JP2012117683A - デシカント空調システムおよびその運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被空調空間での目標露点温度を維持しながら、給気処理用予冷コイルで消費されるエネルギーを削減して、さらなる省エネルギーを図る。
【解決手段】露点温度センサ２２を設け、ドライエリア２００への給気ＳＡの露点温度を検出し、給気露点温度ｔｄpvとして制御装置２３へ送る。制御装置２３は、再生側ファン１の回転数（再生風量）を制御対象とし、給気露点温度ｔｄpvを目標露点温度ｔｄspとするような制御値（再生風量）を決定するとともに、この制御値に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを決定する（再生風量を減少させる方向への制御値であった場合、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを上昇させる）。なお、制御対象は、デシカントロータ３，４の回転数としたり、温水コイル７，８が加熱する空気の出口温度としたりしてもよい。
【選択図】 図１

Description

この発明は、再生側の空気の流路と処理側の空気の流路とに跨って配設され処理側の空気からの吸湿と再生側の空気への放湿とを回転しながら連続的に行うデシカントロータを用いたデシカント空調システムおよびその運転方法に関するものである。

従来より、冷凍倉庫，電池工場など湿度を低く保つための空調として、デシカントロータを用いたデシカント空調システムが採用されている（例えば、特許文献１，２参照）。

デシカントロータは、円板状に形成され、その厚さ方向に空気が貫通できるような構造とされている。デシカントロータの表面には、多孔性の無機化合物を主成分とする固体吸着物が設けられている。この多孔性の無機化合物としては、細孔径が０．１〜２０ｎｍ程度で水分を吸着するもの、例えばシリカゲルやゼオライト、高分子吸着剤等の固体吸着剤が使用される。また、デシカントロータは、モータによって駆動されて、中心軸回りに回転し、処理側の空気からの吸湿と再生側の空気への放湿とを連続的に行う。

図１７にデシカントロータを用いた従来のデシカント空調システムの概略を示す。同図において、１００は恒温・低湿度の空気を生成する空気調和装置（デシカント空調機）、２００はこのデシカント空調機１００からの恒温・低湿度の空気の供給を受けるドライエリア（被空調空間）である。デシカント空調機１００は、除湿機構としての回転式除湿装置１００Ａと、回転式除湿装置１００Ａで除湿された空気の温度調節を行う空気温度調節装置１００Ｂとを直列に配置した構造とされている。

回転式除湿装置１００Ａは、再生側の空気流を形成する再生側ファン１と、処理側の空気流を形成する処理側ファン２と、再生側の空気の流路Ｌ１の下流側および処理側の空気の流路Ｌ２の上流側に跨って配設された第１のデシカントロータ（外気処理用のデシカントロータ）３と、再生側の空気の流路Ｌ１の上流側および処理側の空気の流路Ｌ２の下流側に跨って配設された第２のデシカントロータ（給気処理用のデシカントロータ）４と、外気処理用のデシカントロータ３による吸湿前の処理側の空気を冷却する第１の冷水コイル（外気処理用予冷コイル）５と、給気処理用のデシカントロータ４による吸湿前の空気を冷却する第２の冷水コイル（給気処理用予冷コイル）６と、外気処理用のデシカントロータ３による放湿前の再生側の空気を加熱する第１の温水コイル７と、給気処理用のデシカントロータ４による放湿前の再生側の空気を加熱する第２の温水コイル８とを備えている。空気温度調節装置１００Ｂは冷水コイル９と温水コイル１０とを備えている。冷水コイル９と温水コイル１０は回転式除湿装置１００Ａからドライエリア２００へ送られる処理側の空気の流路Ｌ２に並設されている。

なお、Ｍ１は外気処理用のデシカントロータ３を回転させるモータ、Ｍ２は給気処理用のデシカントロータ４を回転させるモータ、Ｓ１は外気処理用予冷コイル５が冷却する空気の出口温度を外気処理用予冷コイル出口温度ｔｓ１pvとして計測する温度センサ、Ｓ２は給気処理用予冷コイル６が冷却する空気の出口温度を給気処理用予冷コイル出口温度ｔｓ２pvとして計測する温度センサ、Ｓ３は第１の温水コイル７が加熱する空気の出口温度を温水コイル出口温度ｔｒ１pvとして計測する温度センサ、Ｓ４は第２の温水コイル８が加熱する空気の出口温度を温水コイル出口温度ｔｒ２pvとして計測する温度センサ、Ｓ５は空気温度調節装置１００Ｂからのドライエリア２００への空気（給気）ＳＡの温度を給気温度ｔｓpvとして計測する温度センサである。

回転式除湿装置１００Ａの外気処理用予冷コイル５には冷水弁１１を介して冷水ＣＷが供給され、給気処理用予冷コイル６には冷水弁１２を介して冷水ＣＷが供給される。また、外気処理用予冷コイル５に対してコントローラ１３が設けられ、給気処理用予冷コイル６に対してコントローラ１４が設けられている。コントローラ１３は、温度センサＳ１が計測する外気処理用予冷コイル出口温度ｔｓ１pvを設定温度（外気処理用予冷コイル出口温度設定値）ｔｓ1spに一致させるように、冷水弁１１の開度を制御する。コントローラ１４は、温度センサＳ２が計測する給気処理用予冷コイル出口温度ｔｓ２pvを設定温度（給気処理用予冷コイル出口温度設定値）ｔｓ２spに一致させるように、冷水弁１２の開度を制御する。

