説明

除湿装置

【課題】 吸湿性液体を用いて除湿を行う除湿装置において吸湿性液体の過度の濃縮を抑えることができる除湿装置を提供する。
【解決手段】 吸湿性液体に空気中の水分を吸収させることで除空気を除湿する除湿装置は、除湿処理を行う処理機10と、除湿処理に用いられた吸湿性液体の再生を行う再生機30と、再生機30に供給する吸湿性液体を加熱するための加熱器25と、再生機30における吸湿性液体の濃縮の度合いを検知する検知手段61と、再生機30にて再生された吸湿性液体に水を補給する給水手段40,41と、検知手段61により検知された濃縮の度合いが所定の値を超える場合に、再生機30にて再生された吸湿性液体に水を補給するよう給水手段40,41を制御する制御手段60とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、塩化リチウム(LiCl)等の吸湿性液体を用いて除湿を行う除湿装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、例えば、塩化リチウム等の吸湿性液体を用いて除湿を行う除湿装置が知られている。吸湿性液体は、溶液濃度が高いほど、また、温度が低いほど、その飽和蒸気圧が低くなり、水分を吸収しやすくなる。逆に、吸湿性液体は、溶液濃度が低いほど、また、温度が高いほど、その飽和蒸気圧が高くなり、水分が脱離しやすくなる。除湿装置は、吸湿性液体のこのような性質を利用して、吸湿性液体に空気中の水分を吸収させることにより除湿処理を行う。
【0003】
除湿装置は、吸湿性液体を利用して除湿処理を行う処理機と除湿に利用されて水分を吸収した吸湿性液体を再生させる再生機とを備えている。処理機では、濃度が高く、かつ温度の低い吸湿性液体を空気と接触させることにより空気中の水分を除去する処理が行われる。このとき、吸湿性液体は希釈熱により温度が上昇する。一方、再生機では、除湿処理に用いられて濃度が低くなった(希釈化された)、温度の高い吸湿性液体を空気と接触させることで、吸湿性液体中の水分を空気に放出させて吸湿性液体を再生させる。このとき吸湿性液体は蒸発熱を奪われて温度が低下する。
【0004】
除湿装置では、処理機に温度の低い吸湿性液体を供給するとともに再生機には温度の高い吸湿性液体を供給するために、ヒートポンプが用いられることがある(例えば特許文献1を参照)。ヒートポンプでは、処理機に供給する吸湿性液体を冷却する蒸発機と、冷媒を圧縮する圧縮機と、再生機に供給する吸湿性液体を加熱する凝縮機と、冷媒を減圧する減圧機とがこの順に冷媒管により繋がって閉回路を構成している。ヒートポンプは、処理機に供給される吸湿性液体から蒸発機によって熱を吸い上げて、再生機に供給される吸湿性液体に対しては凝縮機によって熱を放出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2005−214595号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
除湿装置に用いられるヒートポンプは、処理機に供給される吸湿性液体を蒸発機にて必要な温度にまで冷却するよう設計又は制御され、凝縮機での吸湿性液体の加熱は成り行きによって行っている。このことから、再生機に供給される吸湿性液体の温度が上昇しすぎて、吸湿性液体が過度に濃縮されてしまうことがある。また、再生機に供給される吸湿性液体を加熱するのに、他の排熱源からの排熱を利用した場合にも、排熱の量が大きくなると吸湿性液体の温度が過度に上昇して、吸湿性液体が過度に濃縮されてしまうことがある。
【0007】
そこで、本発明は、吸湿性液体を用いて除湿を行う除湿装置において吸湿性液体の過度の濃縮を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の除湿装置は、吸湿性液体に空気中の水分を吸収させることで空気を除湿する除湿装置であって、除湿処理を行う処理機と、除湿処理に用いられた吸湿性液体の再生を行う再生機と、前記再生機に供給する吸湿性液体を加熱するための加熱器と、前記再生機における吸湿性液体の濃縮の度合いを検知する検知手段と、前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給する給水手段と、前記検知手段により検知された濃縮の度合いが所定の値を超える場合に、前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給するよう前記給水手段を制御する制御手段とを備える。
【0009】
この構成により、検知手段が再生機における吸湿性液体の濃縮の度合いを検知して、濃縮の度合いが所定の値を超えると吸湿性液体に水を補給するので、吸湿性液体の過度の濃縮が抑えられる。
【0010】
