JP2018122268A - Dehumidification system for dry room - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドライルーム内を所定温度および所定湿度に維持するための除湿システムに関するものである。 The present invention relates to a dehumidification system for maintaining a dry room at a predetermined temperature and a predetermined humidity.
従来のドライルーム用除湿システムとして、例えば特許文献1に記載されたようなものがある。
特許文献1に記載のドライルーム用除湿システムは、除湿対象空気を冷却する予冷手段と、予冷手段によって冷却した除湿対象空気を吸着剤による水分吸着により除湿する除湿手段と、除湿手段によって除湿された空気を加熱する再熱手段とを備えている。
As a conventional dry room dehumidification system, for example, there is one described in
The dehumidifying system for a dry room described in
そして、再熱手段が、再生用高温気体の生成に使用した後の高温熱媒を熱源として除湿空気を加熱する第1再熱部と、吸着剤の再生に使用した後の再生用高温気体を熱源として除湿空気を加熱する第2再熱部と、外気の冷却に使用した後の予冷用熱媒を熱源として除湿空気を加熱する第3再熱部のうち、少なくとも2つの再熱部を備えており、それらの再熱部が上記記載順とは逆の順序で除湿空気を順次に加熱するように構成されている。 And the reheating means uses the high temperature heating medium after being used for generating the high temperature gas for regeneration as the heat source, the first reheating part for heating the dehumidified air, and the high temperature gas for regeneration after being used for the regeneration of the adsorbent. There are provided at least two reheating units among a second reheating unit that heats dehumidified air as a heat source and a third reheating unit that heats dehumidified air using a pre-cooling heat medium after being used to cool outside air as a heat source. These reheating sections are configured to sequentially heat the dehumidified air in the reverse order of the above described order.
この構成によれば、除湿空気の加熱のために生成した専用蒸気や専用温水、あるいは除湿空気の加熱のために発生させた専用電熱を用いて除湿空気を加熱する構成の除湿システムに比べ、それらの専用蒸気や専用温水の生成、あるいは、専用電熱の発生に要する再熱手段での浪費的なエネルギー消費を効果的に解消し、省エネ化が図れる。 According to this configuration, compared to a dehumidification system configured to heat the dehumidified air using dedicated steam or dedicated hot water generated for heating the dehumidified air, or dedicated electric heat generated for heating the dehumidified air, This effectively eliminates wasteful energy consumption in the reheating means required for the generation of dedicated steam and dedicated hot water, or the generation of dedicated electric heat.
しかしその一方で、この構成では、再生用高温気体の生成に使用した後の高温熱媒や、吸着剤の再生に使用した後の再生用高温気体として、高温空気や蒸気(高温水蒸気)や燃焼ガス等が必要とされ、外気の冷却に使用した後の予冷用熱媒として、冷却水や冷却用ブラインあるいは冷凍回路の冷媒等が必要とされる。 However, on the other hand, in this configuration, high-temperature air, steam (high-temperature steam), or combustion is used as a high-temperature heat medium after being used to generate a high-temperature gas for regeneration or a high-temperature gas for regeneration after being used for regeneration of an adsorbent. Gas or the like is required, and cooling water, a cooling brine, a refrigerant of a refrigeration circuit, or the like is required as a pre-cooling heat medium after being used for cooling the outside air.
そして、これらの必要な手段が存在する環境がなければシステムの設置ができず、よって、この除湿システムは設置場所の制約を受ける。
また、この除湿システムは構造が複雑であり、システム内の空気の流量制御が容易ではないという欠点も有している。
And if there is no environment where these necessary means exist, the system cannot be installed. Therefore, the dehumidifying system is restricted by the installation location.
Further, this dehumidifying system has a complicated structure and has a drawback that it is not easy to control the flow rate of air in the system.
したがって、本発明の課題は、構造が簡単で、優れた省エネ効果を奏するドライルーム用除湿システムを提供することにある。 Therefore, the subject of this invention is providing the dehumidification system for dry rooms which has a simple structure and has the outstanding energy-saving effect.