回転式除湿装置１００Ａの第１の温水コイル７には温水弁１５を介して温水ＨＷが供給され、第２の温水コイル８には温水弁１６を介して温水ＨＷが供給される。また、第１の温水コイル７に対してコントローラ１７が設けられ、第２の温水コイル８に対してコントローラ１８が設けられている。コントローラ１７は、温度センサＳ３が計測する温水コイル出口温度ｔｒ１pvを設定温度（温水コイル出口温度設定値）ｔｒ１spに一致させるように、温水弁１５の開度を制御する。コントローラ１８は、温度センサＳ４が計測する温水コイル出口温度ｔｒ２pvを設定温度（温水コイル出口温度設定値）ｔｒ２spに一致させるように、温水弁１６の開度を制御する。

空気温度調節装置１００Ｂの冷水コイル９には冷水弁１９を介して冷水ＣＷが供給され、温水コイル１０には温水弁２０を介して温水ＨＷが供給される。冷水コイル９および温水コイル１０に対してはコントローラ２１が設けられている。コントローラ２１は、温度センサＳ５が計測する給気温度ｔｓpvを設定温度（給気温度設定値）ｔｓspに一致させるように、冷水弁１９および温水弁２０の開度を制御する。

〔処理側〕
このデシカント空調システムにおいて、処理側の空気として取り込まれた外気ＯＡは、外気処理用予冷コイル５により冷却されて設定温度ｔｓ１spの空気とされ、外気処理用のデシカントロータ３へ送られる。この空気は、外気処理用のデシカントロータ３を通過する際、その空気中に含まれる水分が外気処理用のデシカントロータ３の固体吸着剤に吸着（吸湿）される。そして、この外気処理用のデシカントロータ３による吸湿後の空気が給気処理用予冷コイル６により再度冷却されて設定温度ｔｓ２spの空気とされ、給気処理用のデシカントロータ４へ送られる。この空気は、給気処理用のデシカントロータ４を通過する際、その空気中に含まれる水分が給気処理用のデシカントロータ４の固体吸着剤に吸着（吸湿）される。そして、この給気処理用のデシカントロータ４による吸湿後の空気、すなわち回転式除湿装置１００Ａによって除湿された空気が空気温度調節装置１００Ｂへ送られて温度調節され、設定温度ｔｓspの給気ＳＡとしてドライエリア２００へ供給される。

〔再生側〕
一方、再生側では、再生側の空気として外気ＯＡが取り込まれ、温水コイル８に送られて加熱される。これによって、外気ＯＡの温度が設定温度ｔｒ２spまで上昇し、相対湿度が下げられる。この場合、外気ＯＡは１００℃を超える高温とされる。そして、この相対湿度が下げられた高温の外気ＯＡが、再生用空気として給気処理用のデシカントロータ４へ送られる。

給気処理用のデシカントロータ４は回転しており、処理側の空気から水分を吸着した固体吸着剤が、再生用空気に対面した際に加熱される。これにより、固体吸着剤から水分が脱着され、再生用空気へ放湿される。この固体吸着剤からの水分を吸収した再生用空気は、温水コイル７により再度加熱されて設定温度ｔｒ１spの空気とされ、再生用空気として外気処理用のデシカントロータ３へ送られる。

外気処理用のデシカントロータ３は回転しており、処理側の空気から水分を吸着した固体吸着剤が、再生用空気に対面した際に加熱される。これにより、固体吸着剤から水分が脱着され、再生用空気へ放湿される。この固体吸着剤からの水分を吸収した再生用空気は排気ＥＡとして排出される。

このようにして、図１７に示されたデシカント空調システムでは、デシカントロータ３，４を一定の回転速度で回転させながら、また再生側ファン１および処理側ファン２の回転数を固定（定格回転数）として、また外気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ１spや給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２sp，温水コイル出口温度設定値ｔｒ１sp，温水コイル出口温度設定値ｔｒ２spを一定として、処理側の空気からの吸湿と再生側の空気への放湿とがデシカントロータ３，４において連続的に行われ、デシカント空調機１００からのドライエリア２００への給気（恒温・低湿度の空気）ＳＡの供給が続けられる。

特開２００６−３０８２２９号公報 特開２００１−２４１６９３号公報 特開２００３−２６２３７６号公報

しかしながら、上述したデシカント空調システムでは、デシカントロータ３，４の処理側における吸湿量のピーク時を基準とし、このピーク時に吸湿した水分を放湿することができるように、デシカントロータ３，４の再生側への空気の量を一定として設定しているので、温水コイル７，８でのエネルギー消費が激しく、運転コストが莫大となる。

すなわち、回転式除湿装置１００Ａに取り込まれる処理側の空気に含まれる水分の量が少ない場合、デシカントロータ３，４の固体吸着剤に吸着される水分は少ない。したがって、再生側において、デシカントロータ３，４の固体吸着剤から脱着させる水分も少なくなる。それにも拘わらず、デシカントロータ３，４へ供給される再生側の空気の量は、処理側における吸湿量のピーク時を基準とする一定量である。このため、デシカントロータ３，４へ再生用空気が必要以上に供給されるものとなり、その分、温水コイル７，８でエネルギーが無駄に消費されることなる。

