吸脱着装置およびロータ回転数制御方法
【課題】デシカントロータでの水分の吸脱着状態を把握し、デシカントロータの回転数を自動調整するようにして、デシカントロータの吸脱着状態の変動を軽減する。
【解決手段】水分交換状態監視装置３００Ａを設ける。水分交換状態監視装置３００Ａは、湿度差検出部１５と湿度差設定値記憶部１６とロータ回転数制御演算部１７とを備えている。湿度差検出部１５はデシカントロータ３を通過する処理側の空気の前後の湿度差Δｈを検出する。ロータ回転数制御演算部１７は、湿度差検出部１５からの湿度差Δｈが湿度差設定値記憶部１６に記憶されている湿度差設定値Δｈｓｐ１とΔｈｓｐ２との間に入るように、デシカントロータ３の回転数を制御する。再生側も同様にして、デシカントロータ３を通過する再生側の空気の前後の湿度差Δｈを検出し、この検出された湿度差Δｈに基づいてデシカントロータ３の回転数を制御することが可能である。
【解決手段】水分交換状態監視装置３００Ａを設ける。水分交換状態監視装置３００Ａは、湿度差検出部１５と湿度差設定値記憶部１６とロータ回転数制御演算部１７とを備えている。湿度差検出部１５はデシカントロータ３を通過する処理側の空気の前後の湿度差Δｈを検出する。ロータ回転数制御演算部１７は、湿度差検出部１５からの湿度差Δｈが湿度差設定値記憶部１６に記憶されている湿度差設定値Δｈｓｐ１とΔｈｓｐ２との間に入るように、デシカントロータ３の回転数を制御する。再生側も同様にして、デシカントロータ３を通過する再生側の空気の前後の湿度差Δｈを検出し、この検出された湿度差Δｈに基づいてデシカントロータ３の回転数を制御することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理側の空気の流路および再生側の空気の流路に配設され処理側の空気からの水分の吸着と再生側の空気への水分の脱着とを回転しながら連続的に行うロータを用いた吸脱着装置（デシカント空調システム）およびこの吸脱着装置におけるロータの回転数を制御するロータ回転数制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、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）。以下、このデシカント空調システムにおけるロータをデシカントロータと呼ぶ。
【０００３】
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、高分子収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。
【０００４】
〔デシカント空調システム〕
図８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、１は処理側の空気流を形成する処理側ファン、２は再生側の空気流を形成する再生側ファン、３は処理側の空気の流路Ｌ１および再生側の空気の流路Ｌ２に跨って配設されたデシカントロータ（吸脱着手段）、４はデシカントロータ３による吸湿後の処理側の乾燥した空気を冷却する冷水コイル（冷却装置）、５はデシカントロータ３による放湿前の空気を加熱する温水コイル（加熱装置）、６はデシカントロータ３を回転させるモータ、７は冷水コイル４によって冷却された処理側の乾燥した空気（給気）ＳＡの温度を計測する温度センサ、８は温水コイル５によって加熱された再生側の空気（再生用空気）ＳＲの温度を計測する温度センサであり、これらによってデシカント空調機１００が構成されている。
【０００５】
デシカント空調機１００の冷水コイル４には冷水弁９を介して冷水ＣＷが供給され、温水コイル５には温水弁１０を介して温水ＨＷが供給される。また、冷水コイル４に対してコントローラ１１が設けられ、温水コイル５に対してコントローラ１２が設けられている。コントローラ１１は、温度センサ７が計測する給気ＳＡの温度ｔｓｐｖを設定温度ｔｓｓｐに一致させるように、冷水弁９の開度を制御する。コントローラ１２は、温度センサ８が計測する再生用空気ＳＲの温度ｔｒｐｖを設定温度ｔｒｓｐに一致させるように、温水弁１０の開度を制御する。２００はデシカント空調機１００からの給気ＳＡの供給を受けるドライルーム（被空調空間）である。
【０００６】
〔処理側〕
このデシカント空調システムにおいて、ドライルーム２００からの還気ＲＡはデシカントロータ３への吸湿前の処理側の空気に戻される。この例では、還気ＲＡが外気ＯＡと混合され、デシカントロータ３への吸湿前の処理側の空気とされる。なお、ドライルーム２００からの還気ＲＡの量は一定とされる。また、還気ＲＡと混合される外気ＯＡの量は、ドライルーム２００における室圧を一定とするように、図示されていない室圧制御装置によって制御される。
【０００７】
処理側において、還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気は、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、このデシカントロータ３による吸湿後の還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気、すなわちデシカントロータ３によって除湿された還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気が冷水コイル４へ送られて冷却され、給気ＳＡとしてドライルーム２００へ供給される。
【０００８】
〔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５に送られて加熱される。これによって、外気ＯＡの温度が上昇し、相対湿度が下げられる。この相対湿度が下げられた高温の外気ＯＡは、再生用空気ＳＲとしてデシカントロータ３へ送られ、デシカントロータ３の固体吸着剤を通過する。
【０００９】
すなわち、デシカントロータ３は回転しており、処理側において還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気から水分を吸着した固体吸着剤が再生用空気ＳＲに対面した際に、接する気体の濃度に応じて吸着等温線により決まる吸着量の低下に伴い、固体吸着剤から水分が脱着され、再生用空気ＳＲへ水分が移動する。この固体吸着剤からの水分を吸収した再生用空気ＳＲは排気ＥＡとして排出される。また、再生用空気ＳＲとの熱交換によりデシカントロータ３の温度は上昇している。
【００１０】
このようにして、デシカント空調システムでは、デシカントロータ３を一定の回転速度で回転させながら、還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気（処理側の空気）からの吸湿と再生用空気ＳＲ（再生側の空気）への放湿とがデシカントロータ３において連続的に行われ、デシカント空調機１００からのドライルーム２００への給気（乾燥空気（低露点温度の空気））ＳＡの供給が続けられる。
【００１１】
このデシカント空調システムにおいて、デシカントロータ３の吸脱着状態を把握するようにし、この把握した吸脱着状態に基づいてデシカントロータ３の回転数を調整するにようすれば、条件変化によるデシカントロータ３の吸脱着状態の変動を軽減することができる。
【００１２】
〔デシカントロータの運転方法〕
デシカントロータの回転数と除湿効率との関係は凸型であることが知られており、従来より、デシカントロータの回転数を決定する方法として、想定した使用条件下で除湿効率が最大となる回転数を実測により決定する方式があり、また吸熱に関する理論式を用いる方式などが研究されている。
【００１３】
例えば、想定条件下での実測による方式では、再生風量、再生空気入口温度、再生空気入口絶対湿度、処理風量、処理空気入口温度、処理空気入口絶対湿度などを使用条件に合わせて調節した装置を構成し、デシカントロータ３の回転数を変えながら出口空気露点温度が最も低くなる（除湿効率が最大となる）回転数を探索するという方法がとられる（例えば、非特許文献１参照）。
【００１４】
例えば、吸熱に関する理論式を用いる方式では、平衡状態での絶対湿度、吸着剤の水分量、風速等のデータを吸熱に関する理論式を用いて数値解析を行い、最適な回転数を予測するという方法がとられる（例えば、非特許文献２、３参照）。