上記の除湿装置において、前記検知手段は、前記再生機からの排気の温度を検出する温度センサであり、前記制御手段は、前記温度センサにより検出された温度が所定の値を超える場合に、前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給するよう前記給水手段を制御する。
【0011】
再生機に供給される吸湿性液体が加熱器によって過度に加熱されて温度が上昇すると、再生機からの排気の温度も上昇する。よって、検知手段は、再生機からの排気の温度を検出することで吸湿性液体の濃縮の度合いを検知することができる。
【0012】
上記の除湿装置において、前記検知手段は、加熱器で加熱されて再生機に供給される吸湿性液体、又は再生機内の吸湿性液体の温度を検出する温度センサであり、前記制御手段は、前記温度センサにより検出された温度が所定の値を超える場合に、前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給するよう前記給水手段を制御する。
【0013】
加熱器で吸湿性液体に対して過度の加熱を行うと、再生機では吸湿性液体から過度の水分が脱離して吸湿性液体が過度に濃縮されることになる。よって、検知手段は、加熱器で加熱されて再生機に供給される吸湿性液体、又は再生機内の吸湿性液体の温度を検出することで、吸湿性液体の濃縮の度合いを検知できる。
【0014】
上記の除湿装置において、前記検知手段は、再生機に供給される吸湿性液体、又は再生機内の吸湿性液体の濃度を検出する濃度センサであり、前記制御手段は、前記濃度センサにより検出された濃度が所定の値を超える場合に、前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給するよう前記給水手段を制御する。
【0015】
吸湿性液体の濃縮の度合いは、再生機に供給される吸湿性液体、又は再生機内の吸湿性液体の濃度を濃度センサによって直接検出することでも検知できる。
【0016】
上記の除湿装置において、前記加熱器は、ヒートポンプの一部であり、該ヒートポンプは前記処理機に供給する吸湿性液体を冷却する冷却器を有する。
【0017】
ヒートポンプを用いて除湿処理に利用する吸湿性液体の冷却及び再生される吸湿性液体の加熱を行うとエネルギー効率が向上するが、一方で、再生される吸湿性液体の加熱は成り行きで行うことになり、場合によっては再生される吸湿性液体が過度に加熱されて過度に濃縮されることがある。上記の構成によればヒートポンプを用いて、再生される吸湿性液体を加熱する場合にも、吸湿性液体が過度に濃縮されるという問題を回避できる。
【0018】
上記の除湿装置において、前記加熱器は、排熱を用いて吸湿性液体を加熱する。
【0019】
廃熱を用いて除湿処理後に再生すべき吸湿性液体の加熱を行うとエネルギー効率が向上するが、一方で、再生される吸湿性液体の加熱は排熱源からの排熱の量に依存することになり、場合によっては再生される吸湿性液体が過度に加熱されて過度に濃縮されることがある。上記の構成によれば排熱を用いて、再生される吸湿性液体を加熱する場合にも、吸湿性液体が過度に濃縮されるという問題を回避できる。
【0020】
本発明の除湿装置の制御方法は、吸湿性液体に空気中の水分を吸収させることで除湿対象空間の空気を除湿する除湿装置の制御方法であって、除湿に利用された吸湿性液体を再生するために吸湿性液体を加熱する加熱ステップと、再生された吸湿性液体の濃縮の度合いを検知する検知ステップと、検知ステップにて検知された濃縮の度合いが所定の値を超える場合に、再生された吸湿性液体に水を補給する給水ステップとを備える。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、検知手段が吸湿性液体の濃縮の度合いを検知して、濃縮の度合いが所定の値を超えると吸湿性液体に水を補給するので、除湿時における吸湿性液体の過度の濃縮が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明の第1の実施の形態の調湿装置の構成を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態の再生機の構成を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態の再生機の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態の除湿装置について図面を参照して説明する。本発明の実施の形態の除湿装置は、空気を除湿する機能のほか、空気を加湿する機能も有する調湿装置として構成されている。以下、「調湿」という用語は、除湿及び加湿を含むものとして使用する。但し、本発明の除湿装置は、加湿機能を含まない除湿専用の装置であってもよい。