上記課題を解決するため、本発明は、吸着ゾーンおよびパージゾーンおよび再生ゾーンを有する除湿ロータと、前記除湿ロータの前記吸着ゾーンの出力側およびドライルームの給気口を接続する第1の通気管路と、前記ドライルームの排気口および前記除湿ロータの前記吸着ゾーンの入力側を接続する第2の通気管路と、前記第2の通気管路に配置された循環ファンと、互いに冷媒管路によって接続された圧縮器および凝縮器および膨張弁および蒸発器からなり、前記除湿ロータの前記吸着ゾーンの入力側の空気を冷却するための冷凍サイクルと、を備え、前記第2の通気管路が前記冷凍サイクルの前記蒸発器を通ってのびており、さらに、前記第1の通気管路に設けられ、前記第1の通気管路を流れる空気と外気との間で熱交換を行うための熱交換器と、前記第1の通気管路における前記熱交換器の下流側に設けられた再熱ヒータと、を備え、前記冷凍サイクルにおける高圧側の冷媒管路にバイパス管路が設けられ、前記バイパス管路は前記再熱ヒータを通ってのび、前記バイパス管路には、流量制御弁と、前記凝縮器側から前記圧縮器側への冷媒の流れを防止する逆止弁とが配置されており、さらに、一端が大気中に開口し、前記熱交換器を通ってのびて、他端が前記第2の通気管路における前記蒸発器の上流側に接続された外気取り入れ管路と、前記第1の通気管路における前記熱交換器の下流側と前記除湿ロータの前記パージゾーンの入力側とを接続する分岐管路と、前記除湿ロータの前記パージゾーンの出力側および前記除湿ロータの前記再生ゾーンの入力側を接続する再生用空気供給管路と、前記再生用空気供給管路に設けられた再生ヒータと、前記除湿ロータの前記再生ゾーンの出力側に接続された排気管路と、前記ドライルーム内に配置された温度センサーと、を備え、前記温度センサーの検出温度に基づいて、前記冷凍サイクルにおける前記バイパス管路の前記流量制御弁の開度が制御されるものであることを特徴とするドライルーム用除湿システムを構成したものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a dehumidification rotor having an adsorption zone, a purge zone, and a regeneration zone, and a first vent pipe that connects an output side of the adsorption zone of the dehumidification rotor and an air supply port of a dry room. A second vent line that connects the passage, an exhaust port of the dry room and an input side of the adsorption zone of the dehumidifying rotor, a circulation fan disposed in the second vent line, and a refrigerant duct A refrigeration cycle for cooling the air on the input side of the adsorption zone of the dehumidification rotor, the second vent line comprising: a compressor and a condenser connected by a In order to exchange heat between the air that flows through the evaporator of the refrigeration cycle and that is provided in the first ventilation pipe and flows through the first ventilation pipe. A heat exchanger and a reheat heater provided on the downstream side of the heat exchanger in the first vent line, and a bypass line is provided in the high-pressure side refrigerant line in the refrigeration cycle, The bypass line extends through the reheat heater, and a flow rate control valve and a check valve for preventing a refrigerant flow from the condenser side to the compressor side are disposed in the bypass line. And an outside air intake line having one end opened to the atmosphere, extending through the heat exchanger, and the other end connected to the upstream side of the evaporator in the second ventilation line; A branch line connecting the downstream side of the heat exchanger in the first ventilation line and the input side of the purge zone of the dehumidification rotor, the output side of the purge zone of the dehumidification rotor, and the dehumidification rotor Connect the input side of the playback zone A raw air supply line, a regenerative heater provided in the regenerative air supply line, an exhaust line connected to the output side of the regeneration zone of the dehumidification rotor, and the dry room A dehumidifying system for a dry room, wherein the opening degree of the flow control valve of the bypass pipe in the refrigeration cycle is controlled based on a temperature detected by the temperature sensor. Is configured.
上記構成において、好ましくは、前記冷凍サイクルの低圧側の冷媒管路に別のバイパス管路が設けられ、前記冷凍サイクルの前記膨張弁および前記蒸発器が前記低圧側の冷媒管路における前記別のバイパス管路に並列にのびる部分に配置される一方、前記別のバイパス管路には別の膨張弁および別の蒸発器が配置され、前記外気取り入れ管路が前記別の蒸発器を通ってのびている。 In the above configuration, preferably, another bypass pipe is provided in the refrigerant line on the low-pressure side of the refrigeration cycle, and the expansion valve and the evaporator of the refrigeration cycle are provided in the other refrigerant line on the low-pressure side. While being arranged in a portion extending in parallel to the bypass line, another expansion valve and another evaporator are arranged in the other bypass line, and the outside air intake line passes through the other evaporator. It is
本発明によれば、除湿ロータ(吸着ゾーン)の出力側の第1の通気管路に上流側から順に熱交換器と再熱ヒータを配置し、除湿ロータ(吸着ゾーン)の入力側の空気を冷却するための冷凍サイクルの高圧側の冷媒管路にバイパス管路を設け、バイパス管路が再熱ヒータを通ってのび、外気取り入れ管路が熱交換器を通ってのびるようにしている。 According to the present invention, the heat exchanger and the reheat heater are arranged in order from the upstream side in the first ventilation duct on the output side of the dehumidification rotor (adsorption zone), and the air on the input side of the dehumidification rotor (adsorption zone) is A bypass line is provided in the refrigerant line on the high pressure side of the refrigeration cycle for cooling, and the bypass line extends through the reheat heater and the outside air intake line extends through the heat exchanger.
