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加湿と除湿(5) 除湿の原理と実際(その2)
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キーワード:除湿装置(Dehumidifiers)、吸着(Adsorption)、吸収(Absorption)、露点温度(Dew Point Temperature)、相対湿度(Relative Humidity)
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5.吸収式除湿装置 5.1 吸収式除湿の原理 吸収式除湿は、水分を吸収する性質をもった塩化リチウ ム、トリエチレングリコールなどの水溶液を湿り空気と接 触させて空気中の水分を吸収し、除湿を行う方法である。 各種吸収剤の水分吸収量を図-9に示す。相対湿度が高 いほど水分吸収量は多いことがわかる。 図-10は、塩化リチウム水溶液の平衡状態図である。 この図で、40%濃度の塩化リチウム水溶液の液温25℃ の平衡水蒸気圧は約0.52 kPaであり、このときの相当露 点温度は約－2℃である。したがって、水溶液の噴霧など によって湿り空気を完全に接触させて、平衡状態まで持っ ていったとすると、-2℃の露点温度まで除湿できること になる。このことは、水溶液の濃度と温度を制御すること により、任意の露点温度が得られるということになる。 吸収式除湿装置での処理空気の状態変化を空気線図で示 したのが、図-11である。①の状態で装置に入った湿り空 気は、吸収液平衡線に近い状態まで除湿される。水分吸収 時には、凝縮熱よりも少し多い程度の吸収熱が発生し、等 湿球線(①→②')にほぼ沿った①→②の変化となる。した がって、x1-x2が除湿水分量となる。 表‐2に、使用される液体吸収剤の用途例を示す。
吸収式除湿装置(湿式)の系統図を図‐12に示す。 装置は湿り空気から水分を吸収(除湿)する吸収器と、水 分を吸収して濃度の薄くなった水溶液を濃縮・再生する再 生器とで構成されている。 吸収器に入った処理空気(湿り空気)は、ノズルから噴霧 きれる吸収剤水溶液と接触して水分を奪われると同時に、 ここで発生する吸収熱は、冷却コイルにより冷却除去され る。除湿された処理空気は、エリミネータ(気液分離器)で 吸収液ミストを分離し、除湿空気として送り出される。 水分を吸収して濃度の薄くなった吸収剤水溶液は、除湿 能力が減退してくるため、一部を再生器に送って加熱濃縮 する。水分を蒸発させて濃縮することによって、吸湿性を 回復した水溶液は吸収器に戻され、再び使用される。 これらの操作の繰り返しによって水溶液濃度を一定に保 ち、連続的な除湿を行う。 吸収式除湿装置(湿式)は、水溶液の濃度と温度を調整す ることにより処理空気の露点温度を任意に制御でき、大風 量にも適しているため、以前(1960年代前後)は低露点を 要求される設備で広く利用されていたが、吸収剤水溶液ミ ストの大気への飛散、水溶液の金属に対する腐食性など、 環境面、メンテナンス面での問題が多く、近年使われるこ とは少なくなっている。
次の項目が挙げられる。 1) 吸収剤水溶液の濃度、温度の調節により容易に低湿 度が得られる。 2) 吸収剤によっては殺菌性を有するため、無菌空気を 製造することが可能である。 3) 大風量に適している。 4) 水溶液のキャリオーバにより、処理空気内にミスト が含まれる。 5) 水溶液は腐食性が高く、装置の構成材料に注意を要 する。 |
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