そこで、本出願人は、図１８に示すように、再生側ファン１にインバータＩＮＶ１を付設するとともに、ドライエリア２００への給気ＳＡの露点温度を露点温度センサ２２によって検出するようにし、この露点温度センサ２２が検出する給気ＳＡの露点温度（給気露点温度）ｔｄpvを制御装置２３に与え、制御装置２３によって給気露点温度ｔｄpvを目標露点温度ｔｄspに一致させるように、再生側ファン１の回転数を制御することを考えている。このようにすると、給気露点温度ｔｄpvが目標露点温度ｔｄspに常に合わせ込まれるようにデシカントロータ３，４への再生用空気の量（再生風量）が調整されるものとなり、温水コイル７，８でのエネルギーの消費量を削減することが可能となる。

例えば、給気露点温度ｔｄpvが目標露点温度ｔｄspよりも低くなった場合、再生側ファン１の回転数を下げて、再生風量を減少させる。再生風量が減少すると、温水コイル７，８からの再生用空気の温度が上昇する。この場合、再生用空気の温度を設定温度ｔｒ１sp，ｔｒ２spに保つ制御が行われるので、温水コイル７，８への温水ＨＷの量が減り、温水コイル７，８で消費されるエネルギーが削減される。

なお、図１８では再生側ファン１の回転数（再生風量）を制御対象としているが、デシカントロータ３，４の回転数を制御対象としたり、温水コイル７，８が加熱する空気の出口温度を制御対象としたりすることも考えられる。例えば、特許文献３には、室内の湿度を検出するようにし、この検出した湿度で再生側の加熱温度を制御するようにしている。

しかしながら、このような再生風量を制御対象としたり、デシカントロータの回転数を制御対象としたり、温水コイルの出口温度を制御対象としたりシステムでは、その制御対象に対する制御値を抑えることで消費エネルギーを削減することができるが、その消費エネルギーの削減量は充分とは言えず、さらなる省エネルギーを図ることが望まれている。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、被空調空間での目標露点温度を維持しながら、給気処理用予冷コイルで消費されるエネルギーを削減して、さらなる省エネルギーを図ることが可能なデシカント空調システムおよびその運転方法を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、再生側の空気流を形成する再生側ファンと、処理側の空気流を形成する処理側ファンと、再生側の空気の流路の下流側および処理側の空気の流路の上流側に跨って配設され処理側の空気からの吸湿と再生側の空気への放湿とを回転しながら連続的に行う第１のデシカントロータと、再生側の空気の流路の上流側および処理側の空気の流路の下流側に跨って配設され処理側の空気からの吸湿と再生側の空気への放湿とを回転しながら連続的に行う第２のデシカントロータと、第１のデシカントロータによる吸湿前の処理側の空気を冷却する第１の予冷装置と、第２のデシカントロータによる吸湿前の空気を冷却する第２の予冷装置と、第１のデシカントロータによる放湿前の再生側の空気を加熱する第１の加熱装置と、第２のデシカントロータによる放湿前の再生側の空気を加熱する第２の加熱装置と、第２のデシカントロータによって吸湿された処理側の乾燥した空気の供給を受ける被空調空間とを備えたデシカント空調システムにおいて、処理側の乾燥した空気が流れる流路中に定められた所定の位置における水分量を検出する水分量検出手段と、再生側の空気の流量、デシカントロータの回転数および加熱装置が加熱する空気の出口温度の少なくとも１つを制御対象とし、水分量検出手段によって検出される水分量が目標とする水分量となるように、制御対象に対する制御値を決定する制御値決定手段と、第２の予冷装置が冷却する空気の出口温度の設定値を制御値決定手段によって決定された制御値に応じて決定する第２予冷装置出口温度設定手段とを備えることを特徴とする。

本発明では、処理側の乾燥した空気が流れる流路中に定められた所定の位置における水分量が検出され、この検出された水分量が目標とする水分量となるように制御対象に対する制御値が決定される。そして、この決定された制御対象に対する制御値に応じて、第２の予冷装置が冷却する空気の出口温度の設定値が決定される。

本発明では、再生側の空気の流量、デシカントロータの回転数および加熱装置が加熱する空気の出口温度の少なくとも１つを制御対象とする。例えば、第２の予冷装置を給気処理用予冷コイルとし、再生側の空気の流量を制御対象とした場合、その決定された再生側の空気の流量に応じて、給気処理用予冷コイル出口温度設定値を決定する（制御値が再生側の空気の流量を減少させる方向への制御値であった場合、その制御値に応じて給気処理用予冷コイル出口温度設定値を上昇させる）。

本発明によれば、再生側の空気の流量、デシカントロータの回転数および加熱装置が加熱する空気の出口温度の少なくとも１つを制御対象とし、検出される水分量が目標とする水分量となるように制御対象に対する制御値を決定する一方、その決定された制御値に応じて第２の予冷装置が冷却する空気の出口温度の設定値を決定するようにしたので、制御値が検出される水分量を目標とする水分量まで高める方向への制御値であった場合、その制御値に応じて第２の予冷装置が冷却する空気の出口温度の設定値を上昇させるようにして、被空調空間での目標露点温度を維持しながら、給気処理用予冷コイルで消費されるエネルギーを削減して、さらなる省エネルギーを図ることが可能となる。

