。図中
Ａ点は吸着開始即ち室内空気との平衡点を示し、Ｄ５０
及びＤ７０点は脱着開始即ち再生開始即ち再生空気との
平衡点を示す。図２から、吸脱着の含水率の差は５０℃
再生で０．２９ｋｇ／ｋｇ、７０℃再生で０．４２ｋｇ
／ｋｇの吸着脱着の差が得られることが判る。この５０
℃再生時の値は、前記従来のゼオライトと比べて１．７
倍大きく、シリカゲルよりも２．１倍大きい。従って従
来１００℃で再生していたゼオライトの約６割の重量の
デシカントを用いて、低温再生温度でも同じ除湿効果を
発生できる。
【００２７】つぎに本発明の除湿空調装置の作用につい
て、図１２に示した機器構成の除湿空調装置について、
空気の状態変化を示す湿り空気線図である図１３を参照
して説明する。処理空気（状態Ｋ）はデシカントロータ
１０３によって水分を吸着され（状態Ｌ）、第１の顕熱
交換器１０４で再生空気（状態Ｑ）と熱交換して冷却さ
れ（状態Ｍ）、さらにヒートポンプの低熱源２４０で冷
却されて（状態Ｎ）空調空間１０１に戻る。一方再生空
気は外気（状態Ｑ）を取り入れて、第１の顕熱交換器１
０４で処理空気（状態Ｌ）と熱交換して加熱され（状態
Ｒ）、更にデシカント再生後の再生空気（状態Ｕ）と第
２の顕熱交換器１２１で熱交換して加熱され（状態
Ｓ）、ヒートポンプの高熱源（加熱器）２２０において
加熱され（状態Ｔ）たのち、デシカントロータ１０３を
再生する。デシカントを再生した再生空気（状態Ｕ）
は、前記第２の顕熱交換器１２１で第１の顕熱交換器１
０４を出た再生空気と熱交換して熱回収され（状態Ｖ）
たのち、排気として外部に捨てられる。このようにし
て、室内（状態Ｑ）と給気（状態Ｎ）との間に絶対湿度
差ΔＸとエンタルピ差ΔＱを生ぜしめ、冷房除湿効果を
発生する。またこの装置の駆動エネルギは、再生空気の
加熱量ΔＧから前記ΔＱを引いた熱量であり、状態Ｍか
ら状態Ｎまでの顕熱処理の排熱でデシカントの再生を行
うことになるため、極めて省エネルギ効果が大きい。
て、図１２に示した機器構成の除湿空調装置について、
空気の状態変化を示す湿り空気線図である図１３を参照
して説明する。処理空気（状態Ｋ）はデシカントロータ
１０３によって水分を吸着され（状態Ｌ）、第１の顕熱
交換器１０４で再生空気（状態Ｑ）と熱交換して冷却さ
れ（状態Ｍ）、さらにヒートポンプの低熱源２４０で冷
却されて（状態Ｎ）空調空間１０１に戻る。一方再生空
気は外気（状態Ｑ）を取り入れて、第１の顕熱交換器１
０４で処理空気（状態Ｌ）と熱交換して加熱され（状態
Ｒ）、更にデシカント再生後の再生空気（状態Ｕ）と第
２の顕熱交換器１２１で熱交換して加熱され（状態
Ｓ）、ヒートポンプの高熱源（加熱器）２２０において
加熱され（状態Ｔ）たのち、デシカントロータ１０３を
再生する。デシカントを再生した再生空気（状態Ｕ）
は、前記第２の顕熱交換器１２１で第１の顕熱交換器１
０４を出た再生空気と熱交換して熱回収され（状態Ｖ）
たのち、排気として外部に捨てられる。このようにし
て、室内（状態Ｑ）と給気（状態Ｎ）との間に絶対湿度
差ΔＸとエンタルピ差ΔＱを生ぜしめ、冷房除湿効果を
発生する。またこの装置の駆動エネルギは、再生空気の
加熱量ΔＧから前記ΔＱを引いた熱量であり、状態Ｍか
ら状態Ｎまでの顕熱処理の排熱でデシカントの再生を行
うことになるため、極めて省エネルギ効果が大きい。
【００２８】上述のように作用する除湿空調装置では、
給気（状態Ｎ）温度を室内（状態Ｋ）よりも低くできる
ため、加湿が不要である。一方、従来のデシカント空調
では顕熱処理のため、除湿後の処理空気に加湿すること
を行っており、そのため本来の給気と室内空気の湿度差
以上の量の水分を除湿する必要があったが、図１２のよ
うに加湿器を省略できる場合にはデシカントの正味除湿
量は少なくて済むため、相対的に従来技術よりも少ない
デシカントで同様の冷房除湿効果が発揮できる。
給気（状態Ｎ）温度を室内（状態Ｋ）よりも低くできる
ため、加湿が不要である。一方、従来のデシカント空調
では顕熱処理のため、除湿後の処理空気に加湿すること
を行っており、そのため本来の給気と室内空気の湿度差
以上の量の水分を除湿する必要があったが、図１２のよ
うに加湿器を省略できる場合にはデシカントの正味除湿
量は少なくて済むため、相対的に従来技術よりも少ない
デシカントで同様の冷房除湿効果が発揮できる。
【００２９】このように本実施の形態では、再生温度が
低い場合でも吸脱着の差が大きくとれ、少ないデシカン
