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吸着式デシカント除湿・空調プロセスAdsorptive Desiccant Cooling / Dehumidification

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Academic year: 2022

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(1)特 集:吸. 着 の 世 界‑ミ. ク ロ か らマ ク ロ,そ. し て シ ス テ ム‑. 吸 着 式 デ シ カ ン ト除 湿 ・空 調 プ ロセ ス Adsorptive Desiccant Cooling / Dehumidification. 児玉. 昭 雄(金 沢 大学). Akio KODAMA (Kanazawa University) e-mail: kodama@t.kanazawa-u.ac.jp 1.は. じめ に. 2005年2月16日,京. 都 議 定 書 が 発 効 し た.わ. が 国 に 課 せ られ た 温 暖 化 効 果 ガ ス 排 出 量 の 削 減 目 標 を 達 成 す る に は 今 や13〜14%の 必 要 と さ れ て い る.そ. し て,そ. 排 出量抑制が れ に は京 都 メ カニ. ズ ムの 運 用 と並行 して省 エ ネ ル ギー 効 果 の 高 いプ ロ セ ス の 開 発 と 普 及 が 不 可 欠 で あ る. エ ネ ル ギ ー 利 用 の 効 率 化 を 日指 して 各 種 コ ジ ェ ネ レー シ ョ ン シ ス テ ム や ヒ ー トポ ン プ 式 給 湯 器 の 普 及 が 進 ん で い る が,そ. の エ ネ ル ギー 利 用 効 率 を. 図12ロ. ー タ ー 式 デ シ カ ン ト空 調 プ ロ セ ス[1]. 高 く維 持 す る た め に は 余 剰 温 熱 を 積 極 活 用 す る こ と が 必 要 で あ る.特 に は,冷. に余 剰 温 熱 量 が 増 加 す る 夏季. 指 針 が 確 立 され て い な い こ と,装. 房 装 置 の 駆 動 熱 源 と して 活 用 す る こ とが. 合 理 的 と言 え る.熱. こ と,高. 駆 動 冷 房 装 置 の 中 で もデ シ カ. 置 が大 型 で あ る. コ ス トが 最 大 の 理 由 で あ る.こ. 題 解 決 に 加 え て,今. れ らの課. 後 普 及 が 期 待 され る 家 庭 用 燃. ン ト除 湿 空 調 プ ロ セ ス は 換 気 型 か つ 除 湿 重 視 の シ. 料 電 池 や 小 型 コ ジ ェ ネ レ ー シ ョ ン シ ス テ ム と組 み. ス テ ム で あ り,室. 合 わ せ を 考 え る と50‑60℃. 内 空気 品 質 の改 善 効 果 も得 る こ. と が で き る と し て 注 目 さ れ て い る.デ 調 シ ス テ ム は 図1に 熱 交 換 器,冷. シ カ ン ト空. 示 す よ う に 基 本 的 に 除 湿 機,. 却 器(オ. プ シ ョ ン),加. 熱 器,送. 程 度 の 熱 駆 動 で も十. 分 な 除 湿 性 能 が 発 揮 で き る 吸 着 剤,流 ム 構 成,運. 風機. 路 ・シ ス テ. 転 手 法 を 開 発 し て お く 必 要 が あ る.. 