【００１５】
例えば、前記の方法を用いて、さまざまな運転条件でのデシカントロータの最適な回転数を予め求めておき、運転の際に各種運転条件を与えて対応する回転数でデシカントロータを運転する方法がとられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−３０８２２９号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１６９３号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】頭島、杉浦、福井、藤居、今成「低露点空調設備の省エネルギーに関する検討（第1報）」空気調和・衛生工学会学術講演論文集、2006（長野）、ｐｐ．３５５−３５８。
【非特許文献２】荒井、木村、黒田、渡邉、「非結露型空調のための新デシカント調湿機提供と省エネルギー効果の研究」、ＨｉＫａＬｏ情報誌 Ｎｏ．３０（２００８）、ｐｐ．１４−１８。
【非特許文献３】辻口、児玉、「吸着材デシカントロータの水蒸気吸脱着挙動」、日本冷凍空調学会論文集 Ｖｏｌ．２４，ＮＯ．３（２００７）、ｐｐ．２０５−２１６。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、従来より研究されているデシカントロータの回転数決定方法によると、デシカントロータの除湿効率を最大にする回転数がその他の条件によって異なるため、運転条件の変化により除湿能力不足となることがある。
【００１９】
また、吸熱に関する理論式を用いる方式や、予め条件に対応した最適な回転数を求めておく方式では、平衡状態での絶対湿度、吸着剤の水分量、風速等、多くのパラメータを考慮し、これらすべてを妥当な精度で計測または推定する、ことが困難なため、デシカントロータの最適な回転数を運転条件に合わせて決定することができない。
【００２０】
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、デシカントロータの回転数を自動調整するようにして、デシカントロータの吸脱着状態の変動を軽減することが可能な吸脱着装置およびロータ回転数制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような目的を達成するために、本発明に係る吸脱着装置は、処理側の空気の流路および再生側の空気の流路に配設され処理側の空気からの水分の吸着と再生側の空気への水分の脱着とを回転しながら連続的に行うデシカントロータと、このデシカントロータを通過する空気の前後の湿度差を検出する湿度差検出手段と、この湿度差検出手段によって検出された湿度差に基づいてデシカントロータの回転数を制御する回転数制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の一形態として、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度差として、デシカントロータを通過する処理側の空気の前後の湿度差を検出することが考えられる。この場合、デシカントロータを通過する処理側の空気の前後の湿度差に基づいて、デシカントロータの回転数が制御される。
【００２３】
また、本発明の一形態として、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度差として、デシカントロータを通過する再生側の空気の前後の湿度差を検出することが考えられる。この場合、デシカントロータを通過する再生側の空気の前後の湿度差に基づいて、デシカントロータの回転数が制御される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度差を検出し、この検出された湿度差に基づいてデシカントロータの回転数を制御するようにしたので、デシカントロータを通過する処理側の空気の前後の湿度差に基づいてデシカントロータの回転数を制御したり、デシカントロータ通過する再生側の空気の前後の湿度差に基づいてデシカントロータの回転数を制御するようにしたりし、デシカントロータの回転数を自動調整するようにして、デシカントロータの吸脱着状態の変動を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る吸脱着装置の一実施の形態（実施の形態１）を含むデシカント空調システムの概略を示す図である。
【図２】このデシカント空調システムにおける水分交換状態監視装置での特徴的な動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】このデシカント空調システムにおける水分交換状態監視装置のロータ回転数制御演算部による回転数の制御状況を説明する図である。
【図４】本発明に係る吸脱着装置の他の実施の形態（実施の形態２）を含むデシカント空調システムの概略を示す図である。
【図５】このデシカント空調システムにおける水分交換状態監視装置での特徴的な動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】このデシカント空調システムにおける水分交換状態監視装置のロータ回転数制御演算部による回転数の制御状況を説明する図である。
【図７】デシカントロータによって吸湿された処理側の空気を再生側の空気としてデシカントロータに戻すようにした例を示す図である。
【図８】従来のデシカント空調システムの概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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はこの発明に係る吸脱着装置の一実施の形態（実施の形態１）を含むデシカント空調システムの概略を示す図である。同図において、図８と同一符号は図８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。
【００２７】
この実施の形態１では、デシカント空調機１００に対して、このデシカント空調機１００におけるデシカントロータ３の水分の交換状態を監視する水分交換状態監視装置３００Ａを設け、このデシカント空調機１００と水分交換状態監視装置３００Ａとによって吸脱着装置を構成させている。
【００２８】
また、デシカントロータ３を駆動するモータ６に回転数調整用のインバータ１８を付設し、水分交換状態監視装置３００Ａでの監視結果として出力される回転数の指示信号（インバータ出力）をインバータ１８へ送るようにしている。
【００２９】
この吸脱着装置において、水分交換状態監視装置３００Ａ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監視装置としての各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、デシカントロータ３の処理側の空気からの吸湿状態をデシカントロータ３の水分の交換状態として監視する。
【００３０】
図１には、水分交換状態監視装置３００Ａの要部の構成を示しており、デシカントロータ３への処理側の空気の入口湿度ｈｉｎを検出する入口湿度センサ１３と、デシカントロータ３からの処理側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを検出する出口湿度センサ１４と、入口湿度センサ１３が検出する処理側の空気の入口湿度ｈｉｎと出口湿度センサ１４が検出する処理側の空気の出口湿度ｈｏｕｔとの湿度差Δｈ（Δｈ＝ｈｉｎ−ｈｏｕｔ）を求める湿度差検出部１５と、予め定められている湿度差設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２を記憶する湿度差設定値記憶部１６と、湿度差検出部１５からの湿度差Δｈが湿度差設定値記憶部１６に記憶されている湿度差設定値Δｈｓｐ１とΔｈｓｐ２との間に入るようなデシカントロータ３の回転数を決定し、その決定した回転数への指示信号をインバータ１８へ送るロータ回転数制御演算部１７とを備えている。
【００３１】
