DE60028198T2 - Klimaanlage - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Klimatisierungssystem unter Verwendung eines Luftzyklus.
  • Stand der Technik
  • Eine herkömmliche Kälteanlage, die mit einem Luftzyklus betrieben wird, ist beispielsweise in "Shin-ban Reito-Kucho-Binran Dai-4-han Kiso-hen" auf den Seiten 45–48, veröffentlicht von der "Japan Society of Refrigerating and Air Conditioning Engineers", beschrieben. Alternativ ist ein Wärmesystem, in dem ein Luftzyklus verwendet wird, um eine Wärmepumpe zu bilden, im Juni 1997 im "AIRAH JOURNAL" auf den Seiten 16–21, veröffentlicht von "The Australian Institute of Refrigeration, Air Conditioning and Heating" beschrieben. Nachstehend wird nunmehr dieses Wärmesystem beschrieben.
  • Wie in 9 dargestellt, umfaßt das obige Wärmesystem einen Wärmequellenseitenkanal (a) und einen Wärmeanwendungsseitenkanal (f). Der Wärmequellenseitenkanal (a) ist dadurch gebildet, daß ein Verdichter (b), ein erster Wärmetauscher (c), ein zweiter Wärmetauscher (d) und eine Ausdehnungseinrichtung (e) in dieser Reihenfolge miteinander verbunden und vorgesehen sind, um durch einen Luftkältezyklus betrieben zu werden. Andererseits ist der Wärmeanwendungsseitenkanal (f) dadurch gebildet, daß der zweite Wärmetauscher (d), ein Befeuchter (g) und der erste Wärmetauscher (c) in dieser Reihenfolge miteinander verbunden sind.
  • Im Wärmequellenseitenkanal (a) wird des weiteren, wenn der Verdichter (b) angetrieben wird, eine zwecks Belüftung ausgetragene Raumluft vom Verdichter (b) aufgenommen und darin verdichtet. Die verdichtete Luft strömt nacheinander durch den ersten Wärmetauscher (c) und den zweiten Wärmetauscher (d), wird in der Ausdehnungseinrichtung (e) ausgedehnt und anschließend nach draußen ausgetragen. Andererseits wird vom Wärmeanwendungssei tenkanal (f) eine dem Raum zwecks Belüftung zugeführte Außenluft aufgenommen und strömt nacheinander durch den zweiten Wärmetauscher (d), den Befeuchter (g) und den ersten Wärmetauscher (c). Während dieses Durchströmens wird die Außenluft durch Wärmetausch mit der Luft des Wärmequellenseitenkanals (a) in den beiden Wärmetauschern (d, c) erwärmt und im Befeuchter (g) befeuchtet. Das System stellt eine Erwärmung für den Raum bereit, indem die vom Wärmeanwendungsseitenkanal (f) aufgenommene Außenluft erwärmt und befeuchtet und anschließend dem Raum zugeführt wird.
  • Zu lösende Probleme
  • Wie vorstehend beschrieben, strömt die vom Wärmequellenseitenkanal (a) aufgenommene Raumluft im herkömmlichen Wärmesystem lediglich aufeinanderfolgend durch den Verdichter (b), die beiden Wärmetauscher (c, d) und die Ausdehnungseinrichtung (e). Daher ergeben sich die nachstehenden Probleme.
  • Die vorhandene Luft enthält eine gewisse Feuchtigkeitsmenge. Durch Ausdehnung in der Ausdehnungseinrichtung erreicht die Luft eine niedrige Temperatur. Daher wird die Feuchtigkeit in der Luft kondensiert, so daß Wassertröpfchen zusammen mit der Luft von der Ausdehnungseinrichtung ausgestoßen werden. Wenn das Wärmesystem als eine Wärmepumpe betrieben wird, fällt des weiteren die Temperatur der einer Ausdehnung unterliegenden Luft häufig auf unter Null liegende Celsius-Temperaturen ab. In diesem Fall kann die Feuchtigkeit in der Luft zu Eis gefrieren und als mit der Luft kombinierter Schnee ausgestoßen werden.
  • Dieses Problem tritt ganz besonders in einer solchen Konstruktion zutage, die dem Verdichter wie im vorstehend beschriebenen Wärmesystem eine Raumluft zuführt. Während des Wärmens ist die absolute Luftfeuchtigkeit einer Raumluft insbesondere allgemein höher als diejenige einer Außenluft. Daher wird die Luft, deren abso lute Luftfeuchtigkeit höher als diejenige der Außenluft ist, vom Verdichter ausgetragen. Als eine Folge davon kann nicht nur Feuchtigkeit in der Luft bei der Ausdehnung kondensiert werden, sondern Feuchtigkeit in der von der Ausdehnungseinrichtung ausgetragenen Luft kann auch kondensiert und als Nebel ausgeblasen werden.