本 稿 で は 高 湿 度 対 応 と 更 な る 低 温 熱 駆 動 を 目指. か ら構 成 され て お り,状 況 に 応 じて 様 々 な 組 合 せ,. した 当 研 究 室 で の 取 り組 み(図2)を. あ る い は 多 様 な 流 路 構 成 が 可 能 で あ る.そ. 式 デ シ カ ン ト空 調 プ ロ セ ス の 研 究 開 発 状 況 を 紹 介. の除 湿. 操 作 は 吸 着 剤 あ る い は 吸 収 液 へ の 水 蒸 気 の 吸 着/ 吸 収 作 用 を 利 用 し て お り,特. す る.詳. し く は 参 考 文 献[3‑7]を. 中心 に吸 着. ご 覧 頂 き た い.. に潜 熱 負 荷 の 大 きな. 空 間 で 有 効 で あ る.従 来 空 調 機 との 組 み 合 わ せ(ハ イ ブ リ ッ ド化)で. は,温. 易 に な る と と も に,従 で き る こ とか ら,COP値 な お,デ. 度 と湿 度 の 独 立 制 御 が容. 来 空 調 機 は 顕 熱 処 理 に専 念 の 向 上 が 期 待 で き る[2】,. シ カ ン ト空 調 機 は そ の 除 湿 操 作 に 固 体 吸. 湿 材 を 用 い る 吸 着 式 プ ロ セ ス と塩 化 リチ ウ ム 等 の 液 体 吸 湿 材 を 用 い る 吸 収 式 プ ロセ ス に 大 別 で き る が,設. 備 費 あ る い は メ ン テ ナ ンス の 点 か らは吸 着. 剤 除 湿 ロ ー タ ー を 用 い た 吸 着 式 デ シ カ ン ト空 調 機 が 有 利 と され る. 普 及 しつ つ あ る デ シ カ ン ト空 調 機 で は あ る が, 駆 動 熱 源 と な り得 る コ ジ ェ ネ レー シ ョ ン シ ス テ ム の 導 入 数 に 遠 く及 ば な い.こ. 伝 熱2006年1月. れ は 操 作 原 理/設. 計. 図2当. ―39―. 研 究 室 にお け るデ シ カ ン ト空 調機 の 開発. J,HTSJ,Vbl.45,No,190.

(2) 特 集:吸. 着 の 世 界‑ミ. ク ロ か らマ ク ロ,そ. 2.従 来 型 デ シ カ ン ト空 調 機 の 高 度 化 2.1究. 移 動 抵 抗,に. 極 性 能 と 除湿 機 の 性 能 向 上. 図3(a)に. 理 想 的 な 除 湿 機,温. 熱 交 換 器,加. よ り除 湿 性 能 が 低 下 す る.こ. す る改 良策 の. 度 効 率100%の. 湿 効 率100%の. して シ ス テ ム‑. 一 例 と し て,吸. れ に対. 着 ゾー ン初 期 部 分 へ. の パ ー ジ ゾ ー ン 設 置 が あ る.ま た,「 吸 着 材 」の 改. 顕. 冷 却器 を用 い た 冷 却. 良 に よ っ て も 対 応 可 能 で あ る.す. な わ ち,吸. 着容. 器 付 デ シ カ ン ト空 調 機(DesiccantEvaporative. 量 が 大 き く吸 着速 度 が速 い 吸 着 ロー ター を用 い る. Cooling)の. こ と に よ っ て,最. 空 気 状態 変化 を示 す 。 こ のデ シカ ン ト. 空 調 機 の 究 極 性 能 は 外 気 温 湿 度35℃ 室 内 温 湿 度26.7℃・11.2g/kgと い て 再 生 温 度80℃. の 場 合,冷. い うARI条 却 効 果(給. の エ ン タ ル ピ ー 差)CE=23kJ/kg,室 COP=1‑5で. あ る.残. ・14.2g/kg,. 転 数 す な わ ち 最 適 回 転 数 が 低 く で き,回. 転 に よっ. て 持 ち 込 ま れ る 熱 量 を 低 減 す る こ と が で き る.