特開 2022-161495 冷却設備、乾燥・冷却システムおよび冷却空気湿分制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022161495

(43)【公開日】2022-10-21

(54)【発明の名称】冷却設備、乾燥・冷却システムおよび冷却空気湿分制御方法

(51)【国際特許分類】

   F26B 21/00 20060101AFI20221014BHJP

   F26B 21/04 20060101ALI20221014BHJP

   B05C 9/12 20060101ALI20221014BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20221014BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20221014BHJP

   B05C 9/14 20060101ALI20221014BHJP

【ＦＩ】

F26B21/00 F

F26B21/04

B05C9/12

B05C11/00

B05C11/10

B05C9/14

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021066365

(22)【出願日】2021-04-09

(71)【出願人】

【識別番号】595080887

【氏名又は名称】株式会社ヒートエナジーテック

(71)【出願人】

【識別番号】000220262

【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤田 淳一

(72)【発明者】

【氏名】富田 正浩

(72)【発明者】

【氏名】加藤 聡根

(72)【発明者】

【氏名】石田 公基

(72)【発明者】

【氏名】迫田 淳壱

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 裕也

【テーマコード（参考）】

3L113

4F042

【Ｆターム（参考）】

3L113AA02

3L113AB02

3L113AC03

3L113AC22

3L113AC35

3L113AC67

3L113BA32

3L113CA08

3L113CA09

3L113CB14

3L113DA21

3L113DA23

4F042AA01

4F042AA09

4F042BA13

4F042BA19

4F042BA20

4F042DB02

4F042DB26

4F042DB29

4F042DB30

4F042DB31

4F042DB39

4F042DH09

(57)【要約】

【課題】冷却装置に流入する冷却空気の湿度を管理可能とする。
【解決手段】冷却設備１０１は、処理対象物１を冷却する冷却装置１０１ｆと、外気が流入する空気冷却用熱交換器１１２と、ヒートポンプ１０と、外気導入流路部１１１と、冷却空気導入流路部１１４と、冷却水循環流路２０と、風量調節装置１１７と、外気入口温度検知器２０１および外気入口湿度検知器２０２と、冷却熱交出口温度検知器２０３と、外気入口温度検知器２０１、外気入口湿度検知器２０２および冷却熱交出口温度検知器２０３の出力に基づいて、出口空気の相対湿度が所定の値となるように風量調節装置１１７を制御する湿分制御装置２００とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理対象物を冷却する冷却装置と、
外気が流入し、冷水により冷却されて冷却空気として流出する空気冷却用熱交換器と、
前記冷水を冷却するヒートポンプと、
前記外気を前記空気冷却用熱交換器に導入する外気導入流路部と、
前記冷却空気を前記空気冷却用熱交換器から前記冷却装置に導入する冷却空気導入流路部と、
前記空気冷却用熱交換器と前記ヒートポンプ間で前記冷水を循環する冷却水循環流路と、
前記外気導入流路部または前記冷却空気導入流路部に設けられ、前記冷却空気の流量を調節する風量調節装置と、
前記空気冷却用熱交換器の入口の前記外気の温度および相対湿度をそれぞれ測定する外気入口温度検知器および外気入口湿度検知器と、
前記空気冷却用熱交換器の出口の前記冷却空気の温度を測定する冷却熱交出口温度検知器と、
前記外気入口温度検知器、前記外気入口湿度検知器および前記冷却熱交出口温度検知器の出力に基づいて、前記冷却空気の相対湿度が所定の値となるように前記風量調節装置に指令して前記冷却空気の流量を制御する湿分制御装置と、
を備えることを特徴とする冷却設備。

【請求項2】

前記外気導入流路部に設けられた冷却用熱交入口調節部と、
冷却用熱交バイパス調節部を有し、前記空気冷却用熱交換器をバイパスするように前記冷却用熱交入口調節部の上流側から分岐し前記冷却空気導入流路部に合流する冷却用熱交バイパス流路部と、
を備え、
前記湿分制御装置は、
前記外気入口温度検知器の出力が判定用規定値より低い場合には、前記冷却用熱交入口調節部を閉止し前記冷却用熱交バイパス調節部を開とすべき旨の判定を行う熱交入口温度判定部と、
前記熱交入口温度判定部の前記判定に用いる前記判定用規定値を記憶する判定用規定値記憶部と、
を具備することを特徴とする請求項１記載の冷却設備。

【請求項3】

前記湿分制御装置は、
空気線図データを記憶する空気線図データベースと、
前記外気入口湿度検知器および前記冷却熱交出口温度検知器の出力に基づいて、前記空気線図データベースを用いて前記外気の絶対湿度を導出し前記外気の露点温度を導出する露点温度導出部と、
目標相対湿度を記憶する目標相対湿度記憶部と、
前記露点温度と前記目標相対湿度とから、熱交出口温度目標値を導出する熱交出口温度目標値導出部と、
前記熱交出口温度目標値および前記冷却熱交出口温度検知器の出力に基づいて制御演算を行い前記風量調節装置への指令値を出力する湿度用制御演算部と、
を具備することを特徴とする請求項１または請求項２記載の冷却設備。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の冷却設備と、
前記処理対象物を乾燥させる乾燥装置と、前記乾燥装置に乾燥用ガスを供給する加熱空気供給装置を具備する乾燥設備と、
を備える乾燥・冷却システムであって、
前記加熱空気供給装置は、
燃焼装置と、
前記燃焼装置に燃焼用空気を導入する燃焼用空気導入流路部と、
前記燃焼装置に燃料を導入する燃料導入流路部と、
前記燃焼装置に希釈用空気を導入する希釈用空気導入流路部と、
前記燃焼装置で生成された燃焼ガスと前記希釈用空気との混合ガスを前記乾燥用ガスとして前記乾燥装置に導入する乾燥用ガス導入流路部と、
排気ファンを備え、前記乾燥装置からの排ガスを排気する乾燥装置排気流路部と、
備えることを特徴とする乾燥・冷却システム。

【請求項5】

前記冷却空気導入流路部に設けられ前記冷却空気を加熱する冷却空気加熱用熱交換器をさらに具備し、
前記加熱空気供給装置は、冷却空気加熱用熱交入口調節部を有し、前記乾燥装置排気流路部から分岐して、前記排ガスを前記冷却空気加熱用熱交換器に導入する高温排気導入流路部をさらに有する、
ことを特徴とする請求項４記載の乾燥・冷却システム。

【請求項6】

前記冷却空気の最低温度を規定する冷却装置入口最低温度規定値を記憶する冷却装置入口最低温度規定値記憶部をさらに具備し、
前記湿分制御装置は、前記熱交出口温度目標値に代えて、前記熱交出口温度目標値および前記冷却装置入口最低温度規定値のうちの高値を用いることを特徴とする請求項４または請求項５記載の乾燥・冷却システム。