トで多くの水分処理ができるため、コンパクトなデシカ
ントロータで済む。また、再生空気の温度（状態Ｔ）を
５０〜５５℃と低く設定できるため、その加熱源である
ヒートポンプの高熱源２２０の作用温度（凝縮温度）が
低くて済み、そのためヒートポンプ圧縮機の動力が少な
くて済む。従って、従来に比べて省エネルギに優れ、コ
ンパクトな空調装置を提供することができる。
低い場合でも吸脱着の差が大きくとれ、少ないデシカン
トで多くの水分処理ができるため、コンパクトなデシカ
ントロータで済む。また、再生空気の温度（状態Ｔ）を
５０〜５５℃と低く設定できるため、その加熱源である
ヒートポンプの高熱源２２０の作用温度（凝縮温度）が
低くて済み、そのためヒートポンプ圧縮機の動力が少な
くて済む。従って、従来に比べて省エネルギに優れ、コ
ンパクトな空調装置を提供することができる。
【００３０】図３は、本発明の第２の実施の形態を示
す。図３の実施の形態は、図１２と同様にデシカントと
ヒートポンプを組合せた所謂ハイブリッド形の除湿空調
装置であり、図１２の構成から第１の顕熱交換器１０４
を取り除いたもので、この基本構成のデシカント１０３
に前記第１の実施の形態と同じく高吸放湿性高分子を用
いたものである。このように構成した空調装置では、処
理空気と再生空気の熱交換が行われないため、処理空気
の給気温度が高くなり、所謂顕熱比が小さい除湿を主体
にした用途に最適な除湿空調装置である。以下に、図３
に対応した湿り空気線図である図４を参照して作用につ
いて説明する。
す。図３の実施の形態は、図１２と同様にデシカントと
ヒートポンプを組合せた所謂ハイブリッド形の除湿空調
装置であり、図１２の構成から第１の顕熱交換器１０４
を取り除いたもので、この基本構成のデシカント１０３
に前記第１の実施の形態と同じく高吸放湿性高分子を用
いたものである。このように構成した空調装置では、処
理空気と再生空気の熱交換が行われないため、処理空気
の給気温度が高くなり、所謂顕熱比が小さい除湿を主体
にした用途に最適な除湿空調装置である。以下に、図３
に対応した湿り空気線図である図４を参照して作用につ
いて説明する。
【００３１】処理空気（状態Ｋ）はデシカントロータ１
０３によって水分を吸着され（状態Ｌ）、さらにヒート
ポンプの低熱源２４０で冷却されて（状態Ｎ）空調空間
１０１に戻る。一方再生空気は外気（状態Ｑ）を取り入
れて、デシカント再生後の再生空気（状態Ｕ）と顕熱交
換器１２１で熱交換して加熱され（状態Ｓ）、ヒートポ
ンプの高熱源（加熱器）２２０において加熱され（状態
Ｔ）たのち、デシカントロータ１０３を再生する。デシ
カントを再生した再生空気（状態Ｕ）は、前記顕熱交換
器１２１で第１の顕熱交換器１０４を出た再生空気と熱
交換して熱回収され（状態Ｖ）たのち、排気として外部
に捨てられる。
０３によって水分を吸着され（状態Ｌ）、さらにヒート
ポンプの低熱源２４０で冷却されて（状態Ｎ）空調空間
１０１に戻る。一方再生空気は外気（状態Ｑ）を取り入
れて、デシカント再生後の再生空気（状態Ｕ）と顕熱交
換器１２１で熱交換して加熱され（状態Ｓ）、ヒートポ
ンプの高熱源（加熱器）２２０において加熱され（状態
Ｔ）たのち、デシカントロータ１０３を再生する。デシ
カントを再生した再生空気（状態Ｕ）は、前記顕熱交換
器１２１で第１の顕熱交換器１０４を出た再生空気と熱
交換して熱回収され（状態Ｖ）たのち、排気として外部
に捨てられる。
【００３２】このようにして、室内（状態Ｋ）と給気
（状態Ｎ）との間に絶対湿度差ΔＸとエンタルピ差ΔＱ
を生ぜしめ、冷房除湿効果を発生する。この実施の形態
は前記第１の実施形態と比べて給気温度が高くなり、室
内温度に近いため除湿を主体とする空調負荷（潜熱負
荷）に最適である。またこの場合給気温度を室内と同じ
２７℃程度にすると、再生空気温度５０℃と給気温度と
の差はわずか２３℃となる。従って、ヒートポンプの低
熱源と高熱源の温度差である温度リフトはそれに１０℃
程度を加えた３３℃となり、従来の蒸気圧縮式サイクル
による冷房方式に比べて、低い温度リフトでヒートポン
プを運転できるため、省エネルギであり、しかも凝縮水
（ドレン）が出ないため、設備が簡単になる効果があ
る。さらに第１の実施形態と同様に、少ないデシカント
で多くの水分処理ができるため、コンパクトなデシカン
トロータで済む。従って従来に比べて、省エネルギに優
れ、コンパクトな除湿空調装置を提供することができ
る。
（状態Ｎ）との間に絶対湿度差ΔＸとエンタルピ差ΔＱ