  • Demzufolge erfordert das herkömmliche Wärmesystem eine Konstruktion, um zusammen mit der Luft von der Ausdehnungseinrichtung ausgetragene Wassertröpfchen und ebenso ausgetragenes Eis zu entsorgen. Insbesondere wenn das System ein Gefrieren bewirkt hat, sind die Verfahren zum Entfrosten von Eis und zum anschließenden Ablassen von entfrostetem Wasser erforderlich. Dadurch entsteht der Bedarf an Bauteilen für solche Verfahren, woraus sich das Problem einer komplizierten Systemkonstruktion ergibt.
  • Wenn, im Gegensatz dazu, die Lufttemperatur am Einlaß der Ausdehnungseinrichtung zunimmt und dadurch die Lufttemperatur am Auslaß der Ausdehnungseinrichtung erhöht wird, kann verhindert werden, daß Feuchtigkeit in der von der Ausdehnungseinrichtung ausgetragenen Luft kondensiert wird. Daher kann das vorstehende Problem vermieden werden. In diesem Fall ist es jedoch notwendig, die Eingabe zum Verdichter zu erhöhen, um eine erforderliche Wärmeleistung sicherzustellen. Dadurch entsteht das Problem, daß der Leistungskoeffizient COP (coefficient of performance) abnimmt.
  • Wenn eine Konstruktion eingesetzt wird, die dem Wärmetauscher eine Außenluft zuführt, um die verdichtete Luft zu kühlen, wie beispielsweise im vorstehend beschriebenen Wärmesystem, kann die Lufttemperatur am Einlaß der Ausdehnungseinrichtung reduziert werden, um einen verbesserten COP bereitzustellen, weil die Außenluft während des Wärmens allgemein eine relativ niedrige Temperatur aufweist. In diesem Fall kann jedoch die Lufttemperatur am Auslaß des Verdichters nicht genug reduziert werden, um das aus der Feuchtigkeitskondensation entstandene, vorstehend beschriebene Problem zu vermeiden. Es ist daher unmöglich, die Lufttemperatur am Einlaß der Ausdehnungseinrichtung zu reduzieren, um einen verbesserten COP bereitzustellen.
  • Ein Klimatisierungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der GB-A-2 242 261 beschrieben.
  • In der EP 0 592 833 A1 ist ein Klimatisierungssystem beschrieben, das mit einem Luftzykluskreislauf mit einem Verdichter, einem Wärmetauscher und einer Ausdehnungseinrichtung ausgeführt und konfiguriert ist, um durch Erwärmen einer Sekundärluft mittels Wärmetausch mit einer Primärluft des Luftzykluskreislaufs im Wärmetauscher Wärme für einen Raum bereitzustellen und dann die erwärmte Sekundärluft dem Raum zuzuführen. Dieses System umfaßt weiterhin ein Entfeuchtungsmittel zum Entfeuchten der Sekundärluft, wenn das System betrieben wird, um die dem Raum zugeführte Sekundärluft zu kühlen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Punkte gemacht, und es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen hohen COP aufrechtzuerhalten und gleichzeitig eine vereinfachte Konstruktion des Systems bereitzustellen, indem der Bedarf an Ablaß- und Schneeentfernungsverfahren ausgeschaltet wurde.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt das in einem Luftzyklus erfolgende Entfeuchten einer Luft in einem Abschnitt des Zyklus stromaufwärts vor einer Ausdehnungseinrichtung (22) bereit, bis die Luft die absolute Luftfeuchtigkeit einer Außenluft oder einen darunter liegenden Wert erreicht.
  • Eine in der vorliegenden Erfindung bereitgestellte erste Lösung betrifft insbesondere ein Klimatisierungssystem gemäß Anspruch 1.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten zweiten Lösung, die auf der ersten Lösung basiert, ist die Sekundärluft eine von draußen dem Raum zugeführte Einlaßluft oder eine Mischluft aus der Einlaßluft und einer Raumluft, wobei diese Sekundärluft dem Raum durch das Entfeuchtungsmittel (55, 60) zugeführt wird.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten dritten Lösung, die auf der zweiten Lösung basiert, ist das Entfeuchtungsmittel (55, 60) vorgesehen, um der Sekundärluft aus der Primärluft entfernte Feuchtigkeit zuzuführen.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten vierten Lösung, die auf einer der ersten bis dritten Lösungen basiert, befindet sich das Entfeuchtungsmittel (55) in einem Abschnitt des Luftzykluskreislaufs (20) zwischen dem Verdichter (21) und der Ausdehnungseinrichtung (22) und ist vorgesehen, um die durch den Verdichter (21) verdichtete Primärluft zu entfeuchten.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten fünften Lösung, die auf der vierten Lösung basiert, beinhaltet das Entfeuchtungsmittel (55) eine Abscheidemembran, die so konfiguriert ist, daß sie von in der Luft enthaltenem Dampf von der höheren Seite zur niedrigeren Seite im Dampfpartialdruck der Abscheidemembran durchdrungen wird, und die vorgesehen ist, um Dampf aus der Primärluft ohne Kondensation abzuscheiden.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten sechsten Lösung, die auf der fünften Lösung basiert, ist die Abscheidemembran aus einer Polymerfolie gebildet und so konfiguriert, daß sie durch Diffusion von Wassermolekülen in die Membran von Dampf durchdrungen wird.