【0024】
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の調湿装置1の構成を示す図である。まず、調湿装置1の全体の構成を説明する。調湿装置1は、空気を取り込んで、取り込んだ空気を吸湿性液体Lと気液接触させることにより調湿を行う処理機10と、処理機10での調湿処理に用いた吸湿性液体Lの再生を行う再生機30とを備えている。
【0025】
ここで、吸湿性液体Lの再生とは、調湿を行うことによって濃度の変化した吸湿性液体Lの濃度を、調湿に用いる前の状態に戻すことをいう。例えば、除湿の場合には、溶液濃度の高い吸湿性液体Lを冷却し、冷却した吸湿性液体Lと空気とを接触させることにより、吸湿性液体Lが空気中の水分を吸収する。この処理によって吸湿性液体Lに水分が吸収されるので、吸湿性液体Lの溶液濃度は低くなる。溶液濃度が低い吸湿性液体Lでは十分な除湿を行えないので、吸湿性液体Lから水分を脱離することによって、溶液濃度の高い吸湿性液体Lに戻す。なお、加湿の場合は、逆に、加湿処理によって吸湿性液体Lの溶液濃度が高くなるので、吸湿性液体Lに水分を吸収させることによって溶液濃度の低い吸湿性液体Lに戻す。
【0026】
本実施の形態では、吸湿性液体Lとして、吸湿剤の水溶液を用いる。吸湿剤には、塩化リチウム(LiCl)を用いる。但し、吸湿性液体は、塩化リチウム水溶液に限らず、食塩水などの潮解性を有する塩の溶液や、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコールなどの吸湿性の高い多価アルコール、その他の吸湿性を有する安価な液体を用いてもよい。
【0027】
処理機10は、室内の空気の調湿を行う室内機であり、再生機30は外気との間で水分の授受を行うことにより吸湿性液体Lを再生する室外機である。図1では、一の処理機10に対して一の再生機30が接続された例を示しているが、複数の処理機10に対して一の再生機30を接続する構成としてもよい。例えば、集合住宅や大型スーパー等に調湿装置1を設置する場合には、各部屋あるいは各フロアに処理機10を設置し、各処理機10と接続された一の再生機30を外部に設置する態様とすることもできる。
【0028】
処理機10と再生機30は、第1の吸湿液管路50および第2の吸湿液管路51によって接続されている。第1の吸湿液管路50は、処理機10から再生機30へ吸湿性液体Lを送るための管路であり、第2の吸湿液管路51は、再生機30から処理機10へ吸湿性液体Lを送るための管路である。第1の吸湿液管路50、第2の吸湿液管路51を用いて、処理機10と再生機30との間で吸湿性液体Lを循環させることにより、処理機10にて用いた吸湿性液体Lを再生機30にて再生し、処理機10に戻すことができる。
【0029】
調湿装置1は、さらに吸湿性液体Lとの間で熱交換をして吸湿性液体Lの温度を制御するヒートポンプ21を備えている。ヒートポンプ21は、処理機10に供給する吸湿性液体Lとの間で熱交換を行う第1の熱交換器25と、再生機30に供給する吸湿性液体Lとの間で熱交換を行う第2の熱交換器26とを備えている。調湿装置1は、さらに、第1の吸湿液管路50と第2の吸湿液管路51との間で熱交換を行う熱交換器54を有している。
【0030】
次に、処理機10の構成について説明する。処理機10は、吸気口12と排気口13とを有する筐体11を備えている。排気口13は、排気用のファン14を有しており、筐体11内の空気を強制的に排気する。また、筐体11内から空気を排出することにより、筐体11内が外部に対して負圧となり、筐体11の外部の空気が吸気口12を通じて筐体11内に取り込まれる。
【0031】
筐体11内には、吸湿性液体供給部15と、充填材16と、液槽17とを有する。吸湿性液体供給部15は、吸湿性液体Lを滴下する複数のノズルを有している。吸湿性液体供給部15は、複数のノズルから吸湿性液体Lを滴下することにより、充填材16に吸湿性液体Lを供給する。
【0032】
充填材16は、吸湿性液体供給部15と液槽17との間に設けられ、吸湿性液体供給部15から供給された吸湿性液体Lを一時的に滞留させる。充填材16は、吸湿性液体Lと空気との接触面積を大きくすると共に、吸湿性液体Lが飛び散らないようにする目的で設けられている。なお、充填材としては、浸水性の濾材を用いてもよいし、銅製、アルミ製あるいはステンレス製の伝熱性フィンを用いてもよい。
【0033】
充填材16には、吸気口12から取り込まれた空気が下方から供給される(図1において、矢印は、空気の流れを示す)。これにより、上方から供給される吸湿性液体Lと下方から供給される空気とが充填材16において接触し、吸湿性液体Lと空気との間で水分の授受が行なわれる。
【0034】
