JP2015175568A - 除湿システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】給気用熱交換器ユニット(41)とパージ用熱交換器ユニット(42)を設け、各熱交換器ユニット(41,42)の吸着側の吸着熱交換器(40a,40b)を給気通路(21)とパージ通路(22)に並列に設け、再生側の吸着熱交換器(40b,40a)を再生通路(23)上に直列に設ける。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、空気(室外空気)を除湿して調湿空間(S)に供給する除湿システム(10)に関するものである。本実施形態では、湿度調整の対象となる調湿空間(S)は、例えば、低露点空気が求められるリチウム電池の製造ラインに設けられるドライクリーンルームである。本実施形態1では、除湿システム(10)は、室外空気(OA)を除湿して低露点(例えば、露点温度が−30℃から−50℃)の空気とし、給気(SA)として調湿空間(S)へ供給するように構成されている。
図1及び図2に示すように、除湿システム(10)は、空気が流れる空気通路(20)と、この空気通路(20)上に配置された除湿ユニット(30)とを備えている。
冷却除湿ユニット(60)は、外気導入通路(24)に設けられており、室外空気(OA)を冷却して除湿する外気冷却器(プレクーラー)(61)と、外気冷却器(61)で凝縮した水を回収するドレンパン(62)とを備えている。外気冷却器(61)は、フィンアンドチューブ式の熱交換器によって構成され、図示しない冷媒回路に接続され、蒸発器として機能して給気を冷却除湿する。外気冷却器(61)の下方近傍には、上記ドレンパン(62)が設けられている。ドレンパン(62)は、例えば、外気冷却器(61)の下方に設けられて上面が開口する容器によって構成され、外気冷却器(61)において凝縮した水を受け止める。なお、外気冷却器(61)は、冷媒回路ではなく、冷媒回路の蒸発器によって冷却された水やブライン等が供給されるチラー装置の利用側熱交換器によって構成してもよい。
給気用熱交換器ユニット(41)は、第1及び第2吸着熱交換器(40a,40b)が接続された給気用熱交換器ユニット側冷媒回路(43a)と、該給気用熱交換器ユニット側冷媒回路(43a)を収容するケーシング(44a)と、該ケーシング(44a)内に設けられて空気の流路を切り換える第1及び第2流路切換部(45a,45b)と、図示しない給気ファンと排気ファンとを有している。
パージ用熱交換器ユニット(42)は、第1及び第2吸着熱交換器(40a,40b)が接続されたパージ用熱交換器ユニット側冷媒回路(43b)と、該パージ用熱交換器ユニット側冷媒回路(43b)を収容するケーシング(44b)と、該ケーシング(44b)内に設けられて空気の流路を切り換える第1及び第2流路切換部(49a,49b)と、図示しない給気ファンと排気ファンとを有している。
ロータ式除湿ユニット(50)は、吸着ロータ(51)と再生用熱交換器(17)とを有している。吸着ロータ(51)は、円板状の多孔性の基材の表面に吸着剤が担持されることにより構成されている。吸着ロータ(51)は、給気通路(21)とパージ通路(22)と再生通路(23)とに跨って配置されている。吸着ロータ(51)は、駆動機構(図示省略)によって駆動されて、給気通路(11)とパージ通路(22)と再生通路(23)の間の軸心を中心として回転するように構成されている。
再生用熱交換器(17)は、フィンアンドチューブ式の熱交換器によって構成され、冷媒回路の凝縮器として機能して吸着ロータ(51)のパージゾーン(53)で除湿された空気を加熱する。
除湿システム(10)では、コントローラ(100)により、除湿運転が実行される。具体的には、給気用熱交換器ユニット(41)及びパージ用熱交換器ユニット(42)の各ファンが所定の風量で駆動される。各ファンの駆動により、給気通路(21)、パージ通路(22)及び再生通路(23)のそれぞれにおいて空気が流通する。
給気用熱交換器ユニット及びパージ用熱交換器ユニット(41,42)の各給気ファン(図示せず)の駆動により、室外空気(OA)が導入通路(24)に流入する。導入通路(24)を流れる空気は、冷却除湿ユニット(20)の外気冷却器(21)に流入し、該外気冷却器(21)を通過する際に冷却及び除湿される。冷却時に空気中から発生した凝縮水は、ドレンパン(22)に回収される。