当. 件 にお 気 と還 気. 然,吸. 内空 気 基準. 念 な が ら,実. 小 湿 度 を 示 す 除 湿 ロー タ ー の 回. 着 材 の 改 良 は物 質移 動促 進 の 点 か ら も重 要. で あ り,デ. 際 の プ ロセ ス 内. シ カ ン トロー ター の性 能 予 測 や 最 適 化. な ど吸 着 材 開 発 に つ な が る 研 究 が 多 く な され て い. 空 気 状 態 変 化 は 図3(b)に 示 す よ うに 理 想 挙 動 と は. る.吸. 異 な り,理. 御 す る た め に,感. 想性 能に 比 べ て極 め て 低 い プ ロセ ス性. 着 材 自 体 の 開 発 と し て,平. 衡 吸 着 特 性 を制. 温 性 材 料 を 採 用 した 研 究 や 孔 径. が 均 質 な メ ソポ ー ラ ス 吸着 体 の採 用 な どが提 案 さ. 能 を 示 す.. れ て い る.い. ず れ も 対 象 空 間 の 温 湿 度 に 対 し て,. 最 も効 果 的 に 吸脱 着 量 を稼 ぐ吸 着 材 の 特 性 発 現 が 目 的 で あ る. 2.2除. 湿機再生の効率化. 効 率 的 な 除 湿 機 再 生 方 法 と して 再 生 ゾ ー ン を2 分 割 し て 段 階 的 に 吸 着 材 再 生 を行 う 「 段 階 再生手 法 」 が 有 効 で あ る[4]― 段 階 再 生 手 法 と は 図4に. 示. す よ う に 顕 熱 交 換 器 を 通 過 した 還 気 を 再 生 ヒ ー タ ー 手 前 で2つ に 分 け ,1つ は加 熱 器 に よ り昇 温 し て 本 再 生 空 気 と し,も. う一 方 は 顕 熱 交 換 器 の 熱 回. 収 に よ り余 熱 さ れ た 空 気 を プ レ再 生 空 気 と し て 加 熱 器 を 通過 させ ず 除 湿機 の 再 生 前 段 部 分 に 通 気 さ せ る こ と で 再 生 効 率 の 向 上 が 期 待 で き る.. 図3全. 図4除. 換 気 デ シ カ ン ト空 調 機 内 の 空 気 状 態 変 化. 湿機 の 段 階 再生. (a)理 想 的 な 変 化 と(b)実 際 図5は 例 え ば,デ. の 影 響 の 一 例 で あ る.外. シ カ ン トロー ター で は ほ ぼ 断 熱 状 態 で. 除 湿 が 進 行 す る た め,得 は 図3(a)中. 気 湿 度 が 低 い 場 合,加. 再 生 ゾ ー ン 面 積 比 率 の 影 響 が 小 さ い.こ. られ る 空 気 湿 度 の 下 限 界. ② で 示 さ れ る が,実. 除 湿 量 に与 え る加 熱 再 生 ゾ ー ン面 積 比 率. 外 気 湿 度 領 域 で は 吸 着 量 が 少 な く,加. 際の除湿操作では. 熱. れは低い 熱 再生 ゾー. ン 面 積 が 小 さ く て もプ レ再 生 過 程 と と も に 脱 着 に. (1)吸 着 材 ロ ー タ ー を 介 し た 再 生 側 か ら 給 気 側 へ の 顕 熱 移 動 に よ る除 湿 出 口空 気 の エ ン タ ル ヒ.一増. 必 要 な エ ネ ル ギ ー を 供 給 す る こ と が で き る か らで. 加,(2)水. あ る.し. の 蒸 発 潜 熱 よ り も 大 き い 吸 着 熱,(3)物. 伝 熱2006年1月. 質. ―40―. か し な が ら高 い 外 気 湿 度 領 域 で は 大 き な. J.HTSJ,Vol.45,No.190.