を生ぜしめ、冷房除湿効果を発生する。この実施の形態
は前記第１の実施形態と比べて給気温度が高くなり、室
内温度に近いため除湿を主体とする空調負荷（潜熱負
荷）に最適である。またこの場合給気温度を室内と同じ
２７℃程度にすると、再生空気温度５０℃と給気温度と
の差はわずか２３℃となる。従って、ヒートポンプの低
熱源と高熱源の温度差である温度リフトはそれに１０℃
程度を加えた３３℃となり、従来の蒸気圧縮式サイクル
による冷房方式に比べて、低い温度リフトでヒートポン
プを運転できるため、省エネルギであり、しかも凝縮水
（ドレン）が出ないため、設備が簡単になる効果があ
る。さらに第１の実施形態と同様に、少ないデシカント
で多くの水分処理ができるため、コンパクトなデシカン
トロータで済む。従って従来に比べて、省エネルギに優
れ、コンパクトな除湿空調装置を提供することができ
る。
【００３３】図５は、本発明の第３の実施の形態を示
す。図５の実施の形態は、図３と同様にデシカントとヒ
ートポンプを組合せた所謂ハイブリッド形の除湿空調装
置であり、図３の構成と異なる部分は、処理空気として
外気と室内からの還気の混合空気を用い、かつ再生空気
として室内からの排気と外気の混合空気を用いる点であ
る。そのため図３の構成に加え、処理空気の導入経路１
０７と外気導入経路１２４との間に外気を混合するため
の経路１６１と送風機１６０を設けるとともに、再生空
気の導入経路１２４と還気経路１０７との間に還気を混
合するための経路１６２を設けたものである。
す。図５の実施の形態は、図３と同様にデシカントとヒ
ートポンプを組合せた所謂ハイブリッド形の除湿空調装
置であり、図３の構成と異なる部分は、処理空気として
外気と室内からの還気の混合空気を用い、かつ再生空気
として室内からの排気と外気の混合空気を用いる点であ
る。そのため図３の構成に加え、処理空気の導入経路１
０７と外気導入経路１２４との間に外気を混合するため
の経路１６１と送風機１６０を設けるとともに、再生空
気の導入経路１２４と還気経路１０７との間に還気を混
合するための経路１６２を設けたものである。
【００３４】このように構成した空調装置では、処理空
気のデシカントによる吸着開始点の絶対湿度がＪＩＳの
室内状態よりも高くなるため、給気の湿度を前記の実施
形態と同じく７ｇ／ｋｇに維持するためには、再生空気
温度を若干高くする必要があるが、本発明のデシカント
によれば前記事例と同様の効果が得られる。
気のデシカントによる吸着開始点の絶対湿度がＪＩＳの
室内状態よりも高くなるため、給気の湿度を前記の実施
形態と同じく７ｇ／ｋｇに維持するためには、再生空気
温度を若干高くする必要があるが、本発明のデシカント
によれば前記事例と同様の効果が得られる。
【００３５】以下に図５に対応した湿り空気線図である
図６と、接触する空気温度と高吸放湿性高分子の含水率
の関係を空気の絶対湿度をパラメータとして示した図７
を参照して説明する。処理空気（状態Ｋ）は外気（状態
Ｑ）と室内からの還気（状態Ｋ）の混合空気（状態Ｆ）
で、デシカントロータ１０３によって水分を吸着され
（状態Ｌ）、さらにヒートポンプの低熱源２４０で冷却
されて（状態Ｍ）空調空間１０１に戻る。一方、再生空
気は外気（状態Ｑ）と還気（状態Ｋ）の混合空気（状態
ｇ）であり、デシカント再生後の再生空気（状態Ｕ）と
顕熱交換器１２１で熱交換して加熱され（状態Ｓ）、ヒ
ートポンプの高熱源（加熱器）２２０において加熱され
（状態Ｔ）たのち、デシカントロータ１０３を再生す
る。デシカントを再生した再生空気（状態Ｕ）は、前記
顕熱交換器１２１で第１の顕熱交換器１０４を出た再生
空気と熱交換して熱回収され（状態Ｖ）たのち、排気と
して外部に捨てられる。このようにして、室内（状態
Ｋ）と給気（状態Ｍ）との間に絶対湿度差ΔＸとエンタ
ルピ差ΔＱを生ぜしめ、冷房除湿効果を発生する。
図６と、接触する空気温度と高吸放湿性高分子の含水率
の関係を空気の絶対湿度をパラメータとして示した図７
を参照して説明する。処理空気（状態Ｋ）は外気（状態
Ｑ）と室内からの還気（状態Ｋ）の混合空気（状態Ｆ）
で、デシカントロータ１０３によって水分を吸着され
（状態Ｌ）、さらにヒートポンプの低熱源２４０で冷却
されて（状態Ｍ）空調空間１０１に戻る。一方、再生空
気は外気（状態Ｑ）と還気（状態Ｋ）の混合空気（状態
ｇ）であり、デシカント再生後の再生空気（状態Ｕ）と
顕熱交換器１２１で熱交換して加熱され（状態Ｓ）、ヒ