本発明に係るデシカント空調システムの一実施の形態（実施の形態１）の概略を示す図である。 このデシカント空調システムにおける制御装置が有する再生側ファン制御機能および給気処理用予冷コイル出口温度設定機能の機能例１（ケース１）を説明するためのフローチャートである。 このデシカント空調システムにおける制御装置が有する再生側ファン制御機能および給気処理用予冷コイル出口温度設定機能の機能例２（ケース２）を説明するためのフローチャートである。 給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部において用いられる制御値（再生風量）と給気処理用予冷コイル出口温度設定値との関係を示す図である。 相対湿度とデシカントロータにおける吸着剤での水分吸着量との関係を例示する図である。 露点温度と乾球温度および相対湿度との関係を示す図である。 機能例１（ケース１）において制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値が徐々に上昇されて行く様子を示す図である。 機能例１（ケース１）において制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値が徐々に下降されて行く様子を示す図である。 機能例１（ケース１）において給気処理用予冷コイル出口温度設定値がその時の制御値（再生風量）に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値に戻される様子を示す図である。 機能例２（ケース２）において制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値が所定値上昇された状態を示す図である。 機能例２（ケース２）において制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値が徐々に上昇されて行く様子を示す図である。 機能例２（ケース２）において制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値が下降されて行く様子を示す図である。 本発明に係るデシカント空調システムの他の実施の形態（実施の形態２）の概略を示す図である。 本発明に係るデシカント空調システムの別の実施の形態（実施の形態３）の概略を示す図である。 実施の形態３の変形例（ドライエリアからの還気の露点温度（還気露点温度）を検出するようにした例）を示す図である。 実施の形態３の変形例（ドライエリアからの排気の露点温度（排気露点温度）を検出するようにした例）を示す図である。 デシカントロータを用いた従来のデシカント空調システムの概略を示す図である。 給気露点温度と目標露点温度とを一致させるように再生側ファンの回転数（再生風量）を制御するようにしたデシカント空調システムの概略を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係るデシカント空調システムの一実施の形態（実施の形態１）の概略を示す図である。同図において、図１８と同一符号は図１８を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

この実施の形態１では、制御装置２３に、再生側ファン１の回転数を制御する再生側ファン制御機能部２３−１と、コントローラ１４に対して給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの設定を行う給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２とを設けている。

再生側ファン制御機能部２３−１は、露点温度センサ２２が検出する給気露点温度ｔｄpvを目標露点温度ｔｄspに一致させるような制御値を生成し、この生成した制御値を再生側ファン１に付設されているインバータＩＮＶ１に送る。なお、この例において、再生側ファン制御機能部２３−１が生成する制御値は再生風量であり、この再生風量がインバータ値として再生側ファン１に送られるものとする。

給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、再生側ファン制御機能部２３−１からの再生側ファン１への制御値を分岐入力とし、この入力される制御値に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを予め定められた関係に従って決定し、この決定した給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spをコントローラ１４に対して設定する。

図４に給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２において用いられる制御値（再生風量）と給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spとの関係を示す。この関係は換算式として設定されていてもよいし、両者の関係を示すテーブル値としてメモリに格納されていてもよい。

この制御値（再生風量）と給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spとの関係に従えば、制御値（再生風量）が減少すると、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spが上昇し、給気処理用予冷コイル６への冷水ＣＷの供給量が減少するものとなる（制御値が「５００」〜「１０００」の範囲参照）。これまでの給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spは、空調機系統の安定のため水分負荷のピーク時を想定した一定の温度で設定されているので、年間を通して過剰となっていることが多かった。これに対し、本実施の形態では、水分負荷が減少し、制御値（再生風量）が減少した場合、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを上昇させることで、空調機系統の安定を維持しつつ、給気処理用予冷コイル６での熱交換による消費エネルギーを減少させるようにする。

以下、制御装置２３が有する再生側ファン制御機能および給気処理用予冷コイル出口温度設定機能について、機能例１（ケース１）とした場合と、機能例２（ケース２）とした場合とについて説明する。なお、制御装置２３は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現される。

〔機能例１（ケース１）〕
再生側ファン制御機能部２３−１は、露点温度センサ２２からの給気露点温度ｔｄpvを定周期で取り込み（図２：ステップＳ１０１）、この給気露点温度ｔｄpvと予め定められている目標露点温度ｔｄspとの差Δｔｄ（Δｔｄ＝ｔｄpv−ｔｄsp）を露点温度差として求める（ステップＳ１０２）。

なお、この場合、給気露点温度ｔｄpvは給気ＳＡに含まれる水分量を表し、給気露点温度ｔｄpvが高いことは給気ＳＡに含まれる水分量が多いことを示し、給気露点温度ｔｄpvが低いことは給気ＳＡに含まれる水分量が少ないことを示す。

〔−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰでない場合〕
再生側ファン制御機能部２３−１は、露点温度差Δｔｄが−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰでない場合、すなわち露点温度差ΔｔｄがΔｔｄ＞０℃ＤＰあるいはΔｔｄ＜−０．５℃ＤＰである場合（ステップＳ１０３のＮＯ）、給気露点温度ｔｄpvを目標露点温度ｔｄspに一致させるような制御値（再生風量）を決定する（ステップＳ１０４）。