(3) 特 集:吸. 着 の 世 界‑ミ. ク ロ か らマ ク ロ,そ. し て シ ス テ ム‑. 一 シ ョン結 果 か ら5%の. 加 熱 再 生 ゾー ン面積 比 率 が必 要 とな る.よ っ て,. 温 度 効 率 の 向 上 に よ りプ. 求 め られ る給 気 湿 度 に よ っ て は加 熱 再 生 ゾー ン面. ロセ ス性 能 が 格 段 に上 昇 す る こ とが 予 想 され てい. 積 を調 整 す る こ とで エ ネ ル ギ ー投 入 量 の 削 減 が 可. る.ま た,回 転 型 熱 交 換器 は 除湿 ロー ター に比 べ. 能 で あ る.ま た,高 い 外 気 湿 度領 域 で は 除 湿 量 変. て 数 十倍 高 速 で 回転 す るた め に 再 生 側 空 気 か ら給. 化 が 小 さい が,こ れ は吸 着 材 の 吸 着 等 温 線 形 状 お. 気 側 へ の 湿 分 の移 動 は避 け られ な い.こ の湿 分 移. よび 吸 着 速 度 に起 因 し,今 後 の デ シカ ン ト空 調 プ. 動 を抑 制 す る た め に プ レー トフ ィ ン形 な どの静 止. ロセ ス 用 途 吸 着 材 開 発 の 重 要 な検 討 課 題 の一 つ で. 形 熱 交 換 器 の利 用 が抜 本 的 な解 決 法 に な る と思 わ. あ る.. れ る が,回 転 型 よ りも低 い温 度 効 率 が難 点 で あ る.. 図6段. 図5除. 階 再 生 手 法 に よ る省 エ ネ ル ギー 効 果. 湿 量 に与 え る加 熱 再 生 面 積 比 率 の影 響. (ロー ター 断 面 図 は再 生 側 入 口か ら見 た もの) 図6は. 加 熱 再 生 ゾ ー ン 面 積 比 率 と相 対 冷 却 効 果. CE/CE'(ゾ. ー ン1‑6全. て を加 熱 再 生 した場 合 に得. ら れ る 冷 却 効 果 を1と kW/kW'(ゾ. ー ン1‑6全. 入 熱 量 を1と. す る)お よ び 投 入 熱 量 比 て を加 熱 再 生 した場 合 の投. す る)の 関 係 で あ る.加 熱 再 生 ゾ ー ン. 面 積 比 率 が小 さ くな る につ れ て熱 投 入 量 は 直線 状 に 減 少 し て い る の に 対 し,相 や か に 減 少 す る.こ ン 面 積 比 率0.67の. の 結 果,例. 2.3熱. は20%向. 図7断. え ば加 熱 再 生 ゾー. 場 合,投 入 熱 量 比 は0.75に. て 相 対 冷 却 効 果 は0.9程 COPm値. 対 冷 却 効 果 は 当初 緩. 対 し. 3.断 熱 除 湿 限 界 の 克 服. 度 を 維 持 で き て お り,. 図7に 示 す よ うに除 湿 が 断 熱 的 に進 行 す る限 り. 上 で き る こ と に な る.. は 除湿 出 口湿 度 の下 限 界 は 外 気 空 気 と等 しい エ ン. 交換器. タ ル ピー 線 と再 生 空 気 と等 しい相 対 湿 度 線 の交 点. 室 内 へ の 給 気 の エ ン タル ピー を下 げて い るの は 顕 熱 交 換 器 の 働 き に よ る も の で あ り,そ 率 向 上 の 重 要 性 は 言 う ま で も な い.数. 伝 熱2006年1月. 熱 除 湿 限 界 と等 温 除 湿 の有 効 性. (A点)で. の温度効. あ る.よ. って従来 の流路構成で は. 50)60℃ 程 度 の 再 生 温 度 で は 十 分 な 除 湿 量 が 得 ら. 値 シ ミュ レ. ―41―. J.HTSJ,Vbl.45,N℃.190.