ートポンプの高熱源（加熱器）２２０において加熱され
（状態Ｔ）たのち、デシカントロータ１０３を再生す
る。デシカントを再生した再生空気（状態Ｕ）は、前記
顕熱交換器１２１で第１の顕熱交換器１０４を出た再生
空気と熱交換して熱回収され（状態Ｖ）たのち、排気と
して外部に捨てられる。このようにして、室内（状態
Ｋ）と給気（状態Ｍ）との間に絶対湿度差ΔＸとエンタ
ルピ差ΔＱを生ぜしめ、冷房除湿効果を発生する。
【００３６】この実施の形態は前記第２の実施形態と比
べて、給気に外気を混合し室内に供給できるため、室内
環境維持に最適である。この場合、各空気の状態を盛夏
時の日中を想定して、室内を２７℃、５０％ＲＨ、外気
を３３℃、６３％ＲＨとすると、図６に示すようにデシ
カント１０３前の処理空気は絶対湿度２０ｇ／ｋｇの外
気と混合されるため、乾球温度２９℃、絶対湿度１３ｇ
／ｋｇとなる。そのため、デシカントの吸着作用によっ
て、等エンタルピ線に沿って絶対湿度７ｇ／ｋｇの線ま
で移動すると状態Ｌの相対湿度は約１０％（正確には１
１％）になる。従って、再生空気の再生開始の温度は前
述と同様に、相対湿度１０％の線と再生空気の絶対湿度
１７ｇ／ｋｇの線との交点から、６５℃にする必要があ
る。
べて、給気に外気を混合し室内に供給できるため、室内
環境維持に最適である。この場合、各空気の状態を盛夏
時の日中を想定して、室内を２７℃、５０％ＲＨ、外気
を３３℃、６３％ＲＨとすると、図６に示すようにデシ
カント１０３前の処理空気は絶対湿度２０ｇ／ｋｇの外
気と混合されるため、乾球温度２９℃、絶対湿度１３ｇ
／ｋｇとなる。そのため、デシカントの吸着作用によっ
て、等エンタルピ線に沿って絶対湿度７ｇ／ｋｇの線ま
で移動すると状態Ｌの相対湿度は約１０％（正確には１
１％）になる。従って、再生空気の再生開始の温度は前
述と同様に、相対湿度１０％の線と再生空気の絶対湿度
１７ｇ／ｋｇの線との交点から、６５℃にする必要があ
る。
【００３７】一方、デシカント１０３再生前の再生空気
は絶対湿度１０ｇ／ｋｇの還気と混合されるため、乾球
温度３１℃、絶対湿度１７ｇ／ｋｇとなるため、再生開
始の状態Ｔの状態は乾球温度６５℃、絶対湿度１７ｇ／
ｋｇとなる。このような吸着開始点の状態Ｆ（乾球温度
２９℃、絶対湿度１３ｇ／ｋｇ）と再生開始点の状態Ｔ
（乾球温度３１℃、絶対湿度１７ｇ／ｋｇ）によるデシ
カントの吸脱着の差は、図７に示すように、０．４４ｋ
ｇ／ｋｇとなり、前記図２と同様に大きな値が得られ
る。なお、本実施形態では処理空気および再生空気の各
機器における作用については前記第２の実施形態と同様
であるため説明を省略する。
は絶対湿度１０ｇ／ｋｇの還気と混合されるため、乾球
温度３１℃、絶対湿度１７ｇ／ｋｇとなるため、再生開
始の状態Ｔの状態は乾球温度６５℃、絶対湿度１７ｇ／
ｋｇとなる。このような吸着開始点の状態Ｆ（乾球温度
２９℃、絶対湿度１３ｇ／ｋｇ）と再生開始点の状態Ｔ
（乾球温度３１℃、絶対湿度１７ｇ／ｋｇ）によるデシ
カントの吸脱着の差は、図７に示すように、０．４４ｋ
ｇ／ｋｇとなり、前記図２と同様に大きな値が得られ
る。なお、本実施形態では処理空気および再生空気の各
機器における作用については前記第２の実施形態と同様
であるため説明を省略する。
【００３８】このように、外気導入を行うために再生温
度を６５℃程度まで若干高く設定する必要がある場合に
おいても、吸脱着の差が大きくとれ、少ないデシカント
で多くの水分処理ができるため、コンパクトなデシカン
トロータで済む。また、再生空気の温度（状態Ｔ）を低
く設定できるため、その加熱源であるヒートポンプの高
熱源２２０の作用温度（凝縮温度）が低くて済み、その
ためヒートポンプ圧縮機の動力が少なくて済む。従っ
て、従来に比べて省エネルギに優れ、コンパクトな空調
装置を提供することができる。
度を６５℃程度まで若干高く設定する必要がある場合に
おいても、吸脱着の差が大きくとれ、少ないデシカント
で多くの水分処理ができるため、コンパクトなデシカン
トロータで済む。また、再生空気の温度（状態Ｔ）を低
く設定できるため、その加熱源であるヒートポンプの高
熱源２２０の作用温度（凝縮温度）が低くて済み、その
ためヒートポンプ圧縮機の動力が少なくて済む。従っ
て、従来に比べて省エネルギに優れ、コンパクトな空調
装置を提供することができる。
【００３９】図８は、本発明の第４の実施の形態を示
す。図８の実施の形態は、図１０と同様にヒートポンプ