【請求項7】

前記湿分制御装置は、
前記冷却空気加熱用熱交換器の出口の前記冷却空気の温度目標値である再加熱温度目標値を記憶する再加熱温度目標値記憶部を有する加熱用制御装置をさらに具備し、
前記熱交出口温度目標値として結露温度より低い温度が用いられ、
前記加熱用制御装置は、前記冷却空気加熱用熱交換器の出口の前記冷却空気の温度が、前記再加熱温度目標値となるように前記冷却空気加熱用熱交換器の加熱用空気制御用の調節部への指令を演算する、
ことを特徴とする請求項６記載の乾燥・冷却システム。

【請求項8】

処理対象物を冷却する冷却装置と、ヒートポンプを冷却源として外気が冷却され冷却空気として流出する空気冷却用熱交換器と、前記冷却空気を前記空気冷却用熱交換器から前記冷却装置に導入する冷却空気導入流路部と、前記冷却空気の流量を調節する風量調節装置と、前記空気冷却用熱交換器の入口の前記外気の温度および相対湿度をそれぞれ測定する外気入口温度検知器および外気入口湿度検知器と、前記空気冷却用熱交換器の出口の前記冷却空気の温度を測定する冷却熱交出口温度検知器と、前記外気入口温度検知器、前記外気入口湿度検知器および前記冷却熱交出口温度検知器の出力に基づいて、前記冷却空気の相対湿度が所定の値となるように前記風量調節装置に指令して前記冷却空気の流量を制御する湿分制御装置と、を備える冷却設備の前記冷却空気の湿度を制御する冷却空気湿分制御方法であって、
前記湿分制御装置の露点温度導出部が、前記外気入口温度検知器および前記外気入口湿度検知器の出力に基づき、前記湿分制御装置が収納する空気線図データベースを用いて、導入した外気の露点温度を導出するステップと、
前記湿分制御装置の熱交出口温度目標値導出部が、前記露点温度に基づき、前記湿分制御装置が収納する温度目標用データを用いて、熱交出口温度目標値を算出するステップと、
前記湿分制御装置の湿度用制御演算部が、前記冷却熱交出口温度検知器の出力および前記熱交出口温度目標値に基づいて前記空気冷却用熱交換器の出口の前記冷却空気の温度が、前記熱交出口温度目標値となるように前記風量調節装置への指令を演算するステップと、
を有することを特徴とする冷却空気湿分制御方法。

【請求項9】

前記冷却設備が、前記空気冷却用熱交換器の入口側に設けられた冷却用熱交入口調節部と、冷却用熱交バイパス調節部を有し前記空気冷却用熱交換器をバイパスするように前記冷却用熱交入口調節部の上流側から分岐し前記冷却空気導入流路部に合流する冷却用熱交バイパス流路部とをさらに備える場合に、
前記導入した外気の前記露点温度を導出するステップの前に、
前記湿分制御装置の熱交入口温度判定部が、前記外気入口温度検知器の出力が判定用規定値より低い場合には、前記冷却用熱交入口調節部を閉止し前記冷却用熱交バイパス調節部を開とすべき旨の判定を行うステップを、
さらに有することを特徴とする請求項８記載の冷却空気湿分制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却設備、乾燥・冷却システムおよび冷却空気湿分制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

車両を含む塗装物等の処理対象物は、塗装処理後に、乾燥炉において加熱乾燥処理された後に、冷却装置である冷却炉において常温へと冷却処理される。

【0003】

冷却炉に供給される冷却空気を冷却するための冷水の冷却源、および乾燥炉に供給される加熱用空気の補助的な加熱源の両者の機能を有するものとして、ヒートポンプが用いられている例がある。

【0004】

ヒートポンプを用いる場合、その成績係数（ＣＯＰ：Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が最大となるような運転状態の下で使用することが、使用エネルギー消費量が最小となり好ましい。加熱負荷あるいは冷却負荷の変動に合わせてヒートポンプの運転状態を変化させることは、ＣＯＰの最大状態からの逸脱となり好ましくない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５１１６０４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

冷却炉に供給される冷却空気は、冷風用熱交換器に流入した外気が、ヒートポンプにより冷却された冷水により冷却されたものである。ヒートポンプをＣＯＰ最大に維持しながらの運転状態のもとでは、冷風用熱交換器の冷却側の冷水の条件がほぼ一定である。

【0007】

このため、冷却空気の状態は、外気の状態に大きく依存することになる。特に、外気の相対湿度が大きな場合は、冷風用熱交換器で冷却されることにより、冷却炉に供給される冷却空気から水分、すなわち水滴が発生する可能性がある。冷却空気とともに水滴が冷却炉に流入すると、対象物の品質に悪影響を生ずる可能性もある。

【0008】

そこで、本発明は、冷却装置に流入する冷却空気の湿度を管理可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上述の目的を達成するため、本発明に係る冷却設備は、処理対象物を冷却する冷却装置と、外気が流入し、冷水により冷却されて冷却空気として流出する空気冷却用熱交換器と、前記冷水を冷却するヒートポンプと、前記外気を前記空気冷却用熱交換器に導入する外気導入流路部と、前記冷却空気を前記空気冷却用熱交換器から前記冷却装置に導入する冷却空気導入流路部と、前記空気冷却用熱交換器と前記ヒートポンプ間で前記冷水を循環する冷却水循環流路と、前記外気導入流路部または前記冷却空気導入流路部に設けられ、前記冷却空気の流量を調節する風量調節装置と、前記空気冷却用熱交換器の入口の前記外気の温度および相対湿度をそれぞれ測定する外気入口温度検知器および外気入口湿度検知器と、前記空気冷却用熱交換器の出口の前記冷却空気の温度を測定する冷却熱交出口温度検知器と、前記外気入口温度検知器、前記外気入口湿度検知器および前記冷却熱交出口温度検知器の出力に基づいて、前記冷却空気の相対湿度が所定の値となるように前記風量調節装置に指令して前記冷却空気の流量を制御する湿分制御装置と、を備えることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係る冷却空気湿分制御方法は、処理対象物を冷却する冷却装置と、ヒートポンプを冷却源として外気が冷却され冷却空気として流出する空気冷却用熱交換器と、前記冷却空気を前記空気冷却用熱交換器から前記冷却装置に導入する冷却空気導入流路部と、前記冷却空気の流量を調節する風量調節装置と、前記空気冷却用熱交換器の入口の前記外気の温度および相対湿度をそれぞれ測定する外気入口温度検知器および外気入口湿度検知器と、前記空気冷却用熱交換器の出口の前記冷却空気の温度を測定する冷却熱交出口温度検知器と、前記外気入口温度検知器、前記外気入口湿度検知器および前記冷却熱交出口温度検知器の出力に基づいて、前記冷却空気の相対湿度が所定の値となるように前記風量調節装置に指令して前記冷却空気の流量を制御する湿分制御装置と、を備える冷却設備の前記冷却空気の湿度を制御する冷却空気湿分制御方法であって、前記湿分制御装置の露点温度導出部が、前記外気入口温度検知器および前記外気入口湿度検知器の出力に基づき、前記湿分制御装置が収納する空気線図データベースを用いて、導入した外気の露点温度を導出するステップと、前記湿分制御装置の熱交出口温度目標値導出部が、前記露点温度に基づき、前記湿分制御装置が収納する温度目標用データを用いて、熱交出口温度目標値を算出するステップと、前記湿分制御装置の湿度用制御演算部が、前記冷却熱交出口温度検知器の出力および前記熱交出口温度目標値に基づいて前記空気冷却用熱交換器の出口の前記冷却空気の温度が、前記熱交出口温度目標値となるように前記風量調節装置への指令を演算するステップと、を有することを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係る乾燥・冷却システムの構成を示すブロック図である。