また、処理機10は、液槽17内の吸湿性液体Lを吸湿性液体供給部15に供給するための管18を有している。管18は、液槽17と吸湿性液体供給部15とを接続する。管18にはポンプ19が取り付けられており、ポンプ19は液槽17内の吸湿性液体Lを吸い上げる。
【0035】
液槽17内の吸湿性液体Lを再生機30に送るための第1の吸湿液管路50は、液槽17から吸湿性液体Lを吸い上げるための管18に三方バルブ55を介して接続されている。三方バルブ55は、処理機10の吸湿性液体供給部15に送る吸湿性液体Lの量と第1の吸湿液管路50を通じて再生機30に送る吸湿性液体Lの量を制御する。
【0036】
次に、再生機30の構成について説明する。再生機30は、吸気口32と排気口33とを有する筐体31を備えている。再生機30は、排気用のファン34を有しており、筐体31内の空気を強制的に排気する。また、筐体31内から空気を排気することにより、外気が吸気口32を通じて筐体31内に取り込まれる。再生機30の排気口33付近には排気の温度を検出する温度センサ61が設けられている。
【0037】
筐体31内には、吸湿性液体Lを供給する吸湿性液体供給部35と、吸湿性液体Lを一時的に滞留させる充填材36と、充填材36を通った吸収性液体Lを入れる液槽37が備えられる。吸湿性液体供給部35は、吸湿性液体Lを滴下する複数のノズルを有している。充填材36は、吸湿性液体供給部35と液槽37との間に設けられており、処理機10の充填材16と同様に構成される。液槽37は第1の吸湿液管路50に接続されており、ポンプ52の作用によって液槽37内の吸湿性液体Lが吸い上げられる。
【0038】
液槽37には、第2の吸湿液管路51が接続されている。液槽37の吸湿性液体Lは、第2の吸湿液管路51を通じて処理機10に戻る。再生機30から処理機10に戻る吸湿性液体Lの量は、バルブ53によって調整される。本実施の形態では、バルブ53は、液槽37内の吸湿性液体Lの液面の高さが一定になるように、処理機10へ戻す吸湿性液体Lの量を制御する。
【0039】
液槽37には給水管40が接続されており、バルブ41を介して水道水が供給される。バルブ41は給水管40に供給する水道水の量を調節する。処理機30は、バルブ41の開閉を制御する制御装置60を含む。制御装置60には温度センサ61が接続されており、温度センサ61で検出した排気の温度情報が制御装置60に送信される。制御装置60は温度センサ61から受信した温度情報に基づいて、バルブ41の開閉を制御する。
【0040】
次にヒートポンプ20の構成について説明する。ヒートポンプ21は、第1の熱交換器24と、第2の熱交換器25と、圧縮機21と、膨張弁22と、これらをつなぐ冷媒管23とを備えており、冷媒管23の中には冷媒が入れられている。ヒートポンプ20は、冷媒の流れを逆転させることにより、第1の熱交換器24を蒸発器、あるいは、凝縮器として機能させることができる。第2の熱交換器25は、第1の熱交換器24とは逆の処理を行う。すなわち、第1の熱交換器24が蒸発器として機能するときは、第2の熱交換器25は凝縮器として機能し、第1の熱交換器24が凝縮器として機能するときは、第2の熱交換器25は蒸発器として機能する。
【0041】
第1の熱交換器24は、処理機10の管18を流れる吸湿性液体Lと冷媒との間で熱交換を行い、吸湿性液体Lを冷却(蒸発器の場合)または加熱(凝縮器の場合)する。第2の熱交換器25は、第1の吸湿液管路50を流れる吸湿性液体Lと冷媒との間で熱交換を行い、吸湿性液体Lを加熱(凝縮器の場合)または冷却(蒸発器の場合)する。
【0042】
第1の熱交換器24によって吸湿性液体Lを加熱するか冷却するかは、処理機10によって加湿を行うか除湿を行うかによる。すなわち、処理機10が除湿を行う場合には、第1の熱交換器24を蒸発器として機能させ、空気中の水分を吸湿性液体Lに吸収させやすくするために、管18を流れる吸湿性液体Lを冷却する。逆に、処理機10が加湿を行う場合には、第1の熱交換器24を凝縮器として機能させ、吸湿性液体Lに含まれた水分を脱離させ、空気中に含ませるために吸湿性液体Lを加熱する。
【0043】
第2の熱交換器25によって吸湿性液体Lを加熱するか冷却するかは、処理機10によって加湿するか除湿を行うかによる。すなわち、処理機10が除湿を行う場合には、再生機30において吸湿性液体Lに含まれた水分を脱離させて空気中に放出させやすくするために、第2の熱交換器25を凝縮器として機能させ、第1の吸湿液管路50を流れる吸湿性液体Lを加熱する。逆に、処理機10が加湿を行う場合には、再生機30において空気中の水分を吸湿性液体Lに吸収させやすくするために、第2の熱交換器25を蒸発機として機能させ、吸湿性液体Lを冷却する。
【0044】