パージ用熱交換器ユニット(42)の排気ファン(図示せず)の駆動により、導入通路(24)を流れる空気の一部がパージ通路(22)へ分流し、パージ用熱交換器ユニット(42)を流れる。この空気は、第1動作中には、蒸発器として機能する第1吸着熱交換器(40a)の収容室に導かれる(図1参照)。該収容室において第1吸着熱交換器(40a)を通過する空気は、冷媒によって冷却されると共に、該空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じる吸着熱が冷媒に吸収される。このようにして第1吸着熱交換器(40a)を通過する空気が冷却及び除湿される。一方、第2動作中には、パージ用熱交換器ユニット(42)に流入した空気は、蒸発器として機能する第2吸着熱交換器(40b)の収容室に導かれ(図2参照)、該第2吸着熱交換器(40b)を通過する際に冷却及び除湿される。
本実施形態によれば、吸着ロータ(51)の吸着ゾーン(52)に流す空気よりもパージゾーン(53)に流す空気の湿度が高くてもよいことから、給気とパージ空気の除湿を別々の熱交換器ユニット(41,42)で行うとともに、給気用熱交換器ユニット(41)の除湿能力よりもパージ用熱交換器ユニット(42)の除湿能力を低くしている。このことにより、同じ湿度の空気を吸着ゾーン(52)とパージゾーン(53)に供給する場合と比べて、熱交換器ユニット(40)の全体としての除湿能力を抑えられる。また、パージゾーン(53)に供給する空気の風量は、吸着ゾーン(52)に供給する空気の風量よりも少なくしている。以上のことから、パージ用熱交換器ユニット(42)の除湿能力を下げることにより、給気の除湿を優先的に行う効率のよい除湿工程を行うことができる。そして、特にパージ用熱交換器ユニット(42)における消費電力を抑えられるから、システムの省エネルギー化を図ることが可能となる。
本発明の実施形態2について説明する。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
20 空気通路
21 給気通路
22 パージ通路
23 再生通路
30 除湿ユニット
40 熱交換器ユニット
40a 吸着熱交換器
40b 吸着熱交換器
41 給気用熱交換器ユニット
42 パージ用熱交換器ユニット
43a 給気用熱交換器ユニット側冷媒回路
43b パージ用熱交換器ユニット側冷媒回路
50 ロータユニット
51 吸着ロータ
52 吸着ゾーン
53 パージゾーン
54 再生ゾーン
70 調湿ブロック(湿度調整部材)
S 調湿空間
Claims (4)
- 空気が流れる空気通路(20)と、該空気通路(20)上に配置された除湿ユニット(30)とを備え、
上記除湿ユニット(30)が、吸着側と再生側とに交互に切り換えられる2つの吸着熱交換器(40a,40b)を有する熱交換器ユニット(40)と、吸着ゾーン(52)とパージゾーン(53)と再生ゾーン(54)を有する吸着ロータ(51)を備えたロータユニット(50)とを備え、
上記空気通路(20)が、吸着側の吸着熱交換器(40a,40b)を通過した空気が上記吸着ゾーン(52)を通過して調湿空間(S)に供給される給気通路(21)と、吸着側の吸着熱交換器(40a,40b)を通過した空気が上記パージゾーン(53)を通過するパージ通路(22)と、パージゾーン(53)を通過した後の空気が上記再生ゾーン(54)と再生側の吸着熱交換器(40b,40a)を順に流れる再生通路(23)とを備えた除湿システムであって、
上記熱交換器ユニット(40)がパージ用熱交換器ユニット(42)と給気用熱交換器ユニット(41)とを備え、パージ用熱交換器ユニット(42)の吸着側の吸着熱交換器(40a,40b)が上記パージ通路(22)上に配置され、かつ給気用熱交換器ユニット(41)の吸着側の吸着熱交換器(40a,40b)が上記給気通路(21)上に配置され、
上記パージ用熱交換器ユニット(42)の除湿能力が給気用熱交換器ユニット(41)の除湿能力よりも小さいことを特徴とする除湿システム。 - 請求項1において、
上記再生通路(23)には、空気の流れの上流側から下流側に向かって、上記吸着ロータ(51)の再生ゾーン(54)、上記給気用熱交換器ユニット(41)の再生側の吸着熱交換器(40b,40a)、及び上記パージ用熱交換器ユニット(42)の再生側の吸着熱交換器(40b,40a)が順に配置されていることを特徴とする除湿システム。 - 請求項2において、
給気用熱交換器ユニット(41)及びパージ用熱交換器ユニット(42)には、吸着側の吸着熱交換器(40a,40b)に対して空気流れの下流側となり、再生側の吸着熱交換器(40b,40a)に対して空気流れの上流側となる位置に、空気流路に吸着剤が設けられた湿度調整部材(70)が設けられていることを特徴とする除湿システム。 - 請求項1から3のいずれか1つにおいて、
上記熱交換器ユニット(40)は、冷媒の循環方向が可逆に構成された冷媒回路(43a,43b)を備え、
上記熱交換器ユニット(40)の2つの吸着熱交換器(40a,40b)が、上記冷媒回路(43a,43b)の2つの熱交換器であることを特徴とする除湿システム。
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