【図2】第１の実施形態に係る冷却設備の湿分制御装置の構成を示すブロック図である。

【図3】露点温度の算出を説明するための概念的な空気線図である。

【図4】第１の実施形態に係る冷却空気湿分制御方法の手順を示すフロー図である。

【図5】第２の実施形態に係る乾燥・冷却システムの構成を示すブロック図である。

【図6】第２の実施形態に係る冷却設備の湿分制御装置の構成を示すブロック図である。

【図7】第２の実施形態に係る冷却空気湿分制御方法の手順を示すフロー図である。

【図8】第３の実施形態に係る乾燥・冷却システムの構成を示すブロック図である。

【図9】第３の実施形態に係る冷却設備の湿分制御装置の構成を示すブロック図である。

【図10】第３の実施形態に係る冷却空気湿分制御方法の手順を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る冷却設備、乾燥・冷却システムおよび冷却空気湿分制御方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0013】

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る乾燥・冷却システム１００の構成を示すブロック図である。乾燥・冷却システム１００は、冷却設備１０１、乾燥設備１０２、および乾燥設備１０２から冷却設備１０１に処理対象物１を移動する搬送装置１０３を有する。

【0014】

冷却設備１０１は、冷却装置である冷却炉１０１ｆ、ヒートポンプ１０、冷却水循環流路２０、冷却炉１０１ｆに冷却用の空気（冷却空気）を供給する冷却空気供給装置１１０、および湿分制御装置２００を有する。

【0015】

乾燥設備１０２は、乾燥装置である乾燥炉１０２ｆ、および乾燥炉１０２ｆに加熱用の空気を供給する加熱空気供給装置１２０を有する。

【0016】

乾燥・冷却システム３００の処理対象物１は、搬送装置１０３により、まず、乾燥設備１０２の乾燥炉１０２ｆに搬送され加熱・乾燥処理される。その後、冷却設備１０１の冷却炉１０１ｆに搬送され、冷却処理される。

【0017】

なお、空気あるいはガスの流路を構成する流路部は、配管あるいはダクトを適宜用いることができる。以下では、この流路部として、配管を例にとって示しているが、これに限定されず、たとえば、ダクトであってもよい。また、流路部において、空気あるいはガスの流れを停止または許容する、あるいは流量を制御する調節部としては、たとえば、ダンパ、弁等を用いることができる。以下では、この調節部として、ダンパを例にとって示しているが、これに限定されず、たとえば、用途に応じて、弁等を用いてもよい。

【0018】

まず、冷却設備１０１の、ヒートポンプ１０、冷却水循環流路２０、冷却空気供給装置１１０、および湿分制御装置２００のそれぞれについて、以下、順次説明する。

【0019】

ヒートポンプ１０は、加熱空気供給装置１２０の加熱源および冷却空気供給装置１１０の冷却源として設けられている。ヒートポンプ１０は、蒸発器１１、圧縮機１２、凝縮器１３、膨張弁１４、および内臓ファン１５を有する。蒸発器１１は、吸熱作用を有し、冷却空気供給装置１１０の冷却源となる。また、凝縮器１３は、発熱作用を有し、加熱空気供給装置１２０の補助的な熱源となる。

【0020】

次に、冷却空気供給装置１１０の詳細について説明する。

【0021】

冷却空気供給装置１１０は、外気導入配管１１１、空気冷却用熱交換器１１２、冷却用熱交バイパス配管１１３、冷却空気導入配管１１４、冷却ファン１１７、および冷却空気排気配管１１８を有する。

【0022】

外気導入配管１１１は、外気を空気冷却用熱交換器１１２に導入する。外気導入配管１１１には、冷却用熱交入口ダンパ１１１ａが設けられている。また、外気導入配管１１１には、空気冷却用熱交換器１１２に導入される外気の温度および湿度をそれぞれ検知する外気入口温度検知器２０１および外気入口湿度検知器２０２が設けられている。

【0023】

空気冷却用熱交換器１１２は、外気導入配管１１１により導入された外気を冷却する。空気冷却用熱交換器１１２の冷却側は、冷却水循環流路２０の冷却水である。ここで、冷却水循環流路２０は、ヒートポンプ１０の蒸発器１１により冷却された冷却水流路である流路低温部２０ａと、空気冷却用熱交換器１１２から蒸発器１１側に戻る流路高温部２０ｂと、流路低温部２０ａに配された冷却水ポンプ２１を有する。

【0024】

ここで、ヒートポンプ１０のＣＯＰを最大に維持するためには、流路低温部２０ａと流路高温部２０ｂのそれぞれにおける冷却水の温度を所定の値に維持する必要がある。このために、図１に示すように、冷却水加熱用熱交換器２２が流路高温部２０ｂに設けられており蒸発器１１に戻る冷却水を加熱可能に構成されている。また、流路高温部２０ｂには冷却水温度検知調整部２０ｔが設けられており、空気冷却用熱交換器１１２での冷却負荷が小さい場合でも蒸発器１１に戻る流路高温部２０ｂの冷却水の温度が所定の温度から低下しないように、所定の温度を維持可能としている。冷却水加熱用熱交換器２２の加熱源は、後述するように、加熱空気供給装置１２０であり、詳細は後述する。

【0025】

冷却空気導入配管１１４は、空気冷却用熱交換器１１２出口と冷却炉１０１ｆとを接続する。冷却空気導入配管１１４の空気冷却用熱交換器１１２出口側部分には、冷却炉１０１ｆに供給される空気の温度を検知する冷却熱交出口温度検知器２０３が設けられている。

【0026】

冷却用熱交バイパス配管１１３は、空気冷却用熱交換器１１２をバイパスするように、外気導入配管１１１の外気入口温度検知器２０１および外気入口湿度検知器２０２の設置個所の下流側かつ冷却用熱交入口ダンパ１１１ａの上流側の部分から分岐し、冷却空気導入配管１１４の冷却熱交出口温度検知器２０３の設置個所の上流側の部分に合流する。冷却用熱交バイパス配管１１３には、冷却用熱交バイパスダンパ１１３ａが設けられている。

【0027】

冷却ファン１１７は、導入された外気を冷却空気として冷却炉１０１ｆに導入するために、冷却空気導入配管１１４に設けられており、駆動装置としてのたとえばインバータ電源に接続された電動機により駆動され、回転数が可変である。また、冷却ファン１１７は、湿分制御装置２００からの指令信号に基づいて動作し冷却空気の風量を調節する風量調節装置としての機能を有する。なお、以下では、風量調節装置として、この電動機駆動の冷却ファン１１７を例にとって示しているが、風量調節装置は、これに限定されない。すなわち、冷却空気の風量を調節可能であれば、他の駆動方式でもよく、あるいは、ブロワを含めた送風機でもよい。さらには、ファン、ブロワなどの送風手段に加えて風量を調節可能なダンパや弁などの調節部を備えたものでもよい。以下、これらを総称して風量調節装置という。