を用いない所謂デシカント空調装置であり、図１０の構
成と異なる部分は、除湿後の処理空気の冷却用として加
湿器１０５で加湿した外気を用いて熱交換器１０４で冷
却するよう構成して、再生空気と処理空気を熱交換させ
ない点である。
す。図８の実施の形態は、図１０と同様にヒートポンプ
を用いない所謂デシカント空調装置であり、図１０の構
成と異なる部分は、除湿後の処理空気の冷却用として加
湿器１０５で加湿した外気を用いて熱交換器１０４で冷
却するよう構成して、再生空気と処理空気を熱交換させ
ない点である。
【００４０】従来この種の装置では、再生空気に加湿し
て乾球温度を低下させてから処理空気と熱交換させてい
たが、そうすると再生空気の絶対湿度が上昇してしま
い、前述したように再生空気を加熱して除湿後の処理空
気と同じ相対湿度を得るためには、再生空気の加熱温度
が高くなる問題があったが、本実施例のように処理空気
の冷却用として別の冷却空気系統を用いることによっ
て、そのような問題点を回避できる。
て乾球温度を低下させてから処理空気と熱交換させてい
たが、そうすると再生空気の絶対湿度が上昇してしま
い、前述したように再生空気を加熱して除湿後の処理空
気と同じ相対湿度を得るためには、再生空気の加熱温度
が高くなる問題があったが、本実施例のように処理空気
の冷却用として別の冷却空気系統を用いることによっ
て、そのような問題点を回避できる。
【００４１】以下に、図８に対応した湿り空気線図であ
る図９を参照して説明する。処理空気（状態Ｋ）はデシ
カントロータ１０３によって水分を吸着され（状態
Ｌ）、さらに加湿した外気による冷却器１０４で冷却さ
れて（状態Ｍ）空調空間１０１に戻る。一方再生空気は
外気（状態Ｑ）を取り入れて、デシカント再生後の再生
空気（状態Ｕ）と顕熱交換器１２１で熱交換して加熱さ
れ（状態Ｓ）、加熱器２２０において加熱され（状態
Ｔ）たのち、デシカントロータ１０３を再生する。デシ
カントを再生した再生空気（状態Ｕ）は、前記顕熱交換
器１２１で第１の顕熱交換器１０４を出た再生空気と熱
交換して熱回収され（状態Ｖ）たのち、排気として外部
に捨てられる。また冷却空気は外気（状態Ｑ）を取り入
れて、加湿器１０５で水の気化熱によって温度低下し
（状態Ｄ）たのち、熱交換器１０４で処理空気（状態
Ｌ）と熱交換して自らは温度上昇し（状態Ｅ）たのち、
排気として外部に捨てられる。
る図９を参照して説明する。処理空気（状態Ｋ）はデシ
カントロータ１０３によって水分を吸着され（状態
Ｌ）、さらに加湿した外気による冷却器１０４で冷却さ
れて（状態Ｍ）空調空間１０１に戻る。一方再生空気は
外気（状態Ｑ）を取り入れて、デシカント再生後の再生
空気（状態Ｕ）と顕熱交換器１２１で熱交換して加熱さ
れ（状態Ｓ）、加熱器２２０において加熱され（状態
Ｔ）たのち、デシカントロータ１０３を再生する。デシ
カントを再生した再生空気（状態Ｕ）は、前記顕熱交換
器１２１で第１の顕熱交換器１０４を出た再生空気と熱
交換して熱回収され（状態Ｖ）たのち、排気として外部
に捨てられる。また冷却空気は外気（状態Ｑ）を取り入
れて、加湿器１０５で水の気化熱によって温度低下し
（状態Ｄ）たのち、熱交換器１０４で処理空気（状態
Ｌ）と熱交換して自らは温度上昇し（状態Ｅ）たのち、
排気として外部に捨てられる。
【００４２】このようにして、室内（状態Ｋ）と給気
（状態Ｎ）との間に絶対湿度差ΔＸを生ぜしめ、除湿効
果を発生する。この実施の形態は従来の実施形態と比べ
て、給気温度が低くなり室内温度に近づくため、室内の
顕熱負荷をあまり増やすことなく、除湿を主体とする空
調負荷（潜熱負荷）に対応できる。一般に夏期の平均気
温は２８℃程度であり、室内温度とほとんど変わらない
ため、このように処理空気系統に加湿器を用いない構成
であっても、顕熱負荷を増やすことなく室内を除湿でき
る。従って、５０〜７０℃の排熱や太陽熱を用いて、従
来の蒸気圧縮式サイクルによる冷房方式の代わりに潜熱
負荷を処理でき、さらに第１の実施形態と同様に、少な
いデシカントで多くの水分処理ができるため、コンパク
トなデシカントロータで済む。従って、従来に比べて省
エネルギに優れ、コンパクトな除湿空調装置を提供する
ことができる。
（状態Ｎ）との間に絶対湿度差ΔＸを生ぜしめ、除湿効
果を発生する。この実施の形態は従来の実施形態と比べ
て、給気温度が低くなり室内温度に近づくため、室内の
顕熱負荷をあまり増やすことなく、除湿を主体とする空