また、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、図４に示された関係に従って、再生側ファン制御機能部２３−１が決定した制御値（再生風量）に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを決定する（ステップＳ１０５）。

この場合、再生側ファン制御機能部２３−１は、露点温度差ΔｔｄがΔｔｄ＜−０．５℃ＤＰであれば、再生風量を減少させる制御値を生成し、Δｔｄ＞０℃ＤＰであれば、再生風量を増大させる制御値を生成する。また、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、例えば、現在の再生風量が「７５０」で再生側ファン制御機能部２３−１で決定された制御値（再生風量）が「８００」（増大）であれば、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを低下させ、例えば、現在の再生風量が「７５０」で再生側ファン制御機能部２３−１で決定された制御値（再生風量）が「７００」（減少）であれば、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを上昇させる。

〔Δｔｄ＜−０．５℃ＤＰの場合〕
露点温度差ΔｔｄがΔｔｄ＜−０．５℃ＤＰである場合、再生側ファン制御機能部２３−１は、再生側ファン１に付設されているインバータＩＮＶ１に制御値を送り、再生風量を減少させる。これにより、デシカントロータ３，４における再生側での水分の脱着量が減り、処理側での水分の吸着量が減って、給気露点温度ｔｄpvが上がり、目標露点温度ｔｄspに合わせ込まれるようになる。

この制御において、再生風量が減少すると、温水コイル７，８からの再生用空気の温度が上昇する。この場合、温水コイル７，８に対して設けられているコントローラ１７，１８は、再生用空気の温度を設定温度ｔｒ１sp，ｔｒ２spに保つように、温水弁１５，１６の開度を制御する。これにより、温水コイル７，８への温水ＨＷの供給量（加熱量）が減り、温水コイル７，８で消費されるエネルギーが削減される。

一方、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、例えば、現在の再生風量が「７５０」で再生側ファン制御機能部２３−１で決定された制御値（再生風量）が「７００」（減少）であったとすると、図４に示された関係に従って、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを上昇させる。

この場合、給気処理用予冷コイル６に対して設けられているコントローラ１４は、給気処理用予冷コイル出口温度ｔｓ２pvを給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spに保つように、冷水弁１２の開度を制御する。これにより、給気処理用予冷コイル６への冷水ＣＷの供給量（冷却量）が減り、給気処理用予冷コイル６で消費されるエネルギーが削減され、さらなる省エネルギーが図られるものとなる。

この場合、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを上昇させることによって、給気処理用予冷コイル出口温度ｔｓ２pvが上昇すると、給気処理用のデシカントロータ４の入口における空気の相対湿度は低下する。空気の相対湿度が低下すると、給気処理用のデシカントロータ４における吸着剤での水分吸着量は、少なくなる（図５参照）。しかし、水分負荷減少時の給気処理用のデシカントロータ４の入口の絶対湿度は小さく、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを例えば１０℃程度上昇させても、相対湿度は数％程度しか低下しない（図６参照）。相対湿度の低下が僅かであるので、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの上昇による給気処理用のデシカントロータ４での吸着量に大きな差はない。このため、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを上昇させても、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを上昇させる前とほゞ同じ状況として、再生風量を減少させて給気露点温度ｔｄpvを目標露点温度ｔｄspへ合わせ込むことが可能となる。

〔Δｔｄ＞０℃ＤＰの場合〕
露点温度差ΔｔｄがΔｔｄ＞０℃ＤＰである場合、再生側ファン制御機能部２３−１は、再生側ファン１に付設されているインバータＩＮＶ１に制御値を送り、再生風量を増大させる。これにより、デシカントロータ３，４における再生側での水分の脱着量が増え、処理側での水分の吸着量が増えて、給気露点温度ｔｄpvが下がり、目標露点温度ｔｄspに合わせ込まれるようになる。

この場合、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、例えば、現在の再生風量が「７５０」で再生側ファン制御機能部２３−１で決定された制御値（再生風量）が「７５０」（増大）であったとすると、図４に示された関係に従って、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを低下させる。これにより、給気処理用のデシカントロータ４の入口における空気の相対湿度が上昇し、給気処理用のデシカントロータ４における吸着剤での水分吸着量が多くなり、デシカントロータ４にて必要なだけ水分を吸着させることができ、給気露点温度ｔｄpvを目標露点温度ｔｄspまで下げることが可能となる。

制御装置２３は、−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰの状態が所定時間（例えば、３分間）継続するまで（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理動作を繰り返す。すなわち、再生側ファン制御機能部２３−１での再生風量の決定（自動制御）（ステップＳ１０４）と、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２での再生風量に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの決定（ステップＳ１０５）とを繰り返す。

〔−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰの状態が所定時間継続した場合〕
再生側ファン制御機能部２３−１は、露点温度差Δｔｄが−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰの状態が所定時間継続すると（ステップＳ１０６のＹＥＳ）、制御値（再生風量）を固定する（ステップＳ１０７）。

給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、再生側ファン制御機能部２３−１からの制御値（再生風量）が固定されると、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを例えば０．５℃／分の割合で徐々に上昇させて行く（ステップＳ１１０）。図７に制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spが徐々に上昇されて行く様子を示す。