【0028】

冷却空気排気配管１１８は、冷却炉１０１ｆから空気を排出する経路となる。

【0029】

次に、乾燥設備１０２の、加熱空気供給装置１２０について説明する。

【0030】

加熱空気供給装置１２０は、燃焼装置１２１、燃料供給配管１２１ａ、乾燥用ガス導入配管１２２、循環用ファン１２３、ガス戻り配管１２４、乾燥炉排気配管１２５、排気ファン１２６、燃焼用空気導入配管１２７、外気供給ファン１２７ａ、再生熱交換器１２８、希釈用空気導入配管１２９を有する。

【0031】

燃焼装置１２１は、燃料供給配管１２１ａ経由で供給される燃料と、燃焼用空気導入配管１２７経由で供給される燃焼用空気とから燃焼ガスを生成し、さらに希釈用空気導入配管１２９経由で供給される希釈用空気を受け入れてこれを燃焼ガスと混合させて、乾燥用ガスを生成する。燃焼装置１２１は、ヒートポンプ１０の凝縮器１３とともに、加熱空気供給装置１２０における熱源である。

【0032】

燃焼装置１２１で生成された乾燥用ガスは、燃焼装置１２１と乾燥炉１０２ｆを接続する乾燥用ガス導入配管１２２に設けられた循環用ファン１２３により駆動され、乾燥用ガス導入配管１２２を経由して、乾燥炉１０２ｆに供給される。また、乾燥ガスの再循環のため、ガス戻り配管１２４が、乾燥炉１０２ｆから出て希釈用空気導入配管１２９に接続されている。

【0033】

希釈用空気導入配管１２９は、外気を燃焼装置１２１に導入する。希釈用空気導入配管１２９には、外気を駆動する内臓ファン１５が設けられている。また、希釈用空気導入配管１２９は、ヒートポンプ１０の凝縮器１３との熱交換部を経由している。このため、外気は、凝縮器１３からの発熱により加熱され、内臓ファン１５により駆動されて希釈用空気導入配管１２９内を流れ、希釈用空気として燃焼装置１２１に送られる。希釈用空気は、燃焼ガスと混合されることにより乾燥用ガスの温度を調整する機能を有するとともに、燃焼装置１２１の冷却用空気としても機能する。

【0034】

乾燥炉１０２ｆからは、ガス戻り配管１２４を経て燃焼装置１２１側に再循環するガス以外に、系外に排出されるガスがある。すなわち、一部のガスは、排気ファン１２６に駆動されて、乾燥炉１０２ｆから乾燥炉排気配管１２５を経て外部に放出される。なお、前述の冷却空気排気配管１１８は、排気ファン１２６の上流側の部分の乾燥炉排気配管１２５に接続されている。

【0035】

乾燥炉排気配管１２５から外部に排出されるガスの分を補充するように、外部に排出されるガスと同程度の流量の外気が、前述のように、燃焼用空気導入配管１２７を経て燃焼装置１２１に供給される。外気は、燃焼用空気導入配管１２７に設けられた外気供給ファン１２７ａにより駆動される。また、燃焼用空気導入配管１２７には再生熱交換器１２８が設けられ、外気は、乾燥炉排気配管１２５を経て外部に放出される高温の排ガスにより加熱された上で、燃焼用空気として燃焼装置１２１に供給される。燃焼用空気が加熱されて供給されて燃焼装置１２１に供給されることにより、燃焼装置１２１における燃焼効率が向上し、燃料供給配管１２１ａ経由で供給される燃料の消費量を低減することができる。また、高温の排ガスの熱の一部を回収することができる。

【0036】

排気ファン１２６の出口側は、排気ファン出口配管１３１が設けられ、排気ファン出口配管１３１の終端は、外気に開放されている。排気ファン出口配管１３１の途中から、冷却水加熱用熱交バイパス配管１３２が分岐し、冷却水循環流路２０に設けられた冷却水加熱用熱交換器２２を経由した後に、再び排気ファン出口配管１３１に合流する。排気ファン出口配管１３１と冷却水加熱用熱交バイパス配管１３２との分岐点と合流点との間には、排気ファン出口配管１３１には排気ファン出口ダンパ１３１ａが、また冷却水加熱用熱交バイパス配管１３２には冷却水加熱用熱交換入口ダンパ１３２ａが設けられている。

【0037】

排気ファン出口ダンパ１３１ａおよび冷却水加熱用熱交換入口ダンパ１３２ａは、流路高温部２０ｂに設けられた冷却水温度検知調整部２０ｔにより開度調整され、蒸発器１１に戻る流路高温部２０ｂの冷却水温度を維持するように冷却水加熱用熱交換器２２に加熱用空気が供給される。

【0038】

次に、湿分制御装置２００は、外気入口温度検知器２０１、外気入口湿度検知器２０２、および冷却熱交出口温度検知器２０３の各出力を入力として受け入れて、冷却用熱交入口ダンパ１１１ａ、冷却用熱交バイパスダンパ１１３ａ、および冷却ファン１１７に指令信号を出力する。

【0039】

図２は、第１の実施形態に係る冷却設備の湿分制御装置２００の構成を示すブロック図である。

【0040】

湿分制御装置２００は、たとえば計算機システムである。あるいは、複数の演算器、複数のメモリー、入力装置、および出力装置が相互に機能的に結合したものでもよい。

【0041】

湿分制御装置２００は、演算部２１０、記憶部２３０、入力部２４０、および出力部２５０を有する。

【0042】

入力部２４０は、外部入力を受け入れる。外部入力は、具体的には、常時、入力として受け入れる外気入口温度検知器２０１、外気入口湿度検知器２０２、および冷却熱交出口温度検知器２０３の各出力の他に、必要に応じて外部からインプットする演算に必要な特性データ等である。

【0043】

出力部２５０は、演算部２１０が演算した結果を、たとえば冷却ファン１１７等の風量調節装置に直接指令可能な信号に変換し、風量調節装置に出力する。また、出力部２５０は、必要に応じて湿分制御装置２００における処理内容、処理結果等を表示する。なお、入力部２４０と出力部２５０の表示部分が、操作員等との相互インターフェイスとして一体化されていてもよい。

【0044】

演算部２１０は、熱交入口温度判定部２１１、露点温度導出部２１２、熱交出口温度目標値導出部２１３、および湿度用制御演算部２１４を有する。

【0045】

記憶部２３０は、判定用規定値記憶部２３１、空気線図データベース２３２、目標相対湿度記憶部２３３を有する。

【0046】

熱交入口温度判定部２１１は、外気入口温度検知器２０１の出力である外気入口温度が、判定用規定値である所定値より低いか否かを判定する。この所定値は、外部入力として受け入れられ判定用規定値記憶部２３１に記憶されている。