調負荷（潜熱負荷）に対応できる。一般に夏期の平均気
温は２８℃程度であり、室内温度とほとんど変わらない
ため、このように処理空気系統に加湿器を用いない構成
であっても、顕熱負荷を増やすことなく室内を除湿でき
る。従って、５０〜７０℃の排熱や太陽熱を用いて、従
来の蒸気圧縮式サイクルによる冷房方式の代わりに潜熱
負荷を処理でき、さらに第１の実施形態と同様に、少な
いデシカントで多くの水分処理ができるため、コンパク
トなデシカントロータで済む。従って、従来に比べて省
エネルギに優れ、コンパクトな除湿空調装置を提供する
ことができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
吸放湿性高分子をデシカントとして用いて、除湿空調装
置を構成することにより、デシカントの吸脱着による水
分吸着量の差が大きく使えるため、空調装置を従来に比
べて比較的低い温度の熱源で駆動でき、かつ冷房効果が
大きく、かつ省エネルギで、かつコンパクトで安価な除
湿空調装置を提供することができる。
吸放湿性高分子をデシカントとして用いて、除湿空調装
置を構成することにより、デシカントの吸脱着による水
分吸着量の差が大きく使えるため、空調装置を従来に比
べて比較的低い温度の熱源で駆動でき、かつ冷房効果が
大きく、かつ省エネルギで、かつコンパクトで安価な除
湿空調装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の除湿空調装置にデ
シカントとして用いる高吸放湿性高分子の吸着等温線を
示す図である。
シカントとして用いる高吸放湿性高分子の吸着等温線を
示す図である。
【図２】第１の実施の形態のデシカントの、接触する空
気温度と高吸放湿性高分子の含水率の関係を空気の絶対
湿度をパラメータとして示した図である。
気温度と高吸放湿性高分子の含水率の関係を空気の絶対
湿度をパラメータとして示した図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の除湿空調装置を示
す図である。
す図である。
【図４】図３の除湿空調装置に対応した湿り空気線図で
ある。
ある。
【図５】本発明の第３の実施の形態の除湿空調装置を示
す図である。
す図である。
【図６】図５の除湿空調装置に対応した湿り空気線図で
ある。
ある。
【図７】接触する空気温度と高吸放湿性高分子の含水率
の関係を空気の絶対湿度をパラメータとして示した図で
ある。
の関係を空気の絶対湿度をパラメータとして示した図で
ある。
【図８】本発明の第４の実施の形態の除湿空調装置を示
す図である。
す図である。
【図９】図８の除湿空調装置に対応した湿り空気線図で
ある。
ある。
【図１０】従来の除湿空調装置を示す図である。
【図１１】従来技術におけるゼオライトの吸着等温線で
ある。
ある。
【図１２】従来の除湿空調装置を示す図である。
【図１３】図１２の空調装置の作用を示す湿り空気線図
である。
である。
【図１４】図１１の吸着等温線特性を用いて、接触する
空気温度とゼオライトの含水率の関係を空気の絶対湿度
をパラメータとして示す図である。
空気温度とゼオライトの含水率の関係を空気の絶対湿度
をパラメータとして示す図である。
１０１ 空調空間 １０３ デシカントロータ １０４ 第１の顕熱交換器 １０５ 加湿器 １２１ 第２の顕熱交換器 １６０ 送風機 ２２０ ヒートポンプの高熱源（加熱器） ２４０ ヒートポンプの低熱源 Ａ 処理空気経路 Ｂ 再生空気経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲葉 英男 岡山県岡山市津島中１丁目３番１−404号 (72)発明者 大内 俊明 岡山県岡山市金岡東町３丁目３番１号 日 本エクスラン工業株式会社西大寺工場内 (72)発明者 西田 良祐 岡山県岡山市金岡東町３丁目３番１号 日 本エクスラン工業株式会社西大寺工場内
Claims (5)
- 【請求項１】 デシカントにより水分を吸着される処理
空気の経路と、加熱源によって加熱されたのち前記水分
吸着後のデシカントを通過してデシカント中の水分を脱
着して再生する再生空気の経路とを有し、デシカントを
処理空気と再生空気が交互に流通するようにした除湿空
調装置において、 デシカントとして、アニオン交換性基およびカチオン交
換性基を有する両性イオン交換体である有機高分子から
なり、かつ架橋構造を有する高吸放湿性高分子を用いた