なお、入口湿度センサ１３および出口湿度センサ１４は、デシカントロータ３の流路（厚さ方向の空気の通り道）での吸着量が、乾燥剤の吸着量変化に応じた水蒸気量変化を生じ、デシカントロータ３の回転移動に伴い水蒸気量変化が単調に減少していく領域が存在することに着目し、その箇所を選び出して設置している。また、設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２は、正の値として設定され、Δｈｓｐ２＜Δｈｓｐ１とされている。
【００３２】
この実施の形態１では、(１)デシカントロータ３を通過する処理側の空気の湿度変化の大小とその空気中からの水分の吸着量の大小との間に相関があること、(２)デシカントロータ３の任意の部位について吸脱着量が流路の回転移動に伴い変化することに着目し、デシカントロータ３を通過する処理側の空気の湿度差Δｈを、湿度差設定値記憶部１６に記憶させた単位風量当たりの吸着量に対応する設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２と比較することで、デシカントロータ３の処理側の空気からの水分の吸湿状態を判断させている。
【００３３】
この水分交換状態監視装置３００Ａにおいて、湿度差検出部１５が本発明でいう湿度差検出手段に相当し、湿度差設定値記憶部１６およびロータ回転数制御演算部１７が回転数制御手段に相当する。以下、図２に示すフローチャートに従って、水分交換状態監視装置３００Ａでの特徴的な動作について説明する。
【００３４】
湿度差検出部１５は、入口湿度センサ１３が検出するデシカントロータ３への処理側の空気の入口湿度ｈｉｎおよび出口湿度センサ１４が検出するデシカントロータ３からの処理側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを定周期で取り込み（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）、この処理側の空気の入口湿度ｈｉｎと出口湿度ｈｏｕｔとの湿度差Δｈ（Δｈ＝ｈｉｎ−ｈｏｕｔ）を求める（ステップＳ１０３）。この湿度差検出部１５が求めた湿度差Δｈはロータ回転数制御演算部１７へ送られる。
【００３５】
ロータ回転数制御演算部１７は、湿度差検出部１５からの湿度差Δｈを受けて、湿度差設定値記憶部１６に記憶されている湿度差設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２と湿度差Δｈとを比較し、Δｈｓｐ２≦Δｈ≦Δｈｓｐ１でなければ、デシカントロータ３の回転数の制御が必要であると判断する（ステップＳ１０５）。
【００３６】
この場合、ロータ回転数制御演算部１７は、図３に示すように、Δｈ＜Δｈｓｐ２であれば、検出箇所付近の空気の流路での吸湿が望ましい量を超えている（例えばほぼ限界に達している）と判断し、デシカントロータ３の回転数をアップさせる。Δｈ＞Δｈｓｐ１であれば、検出箇所付近の空気の流路での吸湿が望ましい量に対してまだ余裕があると判断し、デシカントロータ３の回転数をダウンさせる。湿度差ΔｈがΔｈｓｐ２≦Δｈ≦Δｈｓｐ１の範囲となれば現状の回転数を維持する。
【００３７】
このようにして、実施の形態１では、デシカントロータ３を通過する処理側の空気の前後の湿度差Δｈを検出し、この検出した湿度差Δｈを湿度差設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２と比較することにより、デシカントロータ３の処理側の空気からの吸湿状態（吸着状態）を把握し、デシカントロータ３の回転数を自動調整するようにして、デシカントロータ３の吸脱着状態の変動を軽減することができるようになる。
【００３８】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、デシカントロータ３の処理側の空気からの吸湿状態を監視してデシカントロータ３の回転数を自動調整するようにしたが、実施の形態２では、デシカントロータ３の再生側の空気への放湿状態を監視してデシカントロータ３の回転数を自動調整するようにして、図４に実施の形態２の吸脱着装置を含むデシカント空調システムの概略を示す。
【００３９】
このデシカント空調システムでは、入口湿度センサ１３によってデシカントロータ３への再生側の空気の入口湿度ｈｉｎを検出するようにし、出口湿度センサ１４によってデシカントロータ３からの再生側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを検出するようにし、この入口湿度センサ１３が検出する再生側の空気の入口湿度ｈｉｎおよび出口湿度センサ１４が検出する再生側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを水分状態監視装置３００Ｂの湿度差検出部１５へ送るようにしている。
【００４０】
なお、入口湿度センサ１３および出口湿度センサ１４は、実施の形態１と同様に、デシカントロータ３の流路（厚さ方向の空気の通り道）での吸着量が、乾燥剤の吸着量変化に応じた水蒸気量変化を生じ、デシカントロータ３の回転移動に伴い水蒸気量変化が単調に減少していく領域が存在することに着目し、その箇所を選び出して設置している。
【００４１】
この実施の形態２では、(１)デシカントロータ３を通過する再生側の空気の湿度変化の大小とその空気中への水分の脱着量の大小との間に相関があること、(２)デシカントロータ３の任意の部位について吸脱着量が流路の回転移動に伴い変化することに着目し、デシカントロータ３を通過する再生側の空気の湿度差Δｈを、湿度差設定値記憶部１６に記憶させた単位風量当たりの放湿量に対応する設定値Δｈｓｐ３およびΔｈｓｐ４と比較することで、デシカントロータ３の再生側の空気への水分の放湿状態を判断させている。なお、この例において、設定値Δｈｓｐ３およびΔｈｓｐ４は、負の値として設定され、Δｈｓｐ４＜Δｈｓｐ３とされている。
【００４２】
この水分交換状態監視装置３００Ｂにおいて、湿度差検出部１５が本発明でいう湿度差検出手段に相当し、湿度差設定値記憶部１６およびロータ回転数制御演算部１７が回転数制御手段に相当する。以下、図５に示すフローチャートに従って、水分交換状態監視装置３００Ｂでの特徴的な動作について説明する。
【００４３】
湿度差検出部１５は、入口湿度センサ１３が検出するデシカントロータ３への再生側の空気の入口湿度ｈｉｎおよび出口湿度センサ１４が検出するデシカントロータ３からの再生側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを定周期で取り込み（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）、この再生側の空気の入口湿度ｈｉｎと出口湿度ｈｏｕｔとの湿度差Δｈ（Δｈ＝ｈｉｎ−ｈｏｕｔ）を求める（ステップＳ２０３）。この湿度差検出部１５が求めた湿度差Δｈはロータ回転数制御演算部１７へ送られる。
【００４４】
ロータ回転数制御演算部１７は、湿度差検出部１５からの湿度差Δｈを受けて、湿度差設定値記憶部１６に記憶されている湿度差設定値Δｈｓｐ３およびΔｈｓｐ４と湿度差Δｈとを比較し、Δｈｓｐ４≦Δｈ≦Δｈｓｐ３でなければ、デシカントロータ３の回転数の制御が必要であると判断する（ステップＳ２０５）。
【００４５】
この場合、ロータ回転数制御演算部１７は、図６に示すように、Δｈ＞Δｈｓｐ３であれば、検出箇所付近の空気の流路での放湿（乾燥）が少なく、デシカントロータ３が十分に乾燥していることを示しており、放湿（乾燥）に余裕があると判断し、デシカントロータ３の回転数をアップさせる。Δｈ＜Δｈｓｐ４であれば、検出箇所付近の空気の流路での放湿（乾燥）が多く、デシカントロータ３が十分に乾燥できていないことを示しており、更に放湿（乾燥）が必要と判断し、デシカントロータ３の回転数をダウンさせる。湿度差ΔｈがΔｈｓｐ４≦Δｈ≦Δｈｓｐ３の範囲となれば現状の回転数を維持する。
【００４６】
このようにして、実施の形態２では、デシカントロータ３を通過する再生側の空気の前後の湿度差Δｈを検出し、この検出した湿度差Δｈを湿度差設定値Δｈｓｐ３およびΔｈｓｐ４と比較することにより、デシカントロータ３の再生側の空気への放湿状態（脱着状態）を把握し、デシカントロータ３の回転数を自動調整するようにして、デシカントロータ３の吸脱着状態の変動を軽減することができるようになる。
【００４７】