【0047】

熱交入口温度判定部２１１は、外気入口温度検知器２０１の出力が所定値より高い場合は、冷却用熱交入口ダンパ１１１ａを開状態、冷却用熱交バイパスダンパ１１３ａを閉状態とする指令信号を出力部２５０に出力する。また、熱交入口温度判定部２１１は、外気入口温度検知器２０１の出力が所定値より低い場合は、冷却用熱交入口ダンパ１１１ａを閉状態、冷却用熱交バイパスダンパ１１３ａを開状態とする指令信号を出力部２５０に出力する。

【0048】

このように、判定用規定値記憶部２３１に記憶されている所定値は、外気が、その温度が低すぎて、冷却水循環流路２０の冷却水による冷却ができず、ヒートポンプ１０の冷却負荷となり得ない場合に、外気の空気冷却用熱交換器１１２の通過を停止して、ヒートポンプ１０の冷却負荷から外すための条件である。

【0049】

露点温度導出部２１２は、外気入口温度検知器２０１および外気入口湿度検知器２０２の出力に基づいて、流入した外気の露点温度Ｔｄを導出する。

【0050】

熱交出口温度目標値導出部２１３は、空気冷却用熱交換器１１２の出口側の空気、すなわち冷却空気の目標相対湿度ｘｒに基づいて、冷却空気の目標温度Ｔｒを導出する。なお、目標相対湿度ｘｒは、主に、次の２つの観点に基づいて設定される。

【0051】

（１）空気冷却用熱交換器１１２の下流側の低温部の存在により、冷却空気の温度が結露温度以下となり水滴が発生し、冷却空気が水滴を含んだ状態で冷却炉１０１ｆに流入することを防止するために、冷却空気を適切な相対湿度以下に維持する。

【0052】

（２）冷却炉１０１ｆに流入する冷却空気は、処理対象物１の冷却効果を得るために、できる限り温度が低いことが望ましい。

【0053】

以上の点から、目標相対湿度ｘｒは、６０％以上で８０％以下が好ましい。目標相対湿度ｘｒが６０％未満となると冷却炉１０１ｆに流入する冷却空気の温度が高くなり、処理対象物１の冷却効率が低下する。一方。目標相対湿度ｘｒが８０％を超えると下流側で水滴発生の可能性が生ずる。また、目標相対湿度ｘｒは、６５％以上で７５％以下がさらに好ましい。

【0054】

目標相対湿度ｘｒは、外部から入力され、目標相対湿度記憶部２３３に記憶される。

【0055】

露点温度導出部２１２および熱交出口温度目標値導出部２１３の演算に際しては、空気線図データベース２３２に記憶された空気の特性データが用いられる。

【0056】

図３は、露点温度の算出を説明するための概念的な空気線図である。空気線図データベース２３２は、この特性を、たとえばテーブル形式あるいは近似式等の形式で保存しており、また、必要に応じて内挿および外挿計算を行う。図３に示す空気線図は、横軸は乾球温度、縦軸は絶対湿度である。また、曲線は、相対湿度の等高線であり、図中で最も上にある太線で示した曲線が、相対湿度１００％の場合を示す。なお、図示していないが、空気線図データベース２３２は、それぞれのエンタルピ、比体積の値についても収納している。

【0057】

露点温度導出部２１２は、外気入口温度検知器２０１の出力を入力部が受け入れた外気入口温度Ｔ１と、外気入口湿度検知器２０２の出力を入力部が受け入れた外気入口湿度ｘ１とから、取り入れた外気の状態が点Ａにあることを特定する。次に、露点温度導出部２１２は、絶対湿度一定の条件、すなわち、図３の縦軸の値を一定の条件の下で、相対湿度１００％の曲線との交点Ｂ、すなわち露点を導出する。このときの乾球温度が露点温度Ｔｄである。

【0058】

熱交出口温度目標値導出部２１３は、目標相対湿度ｘｒの曲線と、線分ＡＢの交点Ｃを導く。ここで、目標相対湿度ｘｒは、目標相対湿度記憶部２３３に記憶されている値である。また、空気線図データベース２３２は必要に応じて、図３に示すような内挿の演算、および外挿の演算を行う。次に、熱交出口温度目標値導出部２１３は、Ｃ点の乾球温度を目標温度Ｔｒとして導出する。

【0059】

湿度用制御演算部２１４は、空気冷却用熱交換器１１２の出口の冷却空気の相対湿度が所定の値となるように冷却空気の流量を制御するための制御演算を行う。すなわち、湿度用制御演算部２１４は、冷却空気の冷却熱交出口温度Ｔｏを、目標相対湿度ｘｒに対応する熱交出口温度目標値導出部２１３により導出された冷却空気の目標温度Ｔｒとなるように制御演算を行い、その結果を、冷却ファン１１７等の風量調節装置への要求信号として出力する。

【0060】

ここで、制御演算の内容は、一般に、比例制御、比例・積分制御、比例・積分・微分制御等が、考えられるが、空気冷却用熱交換器１１２出口の冷却空気の冷却熱交出口温度Ｔｏを、目標相対湿度ｘｒに対応する目標温度Ｔｒとするように、冷却空気の流量を制御するための制御演算であれば、他の方法でもよい。また、冷却空気の冷却熱交出口温度Ｔｏが目標温度Ｔｒとなるような風量を実現する筈の風量調節装置の状態（回転数、開度など）を算出して、先行信号として用いてもよい。あるいは、湿度用制御演算部２１４の出力を一定の幅として、冷却熱交出口温度Ｔｏと目標温度Ｔｒの温度偏差に応じて温度偏差解消側の要求信号を出力する方式を用いてもよい。

【0061】

以下では、湿度用制御演算部２１４が、熱交出口温度目標値導出部２１３により導出された冷却空気の目標温度Ｔｒから冷却熱交出口温度Ｔｏを減じて温度偏差を算出する部分と、この温度偏差を演算処理する部分を有する場合を例にとって示している。

【0062】

次に、第１の実施形態に係る冷却空気湿分制御方法について説明する。冷却空気湿分制御方法においては、湿分制御装置２００およびその指令を受ける動作機器が制御動作を行うが、この制御状態においては、たとえばシーケンス制御のように、一連の制御動作を終了して完了するのではなく、目的を遂行する制御動作が連続的に繰り返されている状態（制御状態）である。この制御状態は、たとえば、入力部２４０が終了の信号を受け入れることにより終了する。

【0063】

図４は、第１の実施形態に係る冷却空気湿分制御方法の手順を示すフロー図である。なお、図において、実線が各ステップ間の流れを示しており、点線は信号あるいは情報の授受を示している。また、２点鎖線は、冷却ファン１１７の動作による冷却空気供給装置１１０の状態の変化により温度等の変化が生ずるなどの、事象の流れを示している。以下同様である。

【0064】

ここで、外気入口温度検知器２０１、外気入口湿度検知器２０２、および冷却熱交出口温度検知器２０３による検知が行われ、それぞれの出力は、外気入口温度Ｔ１、外気入口湿度ｘ１、および冷却熱交出口温度Ｔｏとして、湿分制御装置２００の入力部２４０が受け入れているものとする。また、ヒートポンプ１０は、ＣＯＰ最大の条件のもとに運転されており、流路低温部２０ａおよび流路高温部２０ｂの冷却水温度は、それぞれ所定の値に維持されているものとする。