(4) 特 集:吸. 着 の 世 界− ミ ク ロ か らマ ク ロ,そ. して シ ス テ ム‑. の 断熱除 湿 限 界 を克 服 す るた め に は 除. よ っ て 空 気 流 れ 方 向 に空 気 の相 対 湿 度 が 急 激 に低. 湿 に伴 って 発 生す る 吸着 熱 を除 去す る仕組 み が 必. 下 す るた め,除 湿 ロー ター 下 流 域 の 吸 着 量 は 上 流. 要 で あ る.例. 域 に 比 べ て 少 な い た め で あ る.言 い換 えれ ば,デ. れ な い.こ. ば,室. え ば,図1の. 装 置 形 式 の ま ま で あれ. シ カ ン ト空 調 の よ うに 究 極 的 な乾 燥 が 必 要 な い 除. 内 へ の 供 給 空 気 の 一 部 を 除 湿 ロ ー ター 入 口. に 再 循 環 さ せ る こ と で,除 き る が,給. 湿 操 作 で は ロー ター に 含 ま れ る吸 着 材 の 半 分 は効. 湿性能 を幾分か向上で. 気 風 量 が 減 少 す る と い う欠 点 が あ る.. 率 よ く機 能 して い な い.数 値 計 算 に よ る と除 湿機. 当研 究 室 で は給 気風 量 の減 少 を伴 わ な い 手法 と し. 再 生 温 度 が 高 い ほ ど この傾 向 は強 くな る[7]―. て 除 湿 操 作 の 多 段 化 を検 討 した. 3.12段 図8は. 除湿 型 プ ロ セス 除 湿 操 作 を2段. に した 吸 着 式 デ シ カ ン ト. 空 調 プ ロ セ ス の 概 略 図 で あ る.こ の 流 路 構 成 で は, ま ず 一 段 目 の 除 湿 機 で 高 湿 度 な 外 気"1"を"A"の 態 に ま で 除 湿 し,外. 状. 気 と熱 交 換 し た 後 に さ ら に 除. 湿 と 熱 交 換 を 行 い,得. られ る 低 湿 度 な 空 気"31'を 得. る も の で あ る.. Paralle1:除. 湿 機2台. Serial:プ. ロ セ ス 内 熱 カ ス ケ ー ド利 用 (除 湿 機2台. (1段 目除 湿;外 図82段. 円 除 湿;室. の 再 生 温 度 は 異 な る). 内側). 除湿 型 デ シ カ ン ト空 調 プ ロ セ ス. 図9は2段 COPで. 気 側)(2段. と も 同 じ再生 温 度. あ る.比. 除湿 型 プ ロセ スの 除 湿 性 能 お よび 較 の た め に 従 来 型 プ ロセ ス の 結 果. も あ わ せ て 示 す.従. 来 型 プ ロセ ス 単 体 で は 対 応 す. る こ と が 困 難 な 高 湿 度 条 件 下 で も2段 セ ス は 高 い 除 湿 性 能 を 維 持 し た.こ. 除湿型 プロ. れ は2度. の除. 湿 操 作 に 加 え,除. 湿 機 間 の 顕 熱 交 換 器 に よ り吸 着. 熱 が 除 去 され,有. 効 吸 着 量 の 低 トが 抑 制 さ れ た た. め で あ る 。 ま た,実. 質 的 な 熱 エ ネ ル ギー 利 用 効 率. の 向 上 を 目 的 と した 異 温 度 再 生 方 式(プ ロ セ ス 内 熱 カ ス ケ ー ド利 用型"2‑1モ. ー ド")も2つ. の加 熱器. に 同 温 度 の 熱 を 供 給 す る 同 温 度 再 生 方 式(ParalleD に は 若 干 劣 る が,良. 好 な 除 湿 量 を 得 る こ とが で き. た,ま. も 高 く,実. た,COPn,値. 質 的 なエ ネル ギー. 利 用 効率 の観 点 か ら は有 効 な流 路構 成 で あ る とい え る.一. 方 で2段. 除 湿 型 デ シ カ ン ト空 調 プ ロ セ ス. は 装 置 が 大 型 化 し,普 こ で,装. 及 の 妨 げ の一 因 と な る.そ. 置 の 省 スペ ー ス 化 を 図 る た め に,通. 半 分 で あ る ロー ター 幅0.1mの 入 し た 結 果,高. 除湿 ロー ター を導. 湿 度 条 件 下 で も性 能 低 下 は10%程. 度 に 留 ま っ た.こ. 伝 熱2006年1月. 常の. れ は 断熱 除 湿 で は 吸 着熱 発 生 に. 図92段. ―42―. 除 湿 型 プ ロセ ス の 除 湿 性 能 お よ びCOP. J.HTSJ,VoL45,No.190.