そして、外気と除湿ロータ(吸着ゾーン)から第1の通気管路に排出された低温の乾き空気との間に十分な温度差がある場合は、熱交換器によって乾き空気を所定温度(ドライルーム内の設定温度)まで加熱する。
また、この熱交換器による加熱だけでは所定温度に達しない場合には、冷凍サイクルのバイパス管路を流れる高温冷媒により、再熱ヒータを介して乾き空気をさらに加熱する。
こうして、除湿ロータ(吸着ゾーン)から排出される低温の乾き空気を、外気と、冷凍サイクルの排熱によって加熱することで、エネルギーロスが極めて少ない除湿システムを実現することができる。
If there is a sufficient temperature difference between the outside air and the low-temperature dry air discharged from the dehumidification rotor (adsorption zone) to the first ventilation duct, the dry air is converted to a predetermined temperature (dry room) by a heat exchanger. Heat up to the set temperature inside).
Further, when the predetermined temperature cannot be reached only by heating with the heat exchanger, the dry air is further heated via the reheat heater by the high-temperature refrigerant flowing through the bypass pipe of the refrigeration cycle.
In this way, a low temperature dry air discharged from the dehumidification rotor (adsorption zone) is heated by the outside air and the exhaust heat of the refrigeration cycle, thereby realizing a dehumidification system with very little energy loss.
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の構成を好ましい実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の1実施例によるドライルーム用除湿システムの構成を示すブロック図である。
図1を参照して、本発明によれば、吸着ゾーン1aおよびパージゾーン1bおよび再生ゾーン1cを有する除湿ロータ1と、除湿ロータ1の吸着ゾーン1aの出力側およびドライルーム2の給気口2aを接続する第1の通気管路3と、ドライルーム1の排気口1bおよび除湿ロータ1の吸着ゾーン1aの入力側を接続する第2の通気管路4と、第2の通気管路4に配置された循環ファン5が備えられる。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a dehumidifying system for a dry room according to one embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, according to the present invention, a
また、互いに冷媒管路7によって接続された圧縮器8および凝縮器9および膨張弁10および蒸発器11からなり、除湿ロータ1の吸着ゾーン1aの入力側の空気を冷却するための冷凍サイクル6が備えられる。
この実施例では、凝縮器9は、排熱ファン9aを備えた空冷式凝縮器からなっており、凝縮器9と圧縮機9から、空冷式インバータ冷凍機22が構成されている。
なお、空冷式凝縮器の代わりに水冷式凝縮器を使用することもできる。
A refrigerating
In this embodiment, the condenser 9 is an air-cooled condenser provided with a
A water-cooled condenser can be used instead of the air-cooled condenser.
第2の通気管路4が冷凍サイクル6の蒸発器11を通ってのびている。
第1の通気管路3には、第1の通気管路3を流れる空気と外気との間で熱交換を行うための熱交換器12が設けられ、第1の通気管路3における熱交換器12の下流側に、再熱ヒータ13が設けられる。
A
The
そして、冷凍サイクル6における高圧側の冷媒管路にバイパス管路14が設けられ、バイパス管路14は再熱ヒータ13を通ってのびている。
バイパス管路14には、流量制御弁15と、凝縮器9側から圧縮器8側への冷媒の流れを防止する逆止弁16が配置されている。
こうして、バイパス管路14を流れる高温冷媒により、再熱ヒータ13を介して第1の通気管路3を流れる低温の乾き空気が加熱されるようになっている。
A
A flow
Thus, the low-temperature dry air flowing through the
また、ドライルーム2内に温度センサ23が配置されている。そして、バイパス管路14の流量制御弁15の開度が、制御部24により、温度センサ23の検出温度に従って制御されるようになっている。
A
さらに、一端が大気中に開口し、熱交換器12を通ってのびて、他端が第2の通気管路4における蒸発器11の上流側に接続された外気取り入れ管路17が備えられ、第1の通気管路3における熱交換器12の下流側と除湿ロータ1のパージゾーン1bの入力側とが分岐管路18によって接続され、除湿ロータ1のパージゾーン1bの出力側と除湿ロータ1の再生ゾーン1cの入力側とが再生用空気供給管路19によって接続される。
再生用空気供給管路19には、再生ヒータ20が設けられ、除湿ロータ1の再生ゾーン1cの出力側に排気管路21が設けられる。
Furthermore, an outside
A
ドライルーム2は、ルーム2内の環境を汚染する恐れのあるガスや微粒子を、本発明による除湿システムの系外に排気するための局所排気装置28を備えている。
The
次に、本発明によるドライルーム用除湿システムの動作を説明する。
送風ファン5の作動によって、除湿ロータ1(吸着ゾーン1a)→第1の通気管路3→ドライルーム2(給気口2a)→ドライルーム2(排気口2b)→第2の通気管路4→除湿ロータ1(吸着ゾーン1a)なる空気循環が生じる。それと同時に、外気が外気取り込み管路15を通じて第2の通気管路4に流入する。
Next, the operation of the dehumidifying system for a dry room according to the present invention will be described.