【0065】

まず、熱交入口温度判定部２１１が、外気入口温度Ｔ１が所定温度以上か否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、所定温度は、判定用規定値記憶部２３１から読み出される。

【0066】

外気入口温度Ｔ１が所定温度以上と判定されなかった場合（ステップＳ１１ ＮＯ）、すなわち、外気入口温度Ｔ１が所定温度より低いと判定された場合には、熱交入口温度判定部２１１は、冷却用熱交入口ダンパ１１１ａを閉、冷却用熱交バイパスダンパ１１３ａを開、すなわち空気冷却用熱交換器バイパスモードとする指令信号を出力する（ステップＳ１２）。この場合、外気は、空気冷却用熱交換器１１２に流入せず、冷却用熱交バイパス配管１１３を経由して、冷却ファン１１７により、そのまま冷却炉１０１ｆに供給される。

【0067】

外気入口温度Ｔ１が所定温度以上と判定された場合（ステップＳ１１ ＹＥＳ）には、熱交入口温度判定部２１１は、冷却用熱交入口ダンパ１１１ａを開、冷却用熱交バイパスダンパを閉、すなわち空気冷却用熱交換器通過モードとする指令信号を出力する（ステップＳ１３）。すなわち、外気は、空気冷却用熱交換器１１２に流入し、冷却された後に、冷却空気として冷却ファン１１７により冷却炉１０１ｆに供給される。以下は、この場合のステップを示す。

【0068】

露点温度導出部２１２は、外気入口温度Ｔ１および外気入口湿度ｘ１に基づいて、空気線図データベース２３２に記憶・収納されたデータを用いながら、流入した外気の露点温度Ｔｄを導出する（ステップＳ１４）。

【0069】

次に、熱交出口温度目標値導出部２１３は、目標相対湿度記憶部２３３に記憶された目標相対湿度ｘｒに基づいて、空気冷却用熱交換器１１２出口の冷却空気の目標温度Ｔｒを導出する（ステップＳ１５）。この目標温度Ｔｒは、前述のように、冷却空気の湿度ｘを目標相対湿度ｘｒとする温度である。

【0070】

次に、湿度用制御演算部２１４は、空気冷却用熱交換器１１２出口の冷却空気の相対湿度が所定の値となるように冷却空気の流量を制御するための制御演算を行う。すなわち、湿度用制御演算部２１４は、冷却空気の冷却熱交出口温度Ｔｏを、目標相対湿度ｘｒに対応する熱交出口温度目標値導出部２１３により導出された冷却空気の目標温度Ｔｒとなるように制御演算を行い、演算結果を出力する。

【0071】

制御演算としては、たとえば、まず、冷却熱交出口温度Ｔｏを減じて、温度偏差を算出し（ステップＳ１６）、この温度偏差を演算処理（ステップＳ１７）する。湿度用制御演算部２１４は、演算処理結果を、風量調節装置への要求信号として出力する。出力部２５０は、湿度用制御演算部２１４が算出した要求信号を受け入れて、風量調節装置、たとえば図１示す冷却ファン１１７に対する指令信号への変換を行い、指令信号を風量調節装置に出力する（ステップＳ１８）。

【0072】

このようなステップＳ１６からステップＳ１８までの流れが連続的に行われ、最終的に、冷却空気の冷却熱交出口温度Ｔｏは冷却空気の目標温度Ｔｒとなり、その結果、冷却空気の相対湿度ｘが目標相対湿度ｘｒとなる。外気の条件すなわち外気温度、外気湿度が変化した場合にも、同様の制御動作が行われ、冷却空気の相対湿度ｘは目標相対湿度ｘｒに維持される。

【0073】

本実施形態の変形としては、空気冷却用熱交換器１１２出口に冷却空気の湿度を検知する冷却熱交出口湿度検知器をさらに設けて、入力部を介して受け入れたこの冷却熱交出口湿度検知器からの冷却熱交出口湿度を直接のフィードバック信号として、これを目標相対湿度ｘｒとなるように制御演算を行い、冷却空気の流量を調節する風量調節装置への要求信号として出力する方式でもよい。

【0074】

以上に示したように、本実施形態に係る冷却設備、乾燥・冷却システムおよび冷却空気湿分制御方法は、以下のような効果を得ることができる。

【0075】

空気冷却用熱交換器１１２のバイパス流路である冷却用熱交バイパス配管１１３を設けることにより、外気入口温度が低すぎてヒートポンプ１０の冷却負荷となり得ない場合に、空気冷却用熱交換器１１２をバイパス可能とし、冷却炉１０１ｆへの冷却空気の供給が継続可能となる。

【0076】

また、外気条件の変化にも対応して、空気冷却用熱交換器１１２出口の冷却空気を、それが結露する可能性のないような適切な相対湿度で、かつ、できるだけ低い温度に維持することができる。なお、冷却空気の風量を制御するため、外気温度が低下した場合は、冷却空気の風量を増加させることになり冷却炉１０１ｆに流入する空気の温度は上昇するが、冷却空気の風量の増加による冷却空気と処理対象物１との熱伝達率の増加により冷却効果の確保が期待できる。

【0077】

［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態に係る乾燥・冷却システム１００ａの構成を示すブロック図である。

【0078】

本実施形態は、第１の実施形態の変形である。本実施形態は、冷却空気の温度が低すぎて、その温度が許容されない場合に、温度調整を実行する機能を有する。

【0079】

以下では、第１の実施形態と異なる部分について説明する。特に説明のない部分については、第１の実施形態と同様である。

【0080】

本実施形態の冷却空気供給装置１１０ａにおいては、空気冷却用熱交換器１１２と冷却ファン１１７との間の冷却空気導入配管１１４の部分に、冷却空気加熱用熱交換器１１５が設けられている。また、冷却空気加熱用熱交換器１１５の出口側には、加熱熱交出口温度検知器２０４が設けられている。なお、冷却空気加熱用熱交換器１１５を冷却ファン１１７の下流側に設けてもよい。

【0081】

加熱空気供給装置１２０ａにおいては、排気ファン出口配管１３１から分岐する冷却水加熱用熱交バイパス配管１３２と並列に、冷却空気加熱用熱交バイパス配管１３３が設けられている。冷却空気加熱用熱交バイパス配管１３３は、排気ファン１２６からの高温の排気を加熱用の空気として冷却空気加熱用熱交換器１１５に導いた後に、排気ファン出口配管１３１側に合流する。冷却空気加熱用熱交バイパス配管１３３には、冷却空気加熱用熱交入口ダンパ１３３ａが設けられており、湿分制御装置２００ａにより開度を調節される。

【0082】

図６は、第２の実施形態に係る冷却設備１０１ａの湿分制御装置２００ａの構成を示すブロック図である。第１の実施形態に比べて、演算部２１０ａは高値選択部２１８および加熱用制御演算部２１９をさらに有する。また、記憶部２３０ａは、冷却炉１０１ｆへ供給される冷却空気の許容される最低温度を冷却炉入口最低温度規定値ＴＬとして記憶する冷却炉入口最低温度規定値記憶部２３５をさらに有する。