そして、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、露点温度差Δｔｄが０．５℃ＤＰを超えると（ステップＳ１０９のＮＯ）、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを例えば０．５℃／分の割合で徐々に下降させて行く（ステップＳ１１１）。図８に制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spが徐々に下降されて行く様子を示す。

なお、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、ステップＳ１１０での給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの上昇中およびステップＳ１１１での給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの下降中、露点温度差Δｔｄが大幅に変化し、例えば１．０℃ＤＰ＞Δｔｄ＞−１．０℃ＤＰの範囲を外れた場合（ステップＳ１０８のＮＯ）、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spをその時の制御値（再生風量）に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spに戻し（ステップＳ１０５、図９参照）、その旨を再生側ファン制御機能部２３−１に知らせる。

これにより、制御装置２３は、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理動作を再開する。すなわち、再生側ファン制御機能部２３−１での再生風量の決定（自動制御）（ステップＳ１０４）と、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２での再生風量に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの決定（ステップＳ１０５）とを再開し、ステップＳ１０６のＹＥＳに応じて再生風量を固定し（ステップＳ１０７）、上述と同様の動作を繰り返す。

〔機能例２（ケース２）〕
再生側ファン制御機能部２３−１は、露点温度センサ２２からの給気露点温度ｔｄpvを定周期で取り込み（図３：ステップＳ２０１）、この給気露点温度ｔｄpvと予め定められている目標露点温度ｔｄspとの差Δｔｄ（Δｔｄ＝ｔｄpv−ｔｄsp）を露点温度差として求める（ステップＳ２０２）。

〔−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰでない場合〕
再生側ファン制御機能部２３−１は、露点温度差Δｔｄが−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰでない場合（ステップＳ２０３のＮＯ）、先のステップＳ１０４と同様にして、給気露点温度ｔｄpvを目標露点温度ｔｄspに一致させるような制御値（再生風量）を決定する（ステップＳ２０４）。

また、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、先のステップＳ１０５と同様にして、再生側ファン制御機能部２３−１が決定した制御値（再生風量）に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを決定する（ステップＳ２０５）。

制御装置２３は、−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰの状態が所定時間（例えば、３分間）継続するまで（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理動作を繰り返す。すなわち、再生側ファン制御機能部２３−１での再生風量の決定（自動制御）（ステップＳ２０４）と、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２での再生風量に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの決定（ステップＳ２０５）とを繰り返す。

〔−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰの状態が所定時間継続した場合〕
再生側ファン制御機能部２３−１は、露点温度差Δｔｄが−０．５℃ＤＰ≦Δｔｄ≦０℃ＤＰの状態が所定時間継続すると（ステップＳ２０６のＹＥＳ）、制御値（再生風量）を固定する（ステップＳ２０７）。

給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、再生側ファン制御機能部２３−１からの制御値（再生風量）が固定されると、その時の給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを再生風量固定時の設定値ｔｓ２sp₀として記憶するともに（ステップＳ２０８）、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを所定値（例えば、１０℃）上昇させる（ステップＳ２０９）。図１０に制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spが１０℃上昇された状態を示す。

給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを所定値上昇させた後、その給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを例えば０．５℃／分の割合で徐々に上昇させて行く（ステップＳ２１１）。図１１に制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spが徐々に上昇されて行く様子を示す。

そして、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、露点温度差Δｔｄが０．５℃ＤＰを超えると（ステップＳ２１０のＮＯ）、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを例えば０．５℃／分の割合で徐々に下降させて行く（ステップＳ２１２）。図１２に制御値（再生風量）が「５００」で固定された状態で給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spが徐々に下降されて行く様子を示す。

そして、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spがステップＳ２０８で記憶した再生風量固定時の設定値ｔｓ２sp₀以下となると（ステップＳ２１３のＹＥＳ）、その旨を再生側ファン制御機能部２３−１に知らせる。

これにより、制御装置２３は、上述したステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理動作を再開する。すなわち、再生側ファン制御機能部２３−１での再生風量の決定（自動制御）（ステップＳ２０４）と、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２での再生風量に応じた給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの決定（ステップＳ２０５）とを再開し、ステップＳ２０６のＹＥＳに応じて再生風量を固定し（ステップＳ２０７）、上述と同様の動作を繰り返す。

なお、給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部２３−２は、ステップ２１３での給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの下降中、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２sp₀に達する前に、露点温度差Δｔが０．５℃ＤＰ以下となった場合（ステップＳ２１０のＹＥＳ）、ステップＳ２１１へ進み、給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spの０．５℃／分の割合での上昇を再開させる。

〔実施の形態２〕
図１３はこの発明に係るデシカント空調システムの他の実施の形態（実施の形態２）の概略を示す図である。

この実施の形態２では、給気処理用のデシカントロータ４への放湿前の再生側の空気を加熱する温水コイル８の前段に冷水コイル２４を設け、冷水コイル２４が冷却する空気の出口温度を冷水コイル出口温度ｔｒ３pvとして温度センサＳ６によって計測し、この温度センサＳ６によって計測される冷水コイル出口温度ｔｒ３pvを設定温度ｔｒ３spに一致させるように、コントローラ２５によって冷水コイル２４への冷水ＣＷの供給通路に設けられた冷水弁２６の開度を制御するようにしている。