なお、図７に実施の形態１（図１）の変形例を示すように、デシカントロータ３によって吸湿された処理側の空気を再生側の空気としてデシカントロータ３に戻すようにしてもよい。この場合、図７に実線で示すように、デシカントロータ３によって吸湿された処理側の空気を温水コイル５を通してデシカントロータ３に供給する方式、図７に点線で示すように、デシカントロータ３によって吸湿された処理側の空気をデシカントロータ３の再生側へ送って加熱し、このデシカントロータ３の再生側で加熱された空気を温水コイル５を通して再びデシカントロータ３に供給する方式など、種々の方式が考えられる。
【００４８】
また、上述した各実施の形態において、処理側ファン１は、必ずしもデシカントロータ３の前段（処理側の空気の入口側）に設けなくてもよく、デシカントロータ３の後段（処理側の空気の出口側）に設けるようにしてもよい。同様に、再生側ファン２についても、必ずしもデシカントロータ３の後段（再生側の空気の出口側）に設けなくてもよく、デシカントロータ３の前段（再生側の空気の入口側）に設けるようにしてもよい。
【００４９】
また、上述した各実施の形態では、ドライルーム２００からの還気ＲＡをデシカントロータ３への吸湿前の処理側の空気に戻すようにしたが、ドライルーム２００からの還気ＲＡをなくし、外気ＯＡのみを処理側の空気としてデシカントロータ３へ供給するようにしてもよい。
【００５０】
また、上述した各実施の形態では、デシカント空調機と水分交換状態監視装置およびコントローラを分離したタイプとしたが、水分交換状態監視装置およびコントローラはデシカント空調機に組み込んでもよい。
【００５１】
また、上述した各実施の形態では、再生側の空気を加熱する加熱装置を温水コイルとし、処理側の乾燥した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。
【００５２】
また、上述した各実施の形態では、デシカント空調機１００を冷水コイル４を備えるタイプとしたが、冷水コイル４を備えないタイプとしてもよい。すなわち、デシカントロータ３によって除湿された空気を冷却せずに給気ＳＡとしてドライルーム２００へ送るタイプのデシカント除湿機（外調機）としてもよい。
【００５３】
また、上述した各実施の形態において、デシカントロータ３に上下限の設定値を定め、この上下限の設定値の範囲内でデシカントロータ３の回転数を制御するようにしてもよい。
【００５４】
また、上述した実施の形態１では、デシカントロータ３への処理側の空気の入口湿度ｈｉｎおよび出口湿度ｈｏｕｔを直接検出するようにしたが、デシカントロータ３への処理側の空気の入口温度ｔｉｎおよび出口温度ｔｏｕｔを検出するようにし、この検出された処理側の空気の入口温度ｔｉｎと出口温度ｔｏｕｔとの温度差Δｔを求め、この温度差Δｔをデシカントロータ３を通過する処理側の空気の前後の湿度差Δｈに換算するようにしてもよい。
【００５５】
このデシカント空調機１００において、デシカントロータ３を通過する処理側の空気は吸着熱の発生により、吸着された量に応じてその温度が上昇する。吸湿量（吸着量）が多ければ、デシカントロータ３を通過する処理側の空気の温度は吸着発熱による温度上昇が増加するため温度変化が大きく、吸湿量（吸着量）が少なければ温度変化は小さい。すなわち、デシカントロータ３における処理側の空気の通過に際し、その空気の温度変化の大小とその空気中からの水分の吸着量の大小との間には相関があり、温度差Δｔと湿度差Δｈとの間にも相関がある。このような相関から温度差Δｔを湿度差Δｈに換算することができる。
【００５６】
また、実施の形態２でも同様にして、デシカントロータ３への再生側の空気の入口温度ｔｉｎおよび出口温度ｔｏｕｔを検出するようにし、この検出された再生側の空気の入口温度ｔｉｎと出口温度ｔｏｕｔとの温度差Δｔを求め、この温度差Δｔをデシカントロータ３を通過する再生側の空気の前後の湿度差Δｈに換算するようにしてもよい。
【００５７】
このデシカント空調機１００において、デシカントロータ３を通過する再生側の空気は脱着吸熱の発生により、脱着された量に応じてその温度が低下する。放湿量（脱着量）が多ければ、デシカントロータ３を通過する再生側の空気の温度は脱着吸熱による温度低下が増加するため温度変化が大きく、放湿量（脱着量）が少なければ温度変化は小さい。すなわち、デシカントロータ３における再生側の空気の通過に際し、その空気の温度変化の大小とその空気中への水分の脱着量の大小との間には相関があり、温度差Δｔと湿度差Δｈとの間にも相関がある。このような相関から温度差Δｔを湿度差Δｈに換算することができる。
【００５８】
このように、本発明では、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度差を検出する場合、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度を検出してその差を湿度差として求める方式だけではなく、デシカントロータを通過する空気の前後の温度を検出してその差を温度差として求め、この温度差を湿度差に換算して求める方式を採用することも可能である。すなわち、デシカントロータを通過する空気の前後の温度を検出してその差を温度差として求め、この温度差を湿度差に換算して求める手段も本発明でいう湿度差検出手段の一形態をなすものである。
【００５９】
また、本発明において、湿度差とはデシカントロータを通過する空気の前後の水蒸気量差を表し、絶対湿度の差であってもよいし、入口空気の条件が一定であれば、相対湿度の差であっても、露点温度の差であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の吸脱着装置およびロータ回転数制御方法は、例えば、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。
【符号の説明】
【００６１】
１…処理側ファン、２…再生側ファン、３…デシカントロータ、４…冷水コイル、５…温水コイル、６…モータ、７，８…温度センサ、９…冷水弁、１０…温水弁、１１，１２…コントローラ、１３…入口湿度センサ、１４…出口湿度センサ、１５…湿度差検出部、１６…湿度差設定値記憶部、１７…ロータ回転数制御演算部、１８…インバータ、１００…デシカント空調機、２００…ドライルーム（被空調空間）、３００Ａ、３００Ｂ…水分交換状態監視装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、処理側の空気の流路および再生側の空気の流路に配設され処理側の空気からの水分の吸着と再生側の空気への水分の脱着とを回転しながら連続的に行うロータを用いた吸脱着装置（デシカント空調システム）およびこの吸脱着装置におけるロータの回転数を制御するロータ回転数制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、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）。以下、このデシカント空調システムにおけるロータをデシカントロータと呼ぶ。
【０００３】
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、高分子収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。
【０００４】
〔デシカント空調システム〕
図８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、１は処理側の空気流を形成する処理側ファン、２は再生側の空気流を形成する再生側ファン、３は処理側の空気の流路Ｌ１および再生側の空気の流路Ｌ２に跨って配設されたデシカントロータ（吸脱着手段）、４はデシカントロータ３による吸湿後の処理側の乾燥した空気を冷却する冷水コイル（冷却装置）、５はデシカントロータ３による放湿前の空気を加熱する温水コイル（加熱装置）、６はデシカントロータ３を回転させるモータ、７は冷水コイル４によって冷却された処理側の乾燥した空気（給気）ＳＡの温度を計測する温度センサ、８は温水コイル５によって加熱された再生側の空気（再生用空気）ＳＲの温度を計測する温度センサであり、これらによってデシカント空調機１００が構成されている。