(5) 特 集:吸. 3.2同. 着の世界. ミ ク ロ か らマ ク ロ,そ. して シ ス テ ム. 時熱 交 換 型 除湿 プ ロセ ス. 図7に. 示 し た よ うに 等 温 操 作 に お け る 除 湿 空 気. 湿 度 の 下 限 界 は,点Pで. あ る.す. な わ ち50℃. 生 空 気 に よ る 等 温 除 湿 で は,90℃. の再. の 再生 空 気 に よ. る 断 熱 除 湿 と 同 じ 除 湿 性 能 が 得 られ る こ と に な る, ま た,等. 温 除 湿 と 断 熱 除 湿 で 得 られ る 除 湿 量 を 比. 較 す る と,低. 温 度 再 生 に な る ほ ど等 温 除 湿 の 有 利. 性 は 顕 箸 に な る こ と が わ か る.な. お,等. 温 除湿 を. 達 成 す る た め に は 吸 着 工 程 に 入 る前 に吸 着 剤 の冷 却,吸. 着 工程 中 に は 吸 着 熱 の 連 続 除去 が必 要 で あ. り,吸. 着 材 の伝 熱 促 進 お よび 熱 交 換 性 能 向 上 の た. め の 工 夫 が 不 可 欠 と な る.研 図10に. 究開 発の. 例 と して. 同 時 熱 交 換 型 除 湿 ロ ー タ ー を 示 す.等 間 隔. で 放 射 状 に60個. 設 置 し た ア ル ミ製 の ス リ ッ トの. 問 に 扇 形 の ハ ニ カ ム 吸 着 剤 が 組 み 込 まれ て い る. 再 生 用 温 水 を こ の ス リ ッ ト内 に 通 過 させ,壁. から. の 熱 交 換 に よ り吸 着 材 を 加 熱 す る こ と も可 能 で あ る.こ. の 場 合,加. 熱 あ る い は そ の ま ま の温 度 の外. 気 を 吸 着 剤 層 に 供 給 し,水 蒸 気 を 脱 着 除 去 す る. 一方 ,吸 着 側 で は ス リ ッ ト内 に 冷 却 空 気 を 流 し, 吸 着 熱 を 除 去 し て 吸 着 材 を 冷 却 す る.こ. の とき再. 生 側 で 用 い た 温 水 が ス リ ッ トの 内 壁 に 残 存 し て お 図10同. り,冷 却 空 気 の 流 れ に 伴 う残 存 水 の 気 化 熱 に よ り,. 時 熱 交 換 型 デ シ カ ン トロ ー タ ー. 吸 着 熱 を よ り効 果 的 に 取 り 除 く こ とが で き る. 図11に. 除 湿 実 験 結 果 の一 列 を 示 す.再 生 過 程 で. は ス リ ッ トに 温 水 を 供 給 し,か. つ 吸 着材 層 には 外. 気 を 温 水 と 同 じ温 度 ま で 加 熱 して 供 給 した.吸. 着. 熱 除 去 は十 分 で は な く等 温 除 湿 は 達 成 で きて い な い が,ス. リ ッ ト内 に 残 存 し た 水 の 蒸 発 潜 熱 に よ る. 吸 着 材 の 冷 却 効 果 も あ り,45‑50℃. と い う低 い 再 生. 温 度 で も 良 好 な 除 湿 性 能 を 得 る こ と が で き た.例 え ば45℃. 再 生 で23g/kgと. い う高 湿 度 外 気 か ら. 8g/kg除 湿 し て い る が,こ れ は 従 来 の 除 湿 ロ ー タ ー を 同 温 度 で 再 生 した 場 合 に は 決 して 得 る こ と の. 図11同. 材 特 性 の 検 討 に よ り除 湿 性 能 の 改 善 が 期 待 で き る.. 湿量 に 与 え る再. 時 熱 交換 型 吸 着 材 ロー タ ー の 除 湿性 能. で き な い 除 湿 量 で あ る.