圧縮機22は、冷媒を加圧してその飽和温度を高温にする。膨張弁23は、冷媒を減圧してその飽和温度を低温にする。冷媒が冷媒管24を循環することで、第1の熱交換器24および第2の熱交換器25の一方でくみ上げられた熱が他方で放出される。
【0045】
次に、本実施の形態の調湿装置1の動作について説明する。本実施の形態の調湿装置1は、処理機10が調湿空間の空気又は外気を取り込み、取り込んだ空気を吸湿性液体Lに通すことにより、空気と吸湿性液体Lとの間で水分の授受を行なって、空気の湿度を調整し、調湿された空気を調湿空間に排出する。処理機10において湿度調整に用いられた吸湿性液体Lは再生機30に送られ、再生機30にて元の溶液濃度に再生される。本発明は、調湿装置1が除湿処理を行う場合に有用な発明であるので、以下では、調湿装置1が除湿処理をする際の動作を詳しく説明する。
【0046】
ポンプ19が管18を通して溶液濃度の高い吸湿性液体Lを吸い上げて、吸湿性液体Lは吸湿性液体供給部15に供給される。このとき、第1の熱交換器24は、蒸発機として機能し、管18を通る吸湿性液体Lから蒸発熱を奪って吸湿性液体Lを冷却する。吸湿性液体供給部15は、複数のノズルから吸湿性液体Lを滴下する。滴下された吸湿性液体Lは、充填材16に一時的に滞留する。
【0047】
処理機10は、上記の動作と同時に、ファン14を作動させることにより、吸気口12から空気を取り込み、取り込んだ空気を充填材16に下方から供給する。充填材16に滞留した溶液濃度が高く温度の低い吸湿性液体Lと空気とが接触し、空気中の水分が吸湿性液体Lに吸収されて除湿される。除湿された空気はファン14によって排気口13から除湿対象空間に排気される。
【0048】
充填材16を通った吸湿性液体Lは液槽17に回収される。処理機10は、液槽17の吸湿性液体Lをポンプ19によって管18を通して吸い上げ、吸湿性液体供給部15から再び吸湿性液体Lを供給する。このように液槽17に入れられた吸湿性液体Lを循環させることにより、吸湿性液体Lを効率的に利用して除湿を行うことができる。
【0049】
処理機10が除湿動作を継続して行うと、吸湿性液体Lは希釈されて(低濃度になり)、空気中の水分を吸収しにくくなるので、吸湿性液体Lを再生機30によって再生する。調湿装置1は、処理機10の液槽17から吸い出した吸湿性液体Lのうちの一部を第1の吸湿液管路50を通じて再生機30に送る。再生機30に送る吸湿性液体Lの量は、三方バルブ55によって調節する。
【0050】
第1の吸湿液管路50にはヒートポンプ21の第2の熱交換器26が設けられている。第1の熱交換器26は凝縮機として機能しており、冷媒管24を流れる冷媒が第1の吸湿液管路50を流れる吸湿性液体Lに凝縮熱を放出し、吸湿性液体Lを加熱する。加熱された低濃度の吸湿性液体Lは、吸湿性液体供給部35の複数のノズルから充填材36に滴下される。滴下された吸湿性液体Lは、充填材36に一時的に滞留する。
【0051】
再生機30は、上記の動作と同時に、ファン34を作動させることにより、外気を取り込み、取り込んだ外気を充填材36に下方から供給する。充填材36に滞留した溶液濃度の低い吸湿性液体Lと空気とが接触するため、吸湿性液体Lの水分が空気中に放出される。
【0052】
再生機30は、充填材36を通った吸湿性液体Lを液槽37にて回収する。再生機30は、液槽37に入った吸湿性液体Lの一部をポンプ52によって第1の吸湿液管路50を通して吸い上げる。液槽37から第1の吸湿液管路50を通して吸い上げられた吸湿性液体Lは、再び吸湿性液体供給部35から充填材36に滴下される。このように、充填材36と液槽37との間で吸湿性液体Lが循環することにより、徐々に吸湿性液体Lの濃度が高くなっていく。
【0053】
再生処理が行われた液槽37内の吸湿性液体Lは、第2の吸湿液管路51を通って処理機10に戻る。吸湿性液体Lは、処理機10に戻る途中で、熱交換器54によって、再生機30に向かう吸湿性液体Lと熱交換が行われ、吸湿性液体Lの温度が低下する。
【0054】
次に、ヒートポンプ20の動作について説明する。処理機10が除湿処理を行う場合は、上述のように、第1の熱交換器24は蒸発機として機能し、第2の熱交換器25は凝縮器として機能する。膨張弁22によって減圧されて飽和温度が低くなった冷媒が蒸発機としての第1の熱交換器24に送られる。第1の熱交換器24では、冷媒が管18を流れる吸湿性液体Lから吸熱して蒸発し、吸湿性液体Lを冷却する。蒸発した冷媒は、圧縮機21に送られて圧力をかけられることにより、その飽和温度が高くなる。飽和温度が高くなった冷媒は、凝縮器としての第2の熱交換器25に送られる。第2の熱交換器25では、冷媒が第1の吸湿液管路50を流れる吸湿性液体Lに放熱をすることで液化する。液化された高圧の冷媒は、膨張弁22に戻って減圧される。このサイクルによって、第1の熱交換器24にて除湿に用いる吸湿性液体Lから熱量をくみ上げて、第2の熱交換器25で再生すべき吸湿性液体Lに熱量を放出するという動作が実現される。