ことを特徴とする除湿空調装置。 - 【請求項２】 前記高吸放湿性高分子が、アクリロニト
リル系重合体をヒドラジンまたはヒドラジン同族体と反
応させアニオン交換性基を付与した後、残存ニトリル基
の加水分解反応によりカチオン交換性基を導入すること
により得られる物質であることを特徴とする請求項１に
記載の除湿空調装置。 - 【請求項３】 前記高吸放湿性高分子は、０．０１〜
５．０ｍｅｑ／ｇのアニオン交換性基、および２〜１１
ｍｅｑ／ｇのカチオン交換性基を含むことを特徴とする
請求項１または２に記載の除湿空調装置。 - 【請求項４】 前記再生空気を７０℃以下に加熱してデ
シカントを再生することを特徴とする請求項１乃至３の
いずれかに記載の除湿空調装置。 - 【請求項５】 水分吸着後の処理空気をヒートポンプの
低熱源で冷却し、かつデシカント再生前の再生空気をヒ
ートポンプの高熱源で加熱することを特徴とする請求項
４に記載の除湿空調装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10088162A JPH11262621A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 除湿空調装置 |
| CNB998025852A CN1139756C (zh) | 1998-03-17 | 1999-03-15 | 干燥剂辅助空调系统 |
| US09/581,819 US6334316B1 (en) | 1998-03-17 | 1999-03-15 | Desiccant assisted air conditioning system |
| AU27477/99A AU2747799A (en) | 1998-03-17 | 1999-03-15 | Desiccant assisted air conditioning system |
| EP99907930A EP1064504B1 (en) | 1998-03-17 | 1999-03-15 | Desiccant assisted air conditioning system |
| MYPI99000965A MY122434A (en) | 1998-03-17 | 1999-03-15 | Desiccant assisted air conditioning system |
| DE69912587T DE69912587T2 (de) | 1998-03-17 | 1999-03-15 | Klimaanlage mit trockenmittel |
| PCT/JP1999/001246 WO1999047866A1 (en) | 1998-03-17 | 1999-03-15 | Desiccant assisted air conditioning system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10088162A JPH11262621A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 除湿空調装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11262621A true JPH11262621A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=13935241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10088162A Pending JPH11262621A (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 除湿空調装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6334316B1 (ja) |
| EP (1) | EP1064504B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11262621A (ja) |
| CN (1) | CN1139756C (ja) |
| AU (1) | AU2747799A (ja) |
| DE (1) | DE69912587T2 (ja) |
| MY (1) | MY122434A (ja) |
| WO (1) | WO1999047866A1 (ja) |