Dehumidification rotor 1 (adsorption zone 1a) →
また、冷凍サイクル6の作動によって冷媒が冷媒管路7内を循環し、この循環の間に、圧縮器8で圧縮された後、凝縮器9で凝縮され(液化し)、次いで、膨張弁10で減圧されて、蒸発器11で蒸発せしめられ(気化し)、その後、再び圧縮器8で圧縮される。
Further, the refrigerant circulates in the
こうして、上記空気循環において、ドライルーム2からの排気は、蒸発器11を通過する間に冷却された後、除湿ローラ1の吸着ゾーン1aに流入し、吸着ゾーン1aにおいて低温で除湿される。
吸着ゾーン1aから排出された低温の乾き空気は、その一部が分岐管路18に流入し、除湿ロータ1のパージゾーン1bを通過する。次いで、パージゾーン1bから再生空気供給管路19を通じ、再生ヒータ20を経て、除湿ロータ1の再生ゾーン1cに流入し、その後、再生ゾーン1cから排気管路21を通じて大気中に排出される。
Thus, in the air circulation, the exhaust from the
Part of the low-temperature dry air discharged from the adsorption zone 1 a flows into the
一方、吸着ゾーン1aから排出された低温の乾き空気の残りは、熱交換器12を通過する。そして、乾き空気が熱交換器12を通過する間、外気の温度が高くて外気と乾き空気との間に十分な温度差がある場合、乾き空気は熱交換器12によってドライルーム2内の設定温度まで加熱される。
そして、この熱交換器12による加熱だけでドライルーム2内の設定温度に達する場合は、冷凍サイクル6のバイパス管路14の流量制御弁15は閉じられて再熱ヒータ13による加熱は行われない。
On the other hand, the remaining low-temperature dry air discharged from the adsorption zone 1 a passes through the
When the set temperature in the
一方、熱交換器12による加熱だけでは乾き空気の温度がドライルーム内の設定温度に達しない場合には、冷凍サイクル6のバイパス管路14の流量制御弁15が開かれ、バイパス管路14に高温冷媒が導入され、第1の通気管路3を流れる乾き空気が再熱ヒータ13によってさらに加熱される。このとき、制御部24によって、流量制御弁15の開度、すなわちバイパス管路14を流れる高温冷媒の流量が、乾き空気がドライルーム2内の設定温度まで加熱されるように制御される。
On the other hand, when the temperature of the dry air does not reach the set temperature in the dry room only by heating by the
こうして、本発明によれば、除湿ロータから出力される乾き空気を、外気および冷凍サイクルの排熱によって加熱することで、極めてエネルギーロスの少ない除湿システムを実現することができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to realize a dehumidification system with very little energy loss by heating the dry air output from the dehumidification rotor by the outside air and exhaust heat of the refrigeration cycle.
図2は、図1の実施例の変形例を示す図1に類似の図である。
この変形例では、冷凍サイクル6の低圧側の冷媒管路に別のバイパス管路25が設けられる。
そして、冷凍サイクル6の膨張弁10および蒸発器11が低圧側の冷媒管路における別のバイパス管路25に並列にのびる部分に配置される一方、別のバイパス管路25には別の膨張弁27および別の蒸発器26が配置され、外気取り入れ管路17が別の蒸発器26を通ってのびている。
FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 showing a modification of the embodiment of FIG.