この実施の形態２において、再生側の空気として取り込まれた外気ＯＡは、冷水コイル２４によって冷却除湿された後、温水コイル８によって加熱されて、給気処理用のデシカントロータ４へ供給される。

〔実施の形態３〕
図１４はこの発明に係るデシカント空調システムの別の実施の形態（実施の形態３）の概略を示す図である。

この実施の形態３では、回転式除湿装置１００Ａへの処理側の空気の入口に処理側ファン２を設けるようにし、回転式除湿装置１００Ａの外気処理用のデシカントロータ３と給気処理用のデシカントロータ４との間の処理側の空気の流路に第２の処理側ファンとして定風量ファン２７を設けている。

そして、ドライエリア２００からの還気ＲＡと外気処理用のデシカントロータ３によって吸湿された処理側の空気とを混合し、この混合空気を給気処理用予冷コイル６を通して給気処理用のデシカント４へ送るようにしている。

また、給気処理用のデシカント４によって除湿された処理側の空気を分岐して再生側の空気ＳＲとし、この再生側の空気ＳＲを温水コイル８を通して給気処理用のデシカントロータ４へ送るようにしている。

なお、上述した実施の形態１〜３では、露点温度センサ２２によってドライエリア２００への給気ＳＡの露点温度（給気露点温度）を検出するようにしているが、図１５に実施の形態３（図１４）の変形例を示すように、ドライエリア２００からの還気ＲＡの露点温度（還気露点温度）を露点温度センサ２２によって検出するようにし、この露点温度センサ２２が検出する還気露点温度ｔｄpvと還気露点温度の目標値ｔｄspとの差を露点温度差Δｔｄとして求めて、再生側ファン１に対する制御値（再生風量）やコントローラ１４への給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを決定するようにしてもよい。

また、図１６に実施の形態３（図１４）の変形例を示すように、ドライエリア２００からの排気ＥＸＡの露点温度（排気露点温度）を露点温度センサ２２によって検出するようにし、この露点温度センサ２２が検出する排気露点温度ｔｄpvと排気露点温度の目標値ｔｄspとの差を露点温度差Δｔｄとして求め、再生側ファン１に対する制御値（再生風量）やコントローラ１４への給気処理用予冷コイル出口温度設定値ｔｓ２spを決定するようにしてもよい。

また、露点温度の検出点は必ずしも給気ＳＡ、還気ＲＡ、排気ＥＸＡとしてなくてもよく、回転式除湿装置１００Ａによる吸湿後の処理側の乾燥した空気（乾燥空気）が流れる流路中であれば、どの点の露点温度を検出するようにしてもよい。また、必ずしも露点温度を検出するようにしなくてもよく、湿度を検出するようにしてもよい。湿度を検出する場合、相対湿度を検出するようにしてもよく、絶対湿度を検出するようにしてもよい。

また、例えば、還気ＲＡの露点温度を検出し、この検出した還気ＲＡの露点温度で給気ＳＡの露点温度が設定値となるように、再生側ファン１の回転数を制御（カスケード制御）するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１〜３において、再生側の空気の流量は、必ずしも再生側ファン１の回転数によって制御しなくてもよく、例えば再生側の空気の流路にダンパを設け、このダンパの開度を調整することによって制御するようにしてもよい。また、再生側ファン１は、必ずしも外気処理用のデシカントロータ３の後段（再生側の空気の出口側）に設けなくてもよく、外気処理用のデシカントロータ３と給気処理用のデシカントロータ４との間の再生側の空気の流路や給気処理用のデシカントロータ４の前段（再生側の空気の入口側）などに設けるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態１，２（図１，図１３）では、外気ＯＡのみを処理側の空気として回転式除湿装置１００Ａに供給するようにしているが、ドライエリア２００からの還気を回転式除湿装置１００Ａへの処理側の空気に加えるようにしたりするなどしてもよい。

また、上述した実施の形態１〜３では、再生側の空気を加熱する加熱装置を温水コイルとし、処理側の空気を冷却する冷却装置を冷水コイルとしたが、加熱装置や冷却装置は温水コイルや冷水コイルに限られるものではない。

また、上述した実施の形態１〜３では、デシカント空調機１００を空気温度調節装置１００Ｂを備えるタイプとしたが、空気温度調整装置１００Ｂを備えないタイプとしてもよい。すなわち、回転式除湿装置１００Ａによって除湿された空気を温度調節せずに給気ＳＡとしてドライエリア２００へ送るタイプのデシカント空調機（外調機）としてもよい。

また、上述した実施の形態１〜３では、再生側ファン１の回転数（再生風量）を制御対象としたが、デシカントロータ３，４の回転数を制御対象としたり、温水コイル７，８が加熱する空気の出口温度を制御対象としたりしてもよい。

また、上述した実施の形態１では、例えばステップＳ１０９（図２）で「０．５℃ＤＰ≧Δｔｄ？」とするなど、具体的な数値を示して説明したが、これらの数値は一例として示した数値であって、適宜適当な値として設定してよいことは言うまでもない。

本発明のデシカント空調システムおよびその運転方法は、湿度を低く保つための空調として、リチウム電池工場、食品工場、流通倉庫など様々な分野で利用することが可能である。