【0055】
ここで、膨張弁22がどれだけ冷媒を減圧するかは、蒸発機である第1の熱交換器24にて管18を流れる吸湿性液体Lからどれだけの熱量を吸収しなければならないかによる。すなわち、第1の熱交換器24に流れてくる吸湿性液体Lの温度が高いほど、また、処理機10に供給すべき吸湿性液体Lの求められる温度が低いほど、膨張弁22によって冷媒に対して大きな圧力降下をしなければならないことになる。一方、圧縮機21では膨張弁22で低下した圧力を元の圧力に戻すように、冷媒に圧力を加える。従って、第2の熱交換器25で放出できる熱量は、第1の熱交換器24で吸収した熱量に依存する。
【0056】
次に、制御装置60の動作を説明する。上記で説明したように、第2の熱交換器25にて吸湿性液体Lに放出する熱量は第1の熱交換器24にて吸湿性液体Lからくみ上げた熱量に依存することから、第2の熱交換器25にて吸湿性液体Lを過剰に加熱してしまうことが起こる。そうすると、液槽37からポンプ52によって第1の吸湿液管路50を通して吸い上げられて第2の熱交換器25を通り、吸湿性液体供給部35から滴下されて充填材36を通って液槽37に回収されるという循環によって、吸湿性液体Lの温度はますます上昇し、吸湿性液体Lが過度に濃縮されてしまう。
【0057】
制御装置60は、このような場合には、バルブ42を開いて給水管41から液槽37の吸湿性液体Lに対して水道水を補給する。これによって吸湿性液体Lの過度の濃縮を抑える。具体的には、再生機30内の吸収性液体Lの温度が上昇すると、再生が進んで吸湿性液体Lの濃縮が進むと同時に、吸湿性液体Lの再生に用いられた空気の温度も上昇する。よって、温度センサ61によって再生に用いられた空気(排気)の温度を検出することで、再生機30における吸湿性液体Lの濃縮の度合いを検知することができる。そこで、温度センサ61が検出した温度が所定の閾値を超えると、制御装置60は吸湿性液体Lの濃縮の度合いが所定の閾値を上回ったと判断して、バルブ42を開いて水道水の給水を開始する。また、制御装置60は、温度センサ61が検出した温度が所定の閾値以下になると、バルブ42を閉じて給水を停止する。温度の閾値は、例えば、外気の温度より10度高い温度とすることができる。
【0058】
なお、従来、処理機10において加湿処理を行う場合に、再生機30における再生処理(吸湿性液体に水分を吸収させて吸湿性液体の飽和水蒸気圧を上昇させる処理)を補助するために、再生機30の吸湿性液体に水道水を補給するという技術があった。しかし、上記の実施の形態は、この従来技術とはまったく異なる発想であり、除湿処理における再生機にて吸湿性液体の過度の濃縮を抑えるために、吸湿性液体Lに水道水を補給する。
【0059】
以上のように、本実施の形態の調湿装置1は、処理機10が除湿処理を行う場合に、再生機30における排気の温度が所定の閾値以上になると制御装置60でバルブ41を開いて液槽37の吸湿性液体Lに水道水を供給するようにしたので、ヒートポンプ20の第2の熱交換器25によって過剰に加熱されることによる吸湿性液体Lの過度の濃縮を抑えることができる。
【0060】
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、再生機30における吸湿性液体Lの濃縮の度合いを検知するために、再生機30の排気口33付近に温度センサ61を設けて再生機30の排気の温度を検出した。そして、その排気温度を吸湿性液体の濃縮の度合いを示すパラメータとして、バルブ41の開閉を制御した。しかし、再生機30における吸湿性液体の濃縮の度合いを検知する手段はこれに限られない。
【0061】
図2は、第2の実施の形態の再生機の構成を示す図である。第1の実施の形態と同様の要素については、同一の符号を用いてその詳細な説明を省略する。本実施の形態の再生機71の第1の吸湿液管路50には温度センサ62が設けられている。温度センサ62は、第2の熱交換器25を通過した後の第1の吸湿液管路50を流れる吸湿性液体の温度を検出する。温度センサ62は制御装置60に接続されており、検出した温度の情報を制御装置60に送信する。
【0062】
第2の熱交換器25によって過剰な熱量が吸湿性液体Lに放出されると、吸湿性液体Lの温度が過度に上昇する。このような高温の吸湿性液体Lが充填材36に滴下されて液槽37に回収された後に再びポンプ52によって吸い上げられて第2の熱交換器25を通ることにより、吸湿性液体Lの温度はさらに上昇する。吸湿性液体Lの温度が上昇すると、吸湿性液体Lから水分が脱離しやすくなる。このような循環によって、再生機30内の吸湿性液体Lは過剰に濃縮されることになる。そこで、制御装置60は、温度センサ62から温度情報を受信して、吸湿性液体Lの温度が所定の閾値を超えるとバルブ41を開いて液槽37に水道水を供給する。これにより、再生機30における吸湿性液体Lの過度の濃縮を抑えることができる。なお、温度センサ62により検出された温度が閾値以下になると、制御装置60はバルブ41を閉じて給水を停止する。温度の閾値は、例えば、外気の温度より10度高い温度とすることができる。