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| JP2009097837A (ja) * | 2007-10-19 | 2009-05-07 | Shin Nippon Air Technol Co Ltd | 調湿調温デシカントロータ及びこれを用いたデシカント換気システム |
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| US20030165931A1 (en) * | 1998-03-11 | 2003-09-04 | Bruno Tocque | Qualitative differential screening |
| US6245511B1 (en) * | 1999-02-22 | 2001-06-12 | Vialogy Corp | Method and apparatus for exponentially convergent therapy effectiveness monitoring using DNA microarray based viral load measurements |
| JP3316570B2 (ja) * | 1999-08-31 | 2002-08-19 | 株式会社荏原製作所 | ヒートポンプ及び除湿装置 |
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| FR2798673B1 (fr) * | 1999-09-16 | 2004-05-28 | Exonhit Therapeutics Sa | Methodes et compositions pour la detection d'evenements pathologiques |
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| KR100773435B1 (ko) * | 2007-02-01 | 2007-11-05 | 한국지역난방공사 | 지역난방용 제습냉방장치 |
| KR100773434B1 (ko) * | 2007-02-01 | 2007-11-05 | 한국지역난방공사 | 지역난방용 제습냉방장치 |
| EP2232157A2 (en) * | 2007-12-03 | 2010-09-29 | Gerald Landry | Thermodynamic closed loop desiccant rotor system and process |
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| WO2016054790A1 (en) * | 2014-10-09 | 2016-04-14 | Basf Se | Heat exchange process for adsorber regeneration |
| KR101749194B1 (ko) * | 2015-11-18 | 2017-06-20 | 주식회사 경동나비엔 | 난방과 습도 조절이 가능한 공기조화기와 그 제어방법 |
| KR101664791B1 (ko) * | 2015-11-18 | 2016-10-12 | 주식회사 경동나비엔 | 환기와 습도 조절이 가능한 공기조화기와 그 제어방법 |
| EP3667213B1 (en) * | 2017-09-19 | 2022-06-08 | Daikin Industries, Ltd. | Air supply device, interior space adjustment device, and container refrigeration device |
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| WO2021067179A1 (en) | 2019-09-30 | 2021-04-08 | Water Harvesting Inc. | Refrigerator integrated with an atmospheric water harvesting unit, and methods of using thereof |
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