In this modification, another
The
この変形例では、外気を、別の蒸発器26によって予冷した後、第2の通気管路4に導入し、さらに、ドライルームからの排気と外気の混合空気を蒸発器11によって冷却するので、より低露点の空気を安定的にドライルーム2に供給することができる。
In this modification, after the outside air is pre-cooled by another
1 除湿ロータ
1a 吸着ゾーン
1b パージゾーン
1c 再生ゾーン
2 ドライルーム
2a 給気口
2b 排気口
3 第1の通気管路
4 第2の通気管路
5 循環ファン
6 冷凍サイクル
7 冷媒管路
8 圧縮器
9 凝縮器
9a 排熱ファン
10 膨張弁
11 蒸発器
12 熱交換器
13 再熱ヒータ
14 バイパス管路
15 流量制御弁
16 逆止弁
17 外気取り入れ管路
18 分岐管路
19 再生用空気供給管路
20 再生ヒータ
21 排気管路
22 空冷式インバータ冷凍機
23 温度センサ
24 制御部
25 別のバイパス管路
26 別の蒸発器
27 別の膨張弁
28 局所排気装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記除湿ロータの前記吸着ゾーンの出力側およびドライルームの給気口を接続する第1の通気管路と、
前記ドライルームの排気口および前記除湿ロータの前記吸着ゾーンの入力側を接続する第2の通気管路と、
前記第2の通気管路に配置された循環ファンと、
互いに冷媒管路によって接続された圧縮器および凝縮器および膨張弁および蒸発器からなり、前記除湿ロータの前記吸着ゾーンの入力側の空気を冷却するための冷凍サイクルと、を備え、
前記第2の通気管路が前記冷凍サイクルの前記蒸発器を通ってのびており、さらに、
前記第1の通気管路に設けられ、前記第1の通気管路を流れる空気と外気との間で熱交換を行うための熱交換器と、
前記第1の通気管路における前記熱交換器の下流側に設けられた再熱ヒータと、を備え、
前記冷凍サイクルにおける高圧側の冷媒管路にバイパス管路が設けられ、前記バイパス管路は前記再熱ヒータを通ってのび、前記バイパス管路には、流量制御弁と、前記凝縮器側から前記圧縮器側への冷媒の流れを防止する逆止弁とが配置されており、さらに、
一端が大気中に開口し、前記熱交換器を通ってのびて、他端が前記第2の通気管路における前記蒸発器の上流側に接続された外気取り入れ管路と、
前記第1の通気管路における前記熱交換器の下流側と前記除湿ロータの前記パージゾーンの入力側とを接続する分岐管路と、
前記除湿ロータの前記パージゾーンの出力側および前記除湿ロータの前記再生ゾーンの入力側を接続する再生用空気供給管路と、
前記再生用空気供給管路に設けられた再生ヒータと、
前記除湿ロータの前記再生ゾーンの出力側に接続された排気管路と、
前記ドライルーム内に配置された温度センサーと、を備え、
前記温度センサーの検出温度に基づいて、前記冷凍サイクルにおける前記バイパス管路の前記流量制御弁の開度が制御されるものであることを特徴とするドライルーム用除湿システム。 A dehumidification rotor having an adsorption zone and a purge zone and a regeneration zone;
A first vent line connecting an output side of the adsorption zone of the dehumidification rotor and an air supply port of a dry room;
A second vent line connecting the exhaust port of the dry room and the input side of the adsorption zone of the dehumidifying rotor;
A circulation fan disposed in the second vent line;
A refrigeration cycle for cooling air on the input side of the adsorption zone of the dehumidification rotor, comprising a compressor and a condenser, an expansion valve and an evaporator connected to each other by a refrigerant line;
The second vent line extends through the evaporator of the refrigeration cycle; and
A heat exchanger for exchanging heat between the air flowing in the first ventilation duct and the outside air, provided in the first ventilation duct;
A reheat heater provided on the downstream side of the heat exchanger in the first vent pipe,
A bypass line is provided in the high-pressure side refrigerant line in the refrigeration cycle, the bypass line extends through the reheat heater, and the bypass line includes a flow rate control valve and the condenser side from the condenser side. A check valve that prevents the flow of refrigerant to the compressor side is disposed;
An outside air intake line having one end opened to the atmosphere, extending through the heat exchanger, and the other end connected to the upstream side of the evaporator in the second vent line;
A branch line connecting the downstream side of the heat exchanger in the first vent line and the input side of the purge zone of the dehumidification rotor;
A regeneration air supply line connecting the output side of the purge zone of the dehumidification rotor and the input side of the regeneration zone of the dehumidification rotor;
A regenerative heater provided in the regenerative air supply line;
An exhaust line connected to the output side of the regeneration zone of the dehumidifying rotor;
A temperature sensor disposed in the dry room,
A dehumidification system for a dry room, wherein the opening degree of the flow rate control valve of the bypass line in the refrigeration cycle is controlled based on a temperature detected by the temperature sensor.
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