一. 方,除. 生 温 度 の 影 響 は 小 さ く,特. に原 料 空気 湿 度 が 高 い. そ こ で,吸. 領 域 で そ の 傾 向 が 強 い.こ. れ は,ア. の 高 い 材 料 で 接 合,伝. ル ミス リッ ト. 着 材 層 と ア ル ミ ス リ ッ ト間 を熱 伝 導 性 熱 抵 抗 の 削 減 を 図 っ た.ま. 等 の 導 入 に よ り吸 着 材 ロ ー タ ー の 熱 容 量 が 増 加 し. た,等. た こ と も影 響 して 吸 着 材 の 冷 却 が 迅 速 で は な く,. な 吸 脱 着 速 度 に 加 え て,再. 再 生温 度 が 高 い ほ ど吸着 材 層 温 度 が 高 い ま ま で 吸. に 平 衡 吸 着 量 が 大 き く 変 化 す る こ とが 望 ま れ る.. 着 工 程 を 移 動 す る こ と を 示 唆 す る.ま. よ っ て,こ. 度 域 で 除 湿 性 能 の 低 下 が 見 ら れ る が,こ. た,中. 間湿. れ は 除湿. 好. 生 空 気 の相 対 湿度 を境. の よ うな 特 性 を 有 す る(株) 三 菱化 学製 の. 新 規 吸 着 材FAM‑Zを. ロー タ ー に 担 持 し た 吸 着 剤 の 特 性 が 影 響 し て い る .. 無 機 バ イ ン ダ ー に よ りア ル. ミ ニ ウ ム 製 の ハ ニ カ ム マ ト リ ク ス に 担 持 し た.こ. 上 記 結 果 か ら ロ ー タ ー 内 伝 熱 抵 抗 の 削 減 と吸 着. 伝 熱2006年1月. 温 除 湿 に 適 し た 吸 着 材 特 性 と し て は,良. の 吸 着 材 で は,温. ―43―. 度 上 昇 に よ り等 温 線 が 立 ち 上 が. J.HTSJ,V61.45,No,190.

(6) 特 集:吸. 図13伝. 着 の 世 界‑ミ. ク ロ か ら マ ク ロ,そ. 熱 促 進 と新 規 吸 着 材 導入 に よ る 同 時熱 交換 除湿 ロー ター の性 能 改 善 国 内普 及 数 は大 規 模 施 設 を 中心 に200件 程 度 に. る相 対 湿 度 域 が 加熱 再生 に好 都 合 な 方 向 に移 動 す る.図12に. して シ ス テ ム‑. 留 ま っ てい る が,80℃ 程 度 以 上 の再 生 温 度 が あれ. 改 良型除 湿 ロ ー タ ー の性 能 を 示 す.こ. こで 吸着 材 再 生 は加 熱 空 気 だ け で行 った.吸 着 材. ば既 に実 用 性 能 域 に あ るデ シ カ ン ト空 調 プ ロセ ス. の 冷却 効 果 を高 める た め に少 量 の冷 却 水 を追 加 供. で あ る.今 後,コ ジ ェネ レー シ ョン シ ステ ム の普. 給 した こ と も あ り,旧 熱 交 換 除 湿 ロー ター と比べ. 及 と と もに デ シ カ ン ト空調 機 の特 長 が認 知 されれ. て も除 湿 性 能 は大 き く向 上 した.ま た,同 時熱 交. ば,快 適 環 境 を 必 要 とす る学 校 や 劇 場 へ の 導 入 も. 換 型 除 湿機 は従 来型 に比 べ 吸 着 ゾー ン の 断 面積 が. 進 む.私 た ちの 家 庭 を考 え る と少 な い エネ ル ギ ー. 約40%小. 消 費 量 で24時 間 換 気 空 調 が 実 施 で き,さ らに は 結. さい ものの,2倍. 近 い 除湿 量 を 達成 して. お り,装 置 の小 型化 に もつ な が る結 果 とな っ た.. 