【0063】
なお、吸湿性液体Lの温度を検出する温度センサ62は、再生機における他の箇所に設けられてもよい。例えば、温度センサ62が液槽37内に設けられて、液槽37内の吸湿性液体Lの温度を検出してもよい。
【0064】
(第3の実施の形態)
図3は、第3の実施の形態の再生機の構成を示す図である。再生機72の液槽37には濃度センサ63が設けられている。濃度センサ63は、充填材36を経て再生された吸湿性液体Lの濃度を検出することで、再生機72における吸湿性液体の濃縮の度合いを検知する。
【0065】
濃度センサ63は制御装置60に接続されており、検出した濃度の情報を制御装置60に送信する。制御装置60は、濃度センサ63から濃度情報を受信して、濃度が所定の閾値を超えるとバルブ41を開いて液槽37に水道水を供給する。これにより、再生機30における吸湿性液体の過度の濃縮を抑えることができる。なお、濃度センサ63により検出された濃度が閾値以下になると、制御装置60はバルブ41を閉じて給水を停止する。濃度の閾値は、例えば、35重量%とすることができる。
【0066】
なお、吸湿性液体Lの濃度を検出する濃度センサ63は、再生機における他の箇所に設けられてもよい。例えば、濃度センサ63が第1の吸湿液管路50内に設けられて、第1の吸湿液管路50を流れる吸湿性液体Lの濃度を検出してもよい。
【0067】
(変形例)
上記第1〜第3の実施の形態の除湿装置では、ヒートポンプ20を用いて冷媒と吸湿性液体Lとの間で熱交換を行い、吸湿性液体Lを冷却又は加熱したが、除湿装置の構成はこれに限られない。例えば、排熱源からの排熱を用いて、再生すべき吸湿性液体Lを加熱する場合にも、上記の実施の形態と同様に過度の加熱による吸湿性液体Lの過度の濃縮の問題が生じ得る。よって、除湿の際に所定の排熱源からの排熱を利用して、再生すべき吸湿性液体を加熱する除湿装置に上記第1〜第3の実施の形態を適用することもできる。
【0068】
また、調湿装置が、再生機に供給する吸湿性液体を加熱するヒータを備えていてもよい。再生すべき吸湿性液体をヒートポンプまたは排熱源によって加熱するのみでは足りない場合に当該ヒータを用いて加熱を補助することができる。この場合は、制御装置60にて吸湿性液体の濃縮の程度が所定の閾値を超えると判断したときは、ヒータを停止させた上で水道水を補給すればよい。
【0069】
さらに、上記の実施の形態では、吸湿性液体の濃縮を抑えるために吸湿性液体に水道水を補給したが、水道水ではなく地下水等の他の水源からの水を補給してもよい。特に、地下水を用いる場合は、一般的には水道水よりも温度が低く、吸湿性液体の濃縮を抑えるのに有効である。
【0070】
また、上記の実施の形態では、処理機及び再生機にて、充填材とヒートポンプを用いて、ヒートポンプによって冷却又は加熱した吸湿性液体を吸湿性液体供給部から充填材に滴下することで、充填材にて吸湿性液体と空気とを接触させる構成としたが、本発明はこの構成に限られない。処理機及び再生機の内部にて充填材の代わりに熱交換フィルタからなる熱交換コイルを用いて、吸湿性液体供給部から滴下された吸湿性液体を冷却又は加熱しながら空気との気液接触を行ってもよい。この場合、熱交換コイルはヒートポンプの一部として構成することができる。さらに、充填材を用いた上記の実施の形態では、充填材の下方から空気を導入し、充填材の上方から空気を排出するというカウンタ気液接触の方式を採用したが、熱交換コイルを用いる場合に、空気を熱交換コイルの側方から導入し、反対側の側方から排出するというクロス気液接触の構成を採用してもよい。
【0071】
また、上記の実施の形態では、吸湿性液体の濃縮の度合いに応じて、制御装置60がバルブ41を開き、又は閉じるという制御を行ったが、制御装置60が吸湿性液体の濃縮の度合いに応じてバルブの開き量を調節するようにしてもよい。
【0072】
また、上記の第1〜第3の実施の形態では、吸湿性液体の濃縮の度合いを検知するための手段をそれぞれ、排気温度を検出する温度センサ、吸湿性液体の温度を検出する温度センサ、吸湿性液体の湿度を検出する濃度センサとして説明したが、これらの温度センサ及び濃度センサを複合的に採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0073】