【０００５】
デシカント空調機１００の冷水コイル４には冷水弁９を介して冷水ＣＷが供給され、温水コイル５には温水弁１０を介して温水ＨＷが供給される。また、冷水コイル４に対してコントローラ１１が設けられ、温水コイル５に対してコントローラ１２が設けられている。コントローラ１１は、温度センサ７が計測する給気ＳＡの温度ｔｓｐｖを設定温度ｔｓｓｐに一致させるように、冷水弁９の開度を制御する。コントローラ１２は、温度センサ８が計測する再生用空気ＳＲの温度ｔｒｐｖを設定温度ｔｒｓｐに一致させるように、温水弁１０の開度を制御する。２００はデシカント空調機１００からの給気ＳＡの供給を受けるドライルーム（被空調空間）である。
【０００６】
〔処理側〕
このデシカント空調システムにおいて、ドライルーム２００からの還気ＲＡはデシカントロータ３への吸湿前の処理側の空気に戻される。この例では、還気ＲＡが外気ＯＡと混合され、デシカントロータ３への吸湿前の処理側の空気とされる。なお、ドライルーム２００からの還気ＲＡの量は一定とされる。また、還気ＲＡと混合される外気ＯＡの量は、ドライルーム２００における室圧を一定とするように、図示されていない室圧制御装置によって制御される。
【０００７】
処理側において、還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気は、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、このデシカントロータ３による吸湿後の還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気、すなわちデシカントロータ３によって除湿された還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気が冷水コイル４へ送られて冷却され、給気ＳＡとしてドライルーム２００へ供給される。
【０００８】
〔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５に送られて加熱される。これによって、外気ＯＡの温度が上昇し、相対湿度が下げられる。この相対湿度が下げられた高温の外気ＯＡは、再生用空気ＳＲとしてデシカントロータ３へ送られ、デシカントロータ３の固体吸着剤を通過する。
【０００９】
すなわち、デシカントロータ３は回転しており、処理側において還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気から水分を吸着した固体吸着剤が再生用空気ＳＲに対面した際に、接する気体の濃度に応じて吸着等温線により決まる吸着量の低下に伴い、固体吸着剤から水分が脱着され、再生用空気ＳＲへ水分が移動する。この固体吸着剤からの水分を吸収した再生用空気ＳＲは排気ＥＡとして排出される。また、再生用空気ＳＲとの熱交換によりデシカントロータ３の温度は上昇している。
【００１０】
このようにして、デシカント空調システムでは、デシカントロータ３を一定の回転速度で回転させながら、還気ＲＡと外気ＯＡとの混合空気（処理側の空気）からの吸湿と再生用空気ＳＲ（再生側の空気）への放湿とがデシカントロータ３において連続的に行われ、デシカント空調機１００からのドライルーム２００への給気（乾燥空気（低露点温度の空気））ＳＡの供給が続けられる。
【００１１】
このデシカント空調システムにおいて、デシカントロータ３の吸脱着状態を把握するようにし、この把握した吸脱着状態に基づいてデシカントロータ３の回転数を調整するにようすれば、条件変化によるデシカントロータ３の吸脱着状態の変動を軽減することができる。
【００１２】
〔デシカントロータの運転方法〕
デシカントロータの回転数と除湿効率との関係は凸型であることが知られており、従来より、デシカントロータの回転数を決定する方法として、想定した使用条件下で除湿効率が最大となる回転数を実測により決定する方式があり、また吸熱に関する理論式を用いる方式などが研究されている。
【００１３】
例えば、想定条件下での実測による方式では、再生風量、再生空気入口温度、再生空気入口絶対湿度、処理風量、処理空気入口温度、処理空気入口絶対湿度などを使用条件に合わせて調節した装置を構成し、デシカントロータ３の回転数を変えながら出口空気露点温度が最も低くなる（除湿効率が最大となる）回転数を探索するという方法がとられる（例えば、非特許文献１参照）。
【００１４】
例えば、吸熱に関する理論式を用いる方式では、平衡状態での絶対湿度、吸着剤の水分量、風速等のデータを吸熱に関する理論式を用いて数値解析を行い、最適な回転数を予測するという方法がとられる（例えば、非特許文献２、３参照）。
【００１５】
例えば、前記の方法を用いて、さまざまな運転条件でのデシカントロータの最適な回転数を予め求めておき、運転の際に各種運転条件を与えて対応する回転数でデシカントロータを運転する方法がとられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−３０８２２９号公報
【特許文献２】特開２００１−２４１６９３号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】頭島、杉浦、福井、藤居、今成「低露点空調設備の省エネルギーに関する検討（第1報）」空気調和・衛生工学会学術講演論文集、2006（長野）、ｐｐ．３５５−３５８。
【非特許文献２】荒井、木村、黒田、渡邉、「非結露型空調のための新デシカント調湿機提供と省エネルギー効果の研究」、ＨｉＫａＬｏ情報誌 Ｎｏ．３０（２００８）、ｐｐ．１４−１８。
【非特許文献３】辻口、児玉、「吸着材デシカントロータの水蒸気吸脱着挙動」、日本冷凍空調学会論文集 Ｖｏｌ．２４，ＮＯ．３（２００７）、ｐｐ．２０５−２１６。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、従来より研究されているデシカントロータの回転数決定方法によると、デシカントロータの除湿効率を最大にする回転数がその他の条件によって異なるため、運転条件の変化により除湿能力不足となることがある。
【００１９】
また、吸熱に関する理論式を用いる方式や、予め条件に対応した最適な回転数を求めておく方式では、平衡状態での絶対湿度、吸着剤の水分量、風速等、多くのパラメータを考慮し、これらすべてを妥当な精度で計測または推定する、ことが困難なため、デシカントロータの最適な回転数を運転条件に合わせて決定することができない。
【００２０】
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、デシカントロータの回転数を自動調整するようにして、デシカントロータの吸脱着状態の変動を軽減することが可能な吸脱着装置およびロータ回転数制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
このような目的を達成するために、本発明に係る吸脱着装置は、処理側の空気の流路および再生側の空気の流路に配設され処理側の空気からの水分の吸着と再生側の空気への水分の脱着とを回転しながら連続的に行うデシカントロータと、このデシカントロータを通過する空気の前後の湿度差を検出する湿度差検出手段と、この湿度差検出手段によって検出された湿度差に基づいてデシカントロータの回転数を制御する回転数制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の一形態として、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度差として、デシカントロータを通過する処理側の空気の前後の湿度差を検出することが考えられる。この場合、デシカントロータを通過する処理側の空気の前後の湿度差に基づいて、デシカントロータの回転数が制御される。
【００２３】