１…再生側ファン、２…処理側ファン、３…第１のデシカントロータ（外気処理用のデシカントロータ）、４…第２のデシカントロータ（給気処理用のデシカントロータ）、５…第１の冷水コイル（外気処理用予冷コイル）、６…第２の冷水コイル（給気処理用予冷コイル）、７…第１の温水コイル、８…第２の温水コイル、９…冷水コイル、１０…温水コイル、１１，１２，１９…冷水弁、１５，１６，２０…温水弁、１３，１４，１７，１８，２１，２５…コントローラ、２２…露点温度センサ、２３…制御装置、２３−１…再生側ファン制御機能部、２３−２…給気処理用予冷コイル出口温度設定機能部、２４…冷水コイル、２５…コントローラ、２６…冷水弁、２７…定風量ファン、１００…空気調和装置（デシカント空調機）、ＩＮＶ１…インバータ、Ｍ１，Ｍ２…モータ、Ｓ１〜Ｓ６…温度センサ、１００Ａ…回転式除湿装置、１００Ｂ…空気温度調節装置、２００…ドライエリア（被空調空間）。

Claims (4)

1. 再生側の空気流を形成する再生側ファンと、処理側の空気流を形成する処理側ファンと、前記再生側の空気の流路の下流側および前記処理側の空気の流路の上流側に跨って配設され処理側の空気からの吸湿と再生側の空気への放湿とを回転しながら連続的に行う第１のデシカントロータと、前記再生側の空気の流路の上流側および前記処理側の空気の流路の下流側に跨って配設され処理側の空気からの吸湿と再生側の空気への放湿とを回転しながら連続的に行う第２のデシカントロータと、前記第１のデシカントロータによる吸湿前の処理側の空気を冷却する第１の予冷装置と、前記第２のデシカントロータによる吸湿前の空気を冷却する第２の予冷装置と、前記第１のデシカントロータによる放湿前の再生側の空気を加熱する第１の加熱装置と、前記第２のデシカントロータによる放湿前の再生側の空気を加熱する第２の加熱装置と、前記第２のデシカントロータによって吸湿された処理側の乾燥した空気の供給を受ける被空調空間とを備えたデシカント空調システムにおいて、
   前記処理側の乾燥した空気が流れる流路中に定められた所定の位置における水分量を検出する水分量検出手段と、
   前記再生側の空気の流量、前記デシカントロータの回転数および前記加熱装置が加熱する空気の出口温度の少なくとも１つを制御対象とし、前記水分量検出手段によって検出される水分量が目標とする水分量となるように、前記制御対象に対する制御値を決定する制御値決定手段と、
   前記第２の予冷装置が冷却する空気の出口温度の設定値を前記制御値決定手段によって決定された制御値に応じて決定する第２予冷装置出口温度設定手段と
   を備えることを特徴とするデシカント空調システム。
2. 請求項１に記載されたデシカント空調システムにおいて、
   前記第２予冷装置出口温度設定手段は、
   前記制御値が前記水分量検出手段によって検出される水分量を目標とする水分量まで高める方向への制御値であった場合、その制御値に応じて前記第２の予冷装置が冷却する空気の出口温度の設定値を上昇させる
   ことを特徴とするデシカント空調システム。
3. 再生側の空気流を形成する再生側ファンと、処理側の空気流を形成する処理側ファンと、前記再生側の空気の流路の下流側および前記処理側の空気の流路の上流側に跨って配設され処理側の空気からの吸湿と再生側の空気への放湿とを回転しながら連続的に行う第１のデシカントロータと、前記再生側の空気の流路の上流側および前記処理側の空気の流路の下流側に跨って配設され処理側の空気からの吸湿と再生側の空気への放湿とを回転しながら連続的に行う第２のデシカントロータと、前記第１のデシカントロータによる吸湿前の処理側の空気を冷却する第１の予冷装置と、前記第２のデシカントロータによる吸湿前の空気を冷却する第２の予冷装置と、前記第１のデシカントロータによる放湿前の再生側の空気を加熱する第１の加熱装置と、前記第２のデシカントロータによる放湿前の再生側の空気を加熱する第２の加熱装置と、前記第２のデシカントロータによって吸湿された処理側の乾燥した空気の供給を受ける被空調空間とを備えたデシカント空調システムに適用されるデシカント空調システムの運転方法において、
   前記処理側の乾燥した空気が流れる流路中に定められた所定の位置における水分量を検出する水分量検出ステップと、
   前記再生側の空気の流量、前記デシカントロータの回転数および前記加熱装置が加熱する空気の出口温度の少なくとも１つを制御対象とし、前記水分量検出ステップによって検出される水分量が目標とする水分量となるように、前記制御対象に対する制御値を決定する制御値決定ステップと、
   前記第２の予冷装置が冷却する空気の出口温度の設定値を前記制御値決定ステップによって決定された制御値に応じて決定する第２予冷装置出口温度設定ステップと
   を備えることを特徴とするデシカント空調システムの運転方法。
4. 請求項３に記載されたデシカント空調システムの運転方法において、
   前記第２予冷装置出口温度設定ステップは、
   前記制御値が前記水分量検出手段によって検出される水分量を目標とする水分量まで高める方向への制御値であった場合、その制御値に応じて前記第２の予冷装置が冷却する空気の出口温度の設定値を上昇させる
   ことを特徴とするデシカント空調システムの運転方法。

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