本発明は、除湿処理において、検知手段が吸湿性液体の濃縮の度合いを検知して、濃縮の度合いが所定の値を超えると吸湿性液体に水を補給するので、除湿時における吸湿性液体の過度の濃縮が抑えられるという効果を有し、吸湿性液体を用いて除湿を行う除湿装置等として有用である。
【符号の説明】
【0074】
1 調湿装置
10 処理機
11 筐体
12 吸気口
13 排気口
14 ファン
15 吸湿性液体供給部
16 充填材
17 液槽
18 管
19 ポンプ
20 ヒートポンプ
21 圧縮機
22 膨張弁
23 冷媒管
24 第1の熱交換器
25 第2の熱交換器
30,71,72 再生機
31 筐体
32 吸気口
33 排気口
34 ファン
35 吸湿性液体供給部
36 充填材
37 液槽
40 給水管
41 バルブ
50 第1の吸湿液管路
51 第2の吸湿液管路
52 ポンプ
53 バルブ
54 熱交換器
55 三方バルブ
60 制御装置
62 伝熱管
61,62 温度センサ
63 濃度センサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
吸湿性液体に空気中の水分を吸収させることで空気を除湿する除湿装置であって、
除湿処理を行う処理機と、
除湿処理に用いられた吸湿性液体の再生を行う再生機と、
前記再生機に供給する吸湿性液体を加熱するための加熱器と、
前記再生機における吸湿性液体の濃縮の度合いを検知する検知手段と、
前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給するための給水手段と、
前記検知手段により検知された濃縮の度合いが所定の値を超える場合に、前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給するよう前記給水手段を制御する制御手段と、
を備える除湿装置。
【請求項2】
前記検知手段は、前記再生機からの排気の温度を検出する温度センサであり、
前記制御手段は、前記温度センサにより検出された温度が所定の値を超える場合に、前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給するよう前記給水手段を制御する請求項1に記載の除湿装置。
【請求項3】
前記検知手段は、加熱器で加熱されて再生機に供給される吸湿性液体、又は再生機内の吸湿性液体の温度を検出する温度センサであり、
前記制御手段は、前記温度センサにより検出された温度が所定の値を超える場合に、前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給するよう前記給水手段を制御する請求項1に記載の除湿装置。
【請求項4】
前記検知手段は、再生機に供給される吸湿性液体、又は再生機内の吸湿性液体の濃度を検出する濃度センサであり、
前記制御手段は、前記温濃度センサにより検出された濃度が所定の値を超える場合に、前記再生機にて再生された吸湿性液体に水を補給するよう前記給水手段を制御する請求項1に記載の除湿装置。
【請求項5】
前記加熱器は、ヒートポンプの一部であり、該ヒートポンプは前記処理機に供給する吸湿性液体を冷却する冷却器を有する請求項1〜4のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項6】
前記加熱器は、排熱を用いて吸湿性液体を加熱する請求項1〜4のいずれかに記載の除湿装置。
【請求項7】
除湿処理に用いられた吸湿性液体を再生する再生機であって、
吸湿性液体を加熱するための加熱器と、
吸湿性液体の濃縮の度合いを検知する検知手段と、
再生された吸湿性液体に水を補給するための給水手段と、
前記検知手段により検知された濃縮の度合いが所定の値を超える場合に、再生された吸湿性液体に水を補給するよう前記給水手段を制御する制御手段と、
を備える再生機。
【請求項8】
吸湿性液体に空気中の水分を吸収させることで除湿対象空間の空気を除湿する除湿装置の制御方法であって、
除湿に利用された吸湿性液体を再生するために吸湿性液体を加熱する加熱ステップと、
再生された吸湿性液体の濃縮の度合いを検知する検知ステップと、
検知ステップにて検知された濃縮の度合いが所定の値を超える場合に、再生された吸湿性液体に水を補給する給水ステップと、
を備える除湿装置の制御方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−92815(P2011−92815A)
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−246433(P2009−246433)
【出願日】平成21年10月27日(2009.10.27)
【出願人】(504430008)ダイナエアー株式会社 (6)
【Fターム(参考)】