また、本発明の一形態として、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度差として、デシカントロータを通過する再生側の空気の前後の湿度差を検出することが考えられる。この場合、デシカントロータを通過する再生側の空気の前後の湿度差に基づいて、デシカントロータの回転数が制御される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度差を検出し、この検出された湿度差に基づいてデシカントロータの回転数を制御するようにしたので、デシカントロータを通過する処理側の空気の前後の湿度差に基づいてデシカントロータの回転数を制御したり、デシカントロータ通過する再生側の空気の前後の湿度差に基づいてデシカントロータの回転数を制御するようにしたりし、デシカントロータの回転数を自動調整するようにして、デシカントロータの吸脱着状態の変動を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る吸脱着装置の一実施の形態（実施の形態１）を含むデシカント空調システムの概略を示す図である。
【図２】このデシカント空調システムにおける水分交換状態監視装置での特徴的な動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】このデシカント空調システムにおける水分交換状態監視装置のロータ回転数制御演算部による回転数の制御状況を説明する図である。
【図４】本発明に係る吸脱着装置の他の実施の形態（実施の形態２）を含むデシカント空調システムの概略を示す図である。
【図５】このデシカント空調システムにおける水分交換状態監視装置での特徴的な動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】このデシカント空調システムにおける水分交換状態監視装置のロータ回転数制御演算部による回転数の制御状況を説明する図である。
【図７】デシカントロータによって吸湿された処理側の空気を再生側の空気としてデシカントロータに戻すようにした例を示す図である。
【図８】従来のデシカント空調システムの概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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はこの発明に係る吸脱着装置の一実施の形態（実施の形態１）を含むデシカント空調システムの概略を示す図である。同図において、図８と同一符号は図８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。
【００２７】
この実施の形態１では、デシカント空調機１００に対して、このデシカント空調機１００におけるデシカントロータ３の水分の交換状態を監視する水分交換状態監視装置３００Ａを設け、このデシカント空調機１００と水分交換状態監視装置３００Ａとによって吸脱着装置を構成させている。
【００２８】
また、デシカントロータ３を駆動するモータ６に回転数調整用のインバータ１８を付設し、水分交換状態監視装置３００Ａでの監視結果として出力される回転数の指示信号（インバータ出力）をインバータ１８へ送るようにしている。
【００２９】
この吸脱着装置において、水分交換状態監視装置３００Ａ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監視装置としての各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、デシカントロータ３の処理側の空気からの吸湿状態をデシカントロータ３の水分の交換状態として監視する。
【００３０】
図１には、水分交換状態監視装置３００Ａの要部の構成を示しており、デシカントロータ３への処理側の空気の入口湿度ｈｉｎを検出する入口湿度センサ１３と、デシカントロータ３からの処理側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを検出する出口湿度センサ１４と、入口湿度センサ１３が検出する処理側の空気の入口湿度ｈｉｎと出口湿度センサ１４が検出する処理側の空気の出口湿度ｈｏｕｔとの湿度差Δｈ（Δｈ＝ｈｉｎ−ｈｏｕｔ）を求める湿度差検出部１５と、予め定められている湿度差設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２を記憶する湿度差設定値記憶部１６と、湿度差検出部１５からの湿度差Δｈが湿度差設定値記憶部１６に記憶されている湿度差設定値Δｈｓｐ１とΔｈｓｐ２との間に入るようなデシカントロータ３の回転数を決定し、その決定した回転数への指示信号をインバータ１８へ送るロータ回転数制御演算部１７とを備えている。
【００３１】
なお、入口湿度センサ１３および出口湿度センサ１４は、デシカントロータ３の流路（厚さ方向の空気の通り道）での吸着量が、乾燥剤の吸着量変化に応じた水蒸気量変化を生じ、デシカントロータ３の回転移動に伴い水蒸気量変化が単調に減少していく領域が存在することに着目し、その箇所を選び出して設置している。また、設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２は、正の値として設定され、Δｈｓｐ２＜Δｈｓｐ１とされている。
【００３２】
この実施の形態１では、(１)デシカントロータ３を通過する処理側の空気の湿度変化の大小とその空気中からの水分の吸着量の大小との間に相関があること、(２)デシカントロータ３の任意の部位について吸脱着量が流路の回転移動に伴い変化することに着目し、デシカントロータ３を通過する処理側の空気の湿度差Δｈを、湿度差設定値記憶部１６に記憶させた単位風量当たりの吸着量に対応する設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２と比較することで、デシカントロータ３の処理側の空気からの水分の吸湿状態を判断させている。
【００３３】
この水分交換状態監視装置３００Ａにおいて、湿度差検出部１５が本発明でいう湿度差検出手段に相当し、湿度差設定値記憶部１６およびロータ回転数制御演算部１７が回転数制御手段に相当する。以下、図２に示すフローチャートに従って、水分交換状態監視装置３００Ａでの特徴的な動作について説明する。
【００３４】
湿度差検出部１５は、入口湿度センサ１３が検出するデシカントロータ３への処理側の空気の入口湿度ｈｉｎおよび出口湿度センサ１４が検出するデシカントロータ３からの処理側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを定周期で取り込み（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）、この処理側の空気の入口湿度ｈｉｎと出口湿度ｈｏｕｔとの湿度差Δｈ（Δｈ＝ｈｉｎ−ｈｏｕｔ）を求める（ステップＳ１０３）。この湿度差検出部１５が求めた湿度差Δｈはロータ回転数制御演算部１７へ送られる。
【００３５】
ロータ回転数制御演算部１７は、湿度差検出部１５からの湿度差Δｈを受けて、湿度差設定値記憶部１６に記憶されている湿度差設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２と湿度差Δｈとを比較し、Δｈｓｐ２≦Δｈ≦Δｈｓｐ１でなければ、デシカントロータ３の回転数の制御が必要であると判断する（ステップＳ１０５）。
【００３６】
この場合、ロータ回転数制御演算部１７は、図３に示すように、Δｈ＜Δｈｓｐ２であれば、検出箇所付近の空気の流路での吸湿が望ましい量を超えている（例えばほぼ限界に達している）と判断し、デシカントロータ３の回転数をアップさせる。Δｈ＞Δｈｓｐ１であれば、検出箇所付近の空気の流路での吸湿が望ましい量に対してまだ余裕があると判断し、デシカントロータ３の回転数をダウンさせる。湿度差ΔｈがΔｈｓｐ２≦Δｈ≦Δｈｓｐ１の範囲となれば現状の回転数を維持する。
【００３７】
このようにして、実施の形態１では、デシカントロータ３を通過する処理側の空気の前後の湿度差Δｈを検出し、この検出した湿度差Δｈを湿度差設定値Δｈｓｐ１およびΔｈｓｐ２と比較することにより、デシカントロータ３の処理側の空気からの吸湿状態（吸着状態）を把握し、デシカントロータ３の回転数を自動調整するようにして、デシカントロータ３の吸脱着状態の変動を軽減することができるようになる。
【００３８】
〔実施の形態２〕
実施の形態１では、デシカントロータ３の処理側の空気からの吸湿状態を監視してデシカントロータ３の回転数を自動調整するようにしたが、実施の形態２では、デシカントロータ３の再生側の空気への放湿状態を監視してデシカントロータ３の回転数を自動調整するようにして、図４に実施の形態２の吸脱着装置を含むデシカント空調システムの概略を示す。