【0083】

高値選択部２１８は、冷却炉入口最低温度規定値記憶部２３５から冷却炉入口最低温度規定値ＴＬを読み出し、熱交出口温度目標値導出部２１３が導出した熱交出口温度目標値Ｔｒと比較し、高い方の温度Ｔｈを選択する。

【0084】

加熱用制御演算部２１９は、高値選択部２１８が選択した高い方の温度Ｔｈを目標値として、加熱熱交出口温度検知器２０４の出力を入力部２４０が読み込んだ加熱熱交出口温度ＴＨｏをこの目標値Ｔｈとするように、冷却空気加熱用熱交入口ダンパ１３３ａの開度指令を出力する。加熱用制御演算部２１９の構成は、湿度用制御演算部２１４ｂと同様に、目標値Ｔｈとフィードバック信号としての加熱熱交出口温度検知器２０４の出力である加熱熱交出口温度との偏差の算出部、およびたとえば比例・積分要素による演算部を有する。

【0085】

図７は、第２の実施形態に係る冷却空気湿分制御方法の手順を示すフロー図である。

【0086】

ステップＳ１１からステップＳ１５までは、第１の実施形態と同様であるが、ステップＳ１１における判別の結果、ステップＳ１２により空気冷却用熱交換器バイパスモード状態となった場合、およびステップＳ１３で空気冷却用熱交換器通過モード状態となった場合の両方について、以下のステップがなされる。

【0087】

まず、高値選択部２１８は、冷却炉入口最低温度規定値記憶部２３５から冷却炉入口最低温度規定値ＴＬを読み出し、ステップＳ１５で熱交出口温度目標値導出部２１３が導出した熱交出口温度目標値Ｔｒとのいずれかの温度が高い方を選択し、高値Ｔｈを出力する（ステップＳ３１）。

【0088】

次に、加熱用制御演算部２１９は、高値選択部２１８の出力Ｔｈと、加熱熱交出口温度検知器２０４の出力を入力部２４０がフィードバック信号として読み込んだ加熱熱交出口温度ＴＨｏとを受け入れ、高値選択部２１８の出力Ｔｈから加熱熱交出口温度ＴＨｏを減じて、温度偏差を算出する（ステップＳ３２）。

【0089】

続いて、加熱用制御演算部２１９は、この温度偏差演算処理（ステップＳ３４）し、演算処理結果を、冷却空気加熱用熱交入口ダンパ１３３ａへの要求信号として出力する。出力部２５０は、加熱用制御演算部２１９による指令信号を、冷却空気加熱用熱交入口ダンパ１３３ａの駆動部への信号に変換し出力する。

【0090】

以上のような本実施形態においては、ステップＳ３１の高値選択において、ステップＳ１５で導出された熱交出口温度目標値Ｔｒが高値Ｔｈとして選択された場合は、冷却空気は冷却炉入口最低温度規定値ＴＬより高い状態にあることになる。ステップＳ１５ないしステップＳ１９において湿度用制御演算部２１４および冷却ファン１１７の動作により制御が行われていれば、整定状態では、加熱熱交出口温度検知器２０４の出力は熱交出口温度目標値Ｔｒに一致している。

【0091】

したがって、この加熱用制御演算部２１９の入力となる温度偏差はゼロである。したがって、冷却空気加熱用熱交入口ダンパ１３３ａの開度指令はゼロであり、冷却空気加熱用熱交換器１１５に加熱用の高温排気は供給されない。すなわち、冷却空気の温度Ｔｏが冷却炉入口最低温度規定値ＴＬより高い場合には、冷却空気の加熱はなされない。

【0092】

以上のように、本実施形態によれば、空気冷却用熱交換器バイパスモード状態において、外気入口温度が低すぎて冷却炉入口最低温度規定値ＴＬを下回る場合、あるいは、空気冷却用熱交換器通過モード状態において、空気冷却用熱交換器１１２の出口の冷却空気が、湿度条件を満たしても温度が冷却炉入口最低温度規定値ＴＬを下回る場合に対して、冷却炉入口最低温度規定値ＴＬまで冷却空気の温度を上昇させ、最低温度を確保することができる。

【0093】

［第３の実施形態］
図８は、第３の実施形態に係る乾燥・冷却システム１００ｂの構成を示すブロック図である。

【0094】

本実施形態は、第２の実施形態の変形である。冷却設備１０１ｂの構成については、第２の実施形態に類似しており、冷却用熱交バイパス配管１１３と冷却空気導入配管１１４との合流点の下流、かつ、冷却ファン１１７の上流には、ドレンセパレータ１１６が設けられている点が、図５に示す第２の実施形態と異なる。湿分制御装置２００ｂについては、以下に示すように、目的、構成、および作用が、第２の実施形態とは異なる。

【0095】

図９は、第３の実施形態に係る冷却設備１０１ｂの湿分制御装置２００ｂの構成を示すブロック図である。

【0096】

本実施形態における湿分制御装置２００ｂは、取り入れた外気の湿度が高すぎて、冷却空気加熱用熱交換器１１５で外気を冷却することにより、冷却空気が容易に露点温度以下となる、あるいは、相対湿度が目標相対湿度ｘｒより高く相対湿度１００％に対して余裕がない、などの状況の場合に、冷却空気の相対湿度を適正な値に制御するものである。

【0097】

すなわち、冷却空気を積極的に冷却して結露させ、発生したドレンはドレンセパレータ１１６で処理し、冷却空気については冷却空気加熱用熱交換器１１５によって再加熱を行う。ここで、冷却空気は、それまでの露点温度より低い温度となったことにより、絶対湿度が低下し、その温度が新たな絶対湿度に対応する露点温度となっている。したがって、さらなる温度低下による結露を防止するために再加熱を行う。

【0098】

湿分制御装置２００ｂにおいて、演算部２１０ｂは、熱交出口温度目標値導出部２１３ｂおよび加熱用制御演算部２１９ｂを有する。また、記憶部２３０ｂは、低温側シフト値記憶部２３６および再加熱温度目標値記憶部２３７を有する。

【0099】

低温側シフト値記憶部２３６は、第１および第２の実施形態における目標相対湿度記憶部２３３とは逆に、空気冷却用熱交換器１１２出口の冷却空気の温度Ｔｏを、それまでの露点温度Ｔｄから何度低い温度とするかの低温側シフト値ΔＴＬを記憶する。

【0100】

ここで、低温側シフト値ΔＴＬは、たとえば、排出すべき水分量の観点から、図３に示す概念的な空気線図において、露点温度導出部２１２で算出された外気の絶対湿度にもとづいて、それより所定の絶対湿度分低い状態の露点温度として設定することでもよい。あるいは、下流側での温度低下の可能性の観点から、予想される温度低下幅より大きな温度低下幅として設定することでもよい。

【0101】

再加熱温度目標値記憶部２３７は、空気冷却用熱交換器１１２により露点温度Ｔｄより温度が低くなった冷却空気を再加熱する目標の温度、すなわち再加熱温度目標値ＴＨｒを記憶する。再加熱温度目標値ＴＨｒは、たとえば、第１および第２の実施形態における目標相対湿度を用いて設定してもよい。あるいは、元の外気入口温度の値としてもよい。

