FUTURE-テクノロジーで新しい豊かさへ-”を掲げて地球温暖化問題へ取り組んでおり、その一環として図1に示すように、膨大な量が発生する排熱の有効利用技術の開発を進めている。現実には排熱の有効利用が進んでいるとは言い難く、その理由として多くが200°C以下の低品位排熱であり、一般に動力や冷熱への変換効率は低く、経済性の確保が難しいことがあげられる。この状況を変えるため、当社では低品位排熱の高付加価化に取り組んでおり、本号では一例として、熱駆動湿度制御システムであるデシカントの技術、ならびに適用事例について紹介する。国内エネルギー消費と排熱発生量2.デシカントシステムの原理と特徴2.1.作動原理いくつかの形式が開発されているが、シリカゲルやゼオライト等、高い水蒸気吸着能(または吸収能)を持つ、「デシカント剤」への、水蒸気吸着(または吸収)と、加熱による水蒸気分離によって処理空気の除湿を行う点は共通している。図2にもっとも一般的なデシカントローター型を示す。回転ローター型デシカントシステムデシカント剤としては、シリカゲルやゼオライト等、比表面積が大きく水蒸気吸着能の大きな材料が用いられている。大きな高性能デシカント剤も実用化され、従来にない特色を持ったシステム開発の追い風となっている。居住空間や、半導体,薬品等の生産現場の除湿システムとして使用されることが多く、蒸気圧縮式冷凍サイクルによる冷却除湿に対して、以下の特徴を有している。(1)熱駆動システム処理空気が通過するデシカント剤への水蒸気吸着(または吸収)と加熱による脱着(再生)による除湿システムであり、ファン等を除く駆動電力を必要としない。再生熱源として温水排熱の利用も可能。水蒸気の凝縮を伴わないため、0°C以下の露点への深除湿が可能。反面、機器サイズが大きく、設置スペースや導入コストの高さが障害となっていたが、新しいデシカント剤や、圧縮式ヒートポンプ組み合わせ等により小型・高機能機の開発がすすめられ、国内でも普及が進みつつある。3.小型高効率デシカントシステムの開発ガスエンジンヒートポンプ(GHP)や小型コージェネの温水出力や、太陽熱温水等、60°C程度の低品位熱で十分な除湿性能を有し、かつ小型のシステム実現を目標として、設計・試作を行った。水平設置の1つのデシカントローター型に2つの除湿領域を設け、処理空気が2段階で除湿されるため、図2の基本型より40%程度高い除湿能力を実現しており、60°C程度の温水で十分作動できるものとなっている。設計に当たっては、水蒸気吸着,脱着プロセスのシミュレーションを行い、ローターのサイズや領域分割,回転速度等の最適化を図った。市場規模の大きな一般空調分野ではコスト要求が極めて厳しく、温水排熱駆動システムでは温水配管が必要で、冷媒直膨式の個別分散空調が普及した国内市場では施工上の課題もある。そこで、付加価値の高い排熱利用法探索の目的を持って、当社と関わりの深い施設園芸分野での適合性評価を行った。具体的には、面積500平方メートルの実験ハウスへ試作機2台を設置し、55°Cの温水供給により、湿度制御運転を行うもので、2年間の運転試験を実施した。カビ病発生の原因となることが知られており、相対湿度≦80%の保持を目標とした。デシカント機の合計処理風量は、約2時間で室内空気全量を処理できるレベルである。温水の消費エネルギーは1台あたり2~3kWで、必要温度が低いことと合わせ、太陽熱温水等で十分駆動可能である。設置ハウスと同サイズで同じくトマトを栽培するハウスが隣接設置されており、デシカントではなく全熱交換器による湿度制御装置を備えたものとなっている。これを比較対象区とした。図7は夏季の連続した3日間のハウス内相対湿度変化を、デシカント非導入区とともに示している。非導入区では夜間の大半の時間で相対湿度100%近くに上昇しているが、導入区では、湿度上昇リスクの大きい日没および夜明けの時間帯も含め80%程度に抑制されている。デシカントによる湿度上昇抑制は、冬季を含め年間を通して確保されており、低温条件でも高い除湿能力が得られるデシカントの強みが生かされている。以上の結果として、非導入区ではカビ病が発生し作物がダメージを受けたのに対し、デシカント導入区では病害発生がほとんど無く、20%の収穫量アップが確認された。作物生育状態(トマト)5.おわりに低品位排熱の利用法として、温水駆動デシカント除湿システムを開発し、施設園芸においてすぐれた除湿性能を実証し、作物収穫量や品質向上の可能性を示すことができた。Regionソーシャルメディアプライバシーポリシークッキーポリシーご利用にあたって当社の名を騙った詐欺にご注意ください。