露 を 防 ぐ こ とで 建 物 そ の もの の寿 命 も長 くで き る.. しか しなが ら,研 究 開始 当初 に期 待 した 高 速 吸脱. オ フ ィス で は デ シカ ン ト空 調 機 に よ る高 温 低 湿 度. 着 サ イ クル とは程遠 い ロー タ ー 回転 数 で の 操 作 で. 空 気 の 供 給 で 冷 房 に よ る健 康 被 害 が少 な く な る.. あ る.3.1項. に も記 した よ うに試 作 した20cm層. 自動 車 へ の 適 用 に は小 型 化 は 不 可 欠 で あ るが 比 較. 高. の除 湿 ロー タ ー では 空 気 流 れ 方 向後 半部 分 の 吸 着. 的 高 温 の エ ン ジ ン排 熱 が利 用 で き る.デ シカ ン ト. 剤 が効 率 よ く働 いて いな い こ と,ま た,そ の部 分 へ の蓄 熱 が 高 速 サイ クル 化 を妨 げて い る こ とが予. 空 調 機 は省 エ ネ ル ギー だ け で は な く,快 適 空 調 も 提 供 す る も ので あ り,更 な る研 究 開 発 が 望 まれ る.. 想 され る.こ の 点で 吸着 材 層 高 さの 思 い 切 っ た削 減 は小 型 高性 能 デシ カ ン ト空調 プ ロセ ス を導 くも. 参 考 文 献. の と して,現 在 検討 中で あ る.. [1]株. 式. 会. 社. 西. 部. 技. 研. ホ. ー. ム. ペ. ー. ジ. http://www.seibu‑giken.cojp/. 5.お わ りに 度化 研 究 を紹 介 させ て頂 い た が,湿 度 スイ ン グ吸. [2] L. Z. Zhang and J. L. Niu, Energy, 28, (2003) 275. [3] Kodama, A. et al., J. Chem. Eng. Japan, 36, (2003) 819.. 着(富 士 シ リシ ア化 学),高 分 子 収 着 剤 応 用 プ ロセ. [4] 児 玉 昭 雄,. ス(岡 山大 学),バ ッ チ式 等 温 除 湿 プ ロセ ス(名 古. 野 浩 志,. 屋 大),吸 着 ヒー トポ ンプ との ハ イ ブ リ ッ ド化(東. 33.. 当研 究 室 にお ける 吸着 式 デ シ カ ン ト空 調 機 の高. 京 農 工 大 ・九州 大)な ど 国 内 で も注 目す べ きデ シ. 安 藤 幸 助, 広 瀬 勉,. 後 藤 元 信,. 岡. 日本 冷 凍 空 調 学 会 論 文 集, 22‑1,(2005). 去 に よ る等 温 除 湿を 目指 して お り,よ りシ ン プル. [5] Kodama, A. et al., Adsorption, 11-Supplement 1, (2005) 603. [6] Ando, K. et al., Adsorption, 11-Supplement 1, (2005) 631.. な装 置 構 造 で い かに 効 率 よ く吸 着熱 を除 去 す るか. [7] 辻 口 拓 也,. カ ン ト関 連 研 究 が数 多 く進 ん で い る.こ の 中で低 温 熱 駆 動 を 目標 とした研 究 開発 の多 くは 吸 着 熱 除. が ブ レー ク スル ーの 鍵 とな っ て い る.. 伝 熱2006年1月. 児 玉 昭 雄,. 日本 冷 凍 空 調 学 会 論 文. 集, 224, (2005)49. ―44―. J.HTSJ,Vbl.45,No.190.

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