【0102】

また、熱交出口温度目標値導出部２１３ｂは、第２の実施形態における熱交出口温度目標値導出部２１３とは異なり、露点温度導出部２１２により導出された外気の露点温度Ｔｄから、低温側シフト値記憶部２３６に記憶された低温側シフト値ΔＴＬを減じた温度を目標温度Ｔｒとして出力する。

【0103】

図１０は、第３の実施形態に係る冷却空気湿分制御方法の手順を示すフロー図である。

【0104】

ステップＳ１１において外気入口温度が所定温度未満と判定され、ステップＳ１２で空気冷却用熱交換器バイパスモードとなっている場合は、冷却空気の温度をさらに下げる手段がないため、以下のステップは適用されない。すなわち、ステップＳ１１において外気入口温度が所定温度以上と判定され、ステップＳ１３で空気冷却用熱交換器通過モードとなっている場合に、以下のステップが続くことになる。

【0105】

ステップＳ１３に続く、ステップＳ１４で、露点温度導出部２１２が露点温度Ｔｄを導出するまでは、第２の実施形態と同様である。

【0106】

次に、熱交出口温度目標値導出部２１３ｂは、露点温度Ｔｄから、低温側シフト値記憶部２３６に記憶された低温側シフト値ΔＴＬを減じた温度を目標温度Ｔｒとして出力する。

【0107】

目標温度Ｔｒを受けて、湿度用制御演算部２１４が、冷却熱交出口温度Ｔoを目標温度Ｔｒとするように冷却ファン１１７を制御するステップＳ１６ないしステップＳ１８は、第１および第２の実施形態と同様である。この結果、冷却ファン１１７の回転数は低下し、冷却空気の温度が露点温度以下となる。この結果生じた水滴、ドレンは、ドレンセパレータ１１６（図８）に集められて処理される。

【0108】

次に、加熱用制御演算部２１９ｂは、ステップＳ１５において低下した冷却空気温度を、冷却空気加熱用熱交換器１１５による加熱により、元の外気入口温度に復帰するように制御する。

【0109】

すなわち、まず、加熱用制御演算部２１９ｂは、再加熱温度目標値記憶部２３７に記憶された再加熱温度目標値ＴＨｒおよび入力部２４０が受け入れた加熱熱交出口温度ＴＨｏを読み出し、再加熱温度目標値ＴＨｒから加熱熱交出口温度ＴＨｏを減じて温度偏差を出力する（ステップＳ３２）。

【0110】

次に加熱用制御演算部２１９ｂがたとえば比例・積分演算を行い（ステップＳ３３）、出力部２５０から冷却空気加熱用熱交入口ダンパ１３３ａに出力する（ステップＳ３４）。これらのステップは、第２の実施形態のステップＳ３３、ステップＳ３４と同様である。

【0111】

以上のように、本実施形態によれば、取り入れた外気の湿度が高すぎて、途中で容易に結露が生ずる、あるいは、結露が生ずる可能性の高い場合に、空気冷却用熱交換器１１２により冷却空気の温度を下げて積極的に結露させ水分を除去し絶対湿度を低下させた後に、冷却空気加熱用熱交換器１１５による加熱により、冷却空気の温度を再加熱温度目標値ＴＨｒまで上昇させて相対湿度を適正な範囲に復帰させる。これにより、湿分の発生を未然に防止することができる。

【0112】

［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。

【0113】

また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。たとえば、第２の実施形態と第３の実施形態は、ドレンセパレータの有無、湿分制御装置の一部の相違点を除いて互いに共通な部分が多い。このため、湿分制御装置として、第２の実施形態と第３の実施形態の両者の機能を有するようにして、外気が乾燥しているが相対湿度が低いときの第１モードと、外気の温度が高くかつ湿度が高いときの第２モードを選択するモード選択部を設けて、互いに切り替え可能とすることでもよい。

【0114】

ここで、モード選択は、入力部２４０を介して操作員あるいは管理員等が選択することでもよい。あるいは、外気入口温度検知器２０１および外気入口湿度検知器２０２から受け入れた外気の温度および相対湿度の信号に基づいて、自動的に選択してもよい。

【0115】

また、実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0116】

１…処理対象物、１０…ヒートポンプ、１１…蒸発器、１２…圧縮機、１３…凝縮器、１４…膨張弁、１５…内臓ファン、２０…冷却水循環流路、２０ａ…流路低温部、２０ｂ…流路高温部、２０ｔ…冷却水温度検知調整部、２１…冷却水ポンプ、２２…冷却水加熱用熱交換器、１００、１００ａ、１００ｂ…乾燥・冷却システム、１０１、１０１ａ、１０１ｂ…冷却設備、１０１ｆ…冷却炉（冷却装置）、１０２、１０２ａ…乾燥設備、１０２ｆ…乾燥炉（乾燥装置）、１０３…搬送装置、１１０、１１０ａ…冷却空気供給装置、１１１…外気導入配管、１１１ａ…冷却用熱交入口ダンパ、１１２…空気冷却用熱交換器、１１３…冷却用熱交バイパス配管、１１３ａ…冷却用熱交バイパスダンパ、１１４…冷却空気導入配管、１１５…冷却空気加熱用熱交換器、１１６…ドレンセパレータ、１１７…冷却ファン（風量調節装置）、１１８…冷却空気排気配管、１２０、１２０ａ…加熱空気供給装置、１２１…燃焼装置、１２１ａ…燃料供給配管、１２２…乾燥用ガス導入配管、１２３…循環用ファン、１２４…ガス戻り配管、１２５…乾燥炉排気配管、１２６…排気ファン、１２７…燃焼用空気導入配管、１２７ａ…外気供給ファン、１２８…再生熱交換器、１２９…希釈用空気導入配管、１３１…排気ファン出口配管、１３１ａ…排気ファン出口ダンパ、１３２…冷却水加熱用熱交バイパス配管、１３２ａ…冷却水加熱用熱交換入口ダンパ、１３３…冷却空気加熱用熱交バイパス配管、１３３ａ…冷却空気加熱用熱交入口ダンパ、２００、２００ａ，２００ｂ…湿分制御装置、２０１…外気入口温度検知器、２０２…外気入口湿度検知器、２０３…冷却熱交出口温度検知器、２０４…加熱熱交出口温度検知器、２１０…演算部、２１１…入り口温度判定部、２１２…露点温度導出部、２１３、２１３ａ…熱交出口温度目標値導出部、２１４、２１４ａ…湿度用制御演算部、２１５…冷却ファン風量演算部、２１６…冷却ファン回転数導出部、２１７…減算部、２１８…高値選択部、２１９…加熱用制御演算部、２３０…記憶部、２３１…判定用規定値記憶部、２３２…空気線図データベース、２３３…目標相対湿度記憶部、２３４…冷却ファン特性データベース、２３５…冷却炉入口最低温度規定値記憶部、２３６…低温側シフト値記憶部、２３７…再加熱温度目標値記憶部、２４０…入力部、２５０…出力部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】