【００３９】
このデシカント空調システムでは、入口湿度センサ１３によってデシカントロータ３への再生側の空気の入口湿度ｈｉｎを検出するようにし、出口湿度センサ１４によってデシカントロータ３からの再生側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを検出するようにし、この入口湿度センサ１３が検出する再生側の空気の入口湿度ｈｉｎおよび出口湿度センサ１４が検出する再生側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを水分状態監視装置３００Ｂの湿度差検出部１５へ送るようにしている。
【００４０】
なお、入口湿度センサ１３および出口湿度センサ１４は、実施の形態１と同様に、デシカントロータ３の流路（厚さ方向の空気の通り道）での吸着量が、乾燥剤の吸着量変化に応じた水蒸気量変化を生じ、デシカントロータ３の回転移動に伴い水蒸気量変化が単調に減少していく領域が存在することに着目し、その箇所を選び出して設置している。
【００４１】
この実施の形態２では、(１)デシカントロータ３を通過する再生側の空気の湿度変化の大小とその空気中への水分の脱着量の大小との間に相関があること、(２)デシカントロータ３の任意の部位について吸脱着量が流路の回転移動に伴い変化することに着目し、デシカントロータ３を通過する再生側の空気の湿度差Δｈを、湿度差設定値記憶部１６に記憶させた単位風量当たりの放湿量に対応する設定値Δｈｓｐ３およびΔｈｓｐ４と比較することで、デシカントロータ３の再生側の空気への水分の放湿状態を判断させている。なお、この例において、設定値Δｈｓｐ３およびΔｈｓｐ４は、負の値として設定され、Δｈｓｐ４＜Δｈｓｐ３とされている。
【００４２】
この水分交換状態監視装置３００Ｂにおいて、湿度差検出部１５が本発明でいう湿度差検出手段に相当し、湿度差設定値記憶部１６およびロータ回転数制御演算部１７が回転数制御手段に相当する。以下、図５に示すフローチャートに従って、水分交換状態監視装置３００Ｂでの特徴的な動作について説明する。
【００４３】
湿度差検出部１５は、入口湿度センサ１３が検出するデシカントロータ３への再生側の空気の入口湿度ｈｉｎおよび出口湿度センサ１４が検出するデシカントロータ３からの再生側の空気の出口湿度ｈｏｕｔを定周期で取り込み（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）、この再生側の空気の入口湿度ｈｉｎと出口湿度ｈｏｕｔとの湿度差Δｈ（Δｈ＝ｈｉｎ−ｈｏｕｔ）を求める（ステップＳ２０３）。この湿度差検出部１５が求めた湿度差Δｈはロータ回転数制御演算部１７へ送られる。
【００４４】
ロータ回転数制御演算部１７は、湿度差検出部１５からの湿度差Δｈを受けて、湿度差設定値記憶部１６に記憶されている湿度差設定値Δｈｓｐ３およびΔｈｓｐ４と湿度差Δｈとを比較し、Δｈｓｐ４≦Δｈ≦Δｈｓｐ３でなければ、デシカントロータ３の回転数の制御が必要であると判断する（ステップＳ２０５）。
【００４５】
この場合、ロータ回転数制御演算部１７は、図６に示すように、Δｈ＞Δｈｓｐ３であれば、検出箇所付近の空気の流路での放湿（乾燥）が少なく、デシカントロータ３が十分に乾燥していることを示しており、放湿（乾燥）に余裕があると判断し、デシカントロータ３の回転数をアップさせる。Δｈ＜Δｈｓｐ４であれば、検出箇所付近の空気の流路での放湿（乾燥）が多く、デシカントロータ３が十分に乾燥できていないことを示しており、更に放湿（乾燥）が必要と判断し、デシカントロータ３の回転数をダウンさせる。湿度差ΔｈがΔｈｓｐ４≦Δｈ≦Δｈｓｐ３の範囲となれば現状の回転数を維持する。
【００４６】
このようにして、実施の形態２では、デシカントロータ３を通過する再生側の空気の前後の湿度差Δｈを検出し、この検出した湿度差Δｈを湿度差設定値Δｈｓｐ３およびΔｈｓｐ４と比較することにより、デシカントロータ３の再生側の空気への放湿状態（脱着状態）を把握し、デシカントロータ３の回転数を自動調整するようにして、デシカントロータ３の吸脱着状態の変動を軽減することができるようになる。
【００４７】
なお、図７に実施の形態１（図１）の変形例を示すように、デシカントロータ３によって吸湿された処理側の空気を再生側の空気としてデシカントロータ３に戻すようにしてもよい。この場合、図７に実線で示すように、デシカントロータ３によって吸湿された処理側の空気を温水コイル５を通してデシカントロータ３に供給する方式、図７に点線で示すように、デシカントロータ３によって吸湿された処理側の空気をデシカントロータ３の再生側へ送って加熱し、このデシカントロータ３の再生側で加熱された空気を温水コイル５を通して再びデシカントロータ３に供給する方式など、種々の方式が考えられる。
【００４８】
また、上述した各実施の形態において、処理側ファン１は、必ずしもデシカントロータ３の前段（処理側の空気の入口側）に設けなくてもよく、デシカントロータ３の後段（処理側の空気の出口側）に設けるようにしてもよい。同様に、再生側ファン２についても、必ずしもデシカントロータ３の後段（再生側の空気の出口側）に設けなくてもよく、デシカントロータ３の前段（再生側の空気の入口側）に設けるようにしてもよい。
【００４９】
また、上述した各実施の形態では、ドライルーム２００からの還気ＲＡをデシカントロータ３への吸湿前の処理側の空気に戻すようにしたが、ドライルーム２００からの還気ＲＡをなくし、外気ＯＡのみを処理側の空気としてデシカントロータ３へ供給するようにしてもよい。
【００５０】
また、上述した各実施の形態では、デシカント空調機と水分交換状態監視装置およびコントローラを分離したタイプとしたが、水分交換状態監視装置およびコントローラはデシカント空調機に組み込んでもよい。
【００５１】
また、上述した各実施の形態では、再生側の空気を加熱する加熱装置を温水コイルとし、処理側の乾燥した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。
【００５２】
また、上述した各実施の形態では、デシカント空調機１００を冷水コイル４を備えるタイプとしたが、冷水コイル４を備えないタイプとしてもよい。すなわち、デシカントロータ３によって除湿された空気を冷却せずに給気ＳＡとしてドライルーム２００へ送るタイプのデシカント除湿機（外調機）としてもよい。
【００５３】
また、上述した各実施の形態において、デシカントロータ３に上下限の設定値を定め、この上下限の設定値の範囲内でデシカントロータ３の回転数を制御するようにしてもよい。
【００５４】
また、上述した実施の形態１では、デシカントロータ３への処理側の空気の入口湿度ｈｉｎおよび出口湿度ｈｏｕｔを直接検出するようにしたが、デシカントロータ３への処理側の空気の入口温度ｔｉｎおよび出口温度ｔｏｕｔを検出するようにし、この検出された処理側の空気の入口温度ｔｉｎと出口温度ｔｏｕｔとの温度差Δｔを求め、この温度差Δｔをデシカントロータ３を通過する処理側の空気の前後の湿度差Δｈに換算するようにしてもよい。
【００５５】
このデシカント空調機１００において、デシカントロータ３を通過する処理側の空気は吸着熱の発生により、吸着された量に応じてその温度が上昇する。吸湿量（吸着量）が多ければ、デシカントロータ３を通過する処理側の空気の温度は吸着発熱による温度上昇が増加するため温度変化が大きく、吸湿量（吸着量）が少なければ温度変化は小さい。すなわち、デシカントロータ３における処理側の空気の通過に際し、その空気の温度変化の大小とその空気中からの水分の吸着量の大小との間には相関があり、温度差Δｔと湿度差Δｈとの間にも相関がある。このような相関から温度差Δｔを湿度差Δｈに換算することができる。
【００５６】
また、実施の形態２でも同様にして、デシカントロータ３への再生側の空気の入口温度ｔｉｎおよび出口温度ｔｏｕｔを検出するようにし、この検出された再生側の空気の入口温度ｔｉｎと出口温度ｔｏｕｔとの温度差Δｔを求め、この温度差Δｔをデシカントロータ３を通過する再生側の空気の前後の湿度差Δｈに換算するようにしてもよい。
【００５７】
このデシカント空調機１００において、デシカントロータ３を通過する再生側の空気は脱着吸熱の発生により、脱着された量に応じてその温度が低下する。放湿量（脱着量）が多ければ、デシカントロータ３を通過する再生側の空気の温度は脱着吸熱による温度低下が増加するため温度変化が大きく、放湿量（脱着量）が少なければ温度変化は小さい。すなわち、デシカントロータ３における再生側の空気の通過に際し、その空気の温度変化の大小とその空気中への水分の脱着量の大小との間には相関があり、温度差Δｔと湿度差Δｈとの間にも相関がある。このような相関から温度差Δｔを湿度差Δｈに換算することができる。
【００５８】
このように、本発明では、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度差を検出する場合、デシカントロータを通過する空気の前後の湿度を検出してその差を湿度差として求める方式だけではなく、デシカントロータを通過する空気の前後の温度を検出してその差を温度差として求め、この温度差を湿度差に換算して求める方式を採用することも可能である。すなわち、デシカントロータを通過する空気の前後の温度を検出してその差を温度差として求め、この温度差を湿度差に換算して求める手段も本発明でいう湿度差検出手段の一形態をなすものである。
【００５９】
また、本発明において、湿度差とはデシカントロータを通過する空気の前後の水蒸気量差を表し、絶対湿度の差であってもよいし、入口空気の条件が一定であれば、相対湿度の差であっても、露点温度の差であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明の吸脱着装置およびロータ回転数制御方法は、例えば、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。
【符号の説明】
【００６１】
１…処理側ファン、２…再生側ファン、３…デシカントロータ、４…冷水コイル、５…温水コイル、６…モータ、７，８…温度センサ、９…冷水弁、１０…温水弁、１１，１２…コントローラ、１３…入口湿度センサ、１４…出口湿度センサ、１５…湿度差検出部、１６…湿度差設定値記憶部、１７…ロータ回転数制御演算部、１８…インバータ、１００…デシカント空調機、２００…ドライルーム（被空調空間）、３００Ａ、３００Ｂ…水分交換状態監視装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理側の空気の流路および再生側の空気の流路に配設され処理側の空気からの水分の吸着と再生側の空気への水分の脱着とを回転しながら連続的に行うロータと、
このロータを通過する空気の前後の湿度差を検出する湿度差検出手段と、
この湿度差検出手段によって検出された湿度差に基づいて前記ロータの回転数を制御する回転数制御手段と
を備えることを特徴とする吸脱着装置。
【請求項２】
請求項１に記載された吸脱着装置において、
前記湿度差検出手段は、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差として前記ロータを通過する前記処理側の空気の前後の湿度差を検出する
ことを特徴とする吸脱着装置。
【請求項３】
請求項１に記載された吸脱着装置において、
前記湿度差検出手段は、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差として前記ロータを通過する前記再生側の空気の前後の湿度差を検出する
ことを特徴とする吸脱着装置。
【請求項４】
処理側の空気の流路および再生側の空気の流路に配設され処理側の空気からの水分の吸着と再生側の空気への水分の脱着とを回転しながら連続的に行うロータの回転数を制御するロータ回転数制御方法であって、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差を検出する湿度差検出ステップと、
この湿度差検出ステップによって検出された湿度差に基づいて前記ロータの回転数を制御する回転数制御ステップと
を備えることを特徴とするロータ回転数制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載されたロータ回転数制御方法において、
前記湿度差検出ステップは、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差として前記ロータを通過する前記処理側の空気の前後の湿度差を検出する
ことを特徴とするロータ回転数制御方法。
【請求項６】
請求項４に記載されたロータ回転数制御方法において、
前記湿度差検出ステップは、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差として前記ロータを通過する前記再生側の空気の前後の湿度差を検出する
ことを特徴とするロータ回転数制御方法。
【請求項１】
処理側の空気の流路および再生側の空気の流路に配設され処理側の空気からの水分の吸着と再生側の空気への水分の脱着とを回転しながら連続的に行うロータと、
このロータを通過する空気の前後の湿度差を検出する湿度差検出手段と、
この湿度差検出手段によって検出された湿度差に基づいて前記ロータの回転数を制御する回転数制御手段と
を備えることを特徴とする吸脱着装置。
【請求項２】
請求項１に記載された吸脱着装置において、
前記湿度差検出手段は、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差として前記ロータを通過する前記処理側の空気の前後の湿度差を検出する
ことを特徴とする吸脱着装置。
【請求項３】
請求項１に記載された吸脱着装置において、
前記湿度差検出手段は、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差として前記ロータを通過する前記再生側の空気の前後の湿度差を検出する
ことを特徴とする吸脱着装置。
【請求項４】
処理側の空気の流路および再生側の空気の流路に配設され処理側の空気からの水分の吸着と再生側の空気への水分の脱着とを回転しながら連続的に行うロータの回転数を制御するロータ回転数制御方法であって、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差を検出する湿度差検出ステップと、
この湿度差検出ステップによって検出された湿度差に基づいて前記ロータの回転数を制御する回転数制御ステップと
を備えることを特徴とするロータ回転数制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載されたロータ回転数制御方法において、
前記湿度差検出ステップは、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差として前記ロータを通過する前記処理側の空気の前後の湿度差を検出する
ことを特徴とするロータ回転数制御方法。
【請求項６】
請求項４に記載されたロータ回転数制御方法において、
前記湿度差検出ステップは、
前記ロータを通過する空気の前後の湿度差として前記ロータを通過する前記再生側の空気の前後の湿度差を検出する
ことを特徴とするロータ回転数制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１７８９０（Ｐ２０１２−１７８９０Ａ）
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４５４８（Ｐ２０１０−１５４５４８）
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（３９０００３３３３）新晃工業株式会社 (46)
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月２６日（２０１２．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月７日（２０１０．７．７）
【出願人】（３９０００３３３３）新晃工業株式会社 (46)
【出願人】（０００００６６６６）株式会社山武 (1,808)
【Ｆターム（参考）】
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