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten siebten Lösung, die auf der fünften Lösung basiert, hat die Abscheidemembran eine große Anzahl von Poren, die im wesentlichen die gleiche Größe wie ein freier Weg von Molekülen haben, und die so konfiguriert ist, daß sie durch Kapillarkondensation und Diffusion von Wassermolekülen von Dampf durchdrungen wird.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten achten Lösung, die auf der fünften Lösung basiert, ist das Entfeuchtungsmittel (55) vorgesehen, um eine Oberfläche der Abscheidemembran mit der verdichteten Primärluft und die andere Oberfläche davon mit der Sekundärluft in Kontakt zu bringen, so daß in der Primärluft enthaltener Dampf auf die Sekundärluft übertragen wird.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten neunten Lösung, die auf der fünften Lösung basiert, ist ein Druckreduziermittel (36) vorgesehen, um den Druck auf einer Seite der Abscheidemembran des Entfeuchtungsmittels (55) zu reduzieren, so daß eine Differenz im Dampfpartialdruck zwischen beiden Seiten der Abscheidemembran sichergestellt wird.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten zehnten Lösung, die auf einer der ersten bis dritten Lösungen basiert, befindet sich das Entfeuchtungsmittel (55) in einem Abschnitt des Luftzykluskreislaufs (20) stromaufwärts vor dem Verdichter (21) und ist vorgesehen, um die dem Verdichter (21) zuzuführende Primärluft zu entfeuchten.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten elften Lösung, die auf der zehnten Lösung basiert, beinhaltet das Entfeuchtungsmittel (60) ein Feuchtigkeitsmedium, um Feuchtigkeit durch Kontakt mit einer Luft zu absorbieren und freizugeben, und das vorgesehen ist, damit das Feuchtigkeitsmedium Feuchtigkeit in der dem Verdichter (21) zuzuführenden Primärluft absorbieren kann, während die darin enthaltene Feuchtigkeit an die Sekundärluft freigegeben wird, so daß dadurch die Primärluft kontinuierlich entfeuchtet wird.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten zwölften Lösung, die auf der elften Lösung basiert, ist das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) mit einem Feststoffadsorptionsmittel vorgesehen, um Feuchtigkeit zu adsorbieren.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten dreizehnten Lösung, die auf der zwölften Lösung basiert, umfaßt das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) ein Rotorelement (61), das in der Form einer Scheibe ausgeführt ist, um eine Luftdurchströmung in einer Richtung seiner Dicke zuzulassen und für einen Kontakt der durchströmenden Luft mit dem Feststoffadsorptionsmittel zu sorgen, und das Entfeuchtungsmittel (60) umfaßt einen Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62), in dem das Rotorelement (61) Feuchtigkeit in der Primärluft durch Kontakt mit der Primärluft absorbiert, einen Feuchtigkeitsfreigabebereich (63), in dem das Rotorelement (61) darin enthaltene Feuchtigkeit durch Kontakt mit der Sekundärluft an die Sekundärluft freigibt, sowie einen Antriebsmechanismus, um das Rotorelement (61) in drehbarer Weise anzutreiben, damit sich das Rotorelement (61) zwischen dem Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und dem Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) bewegen kann.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten vierzehnten Lösung, die auf der zwölften Lösung basiert, besteht das Feststoffadsorptionsmittel aus porösem anorganischem Oxid.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten fünfzehnten Lösung, die auf der elften Lösung basiert, umfaßt das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) ein Flüssigabsorptionsmittel, um Feuchtigkeit zu absorbieren.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten sechzehnten Lösung, die auf der elften Lösung basiert, umfaßt das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) ein Flüssigabsorptionsmittel zum Absorbieren von Feuchtigkeit, und das Entfeuchtungsmittel (60) ist so vorgesehen, daß das Flüssigabsorptionsmittel durch die vom Verdichter (21) kommende Primärluft erwärmt wird, um von der Primärluft absorbierte Feuchtigkeit an die Sekundärluft freizugeben.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten siebzehnten Lösung, die auf der fünfzehnten oder sechzehnten Lösung basiert, beinhaltet das Entfeuchtungsmittel (60) eine feuchtigkeitsdurchlässige, hydrophobe poröse Membran und ist vorgesehen, um für einen Kontakt des Flüssigabsorptionsmittels mit der Primärluft durch die hydrophobe poröse Membran zu sorgen.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten achtzehnten Lösung, die auf der fünfzehnten oder sechzehnten Lösung basiert, besteht das Flüssigabsorptionsmittel aus einer Wasserlösung von hydrophilem organischem Compound.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten neunzehnten Lösung, die auf der fünfzehnten oder sechzehnten Lösung basiert, besteht das Flüssigabsorptionsmittel aus einer Wasserlösung von Metallhalogenid.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten zwanzigsten Lösung, die auf der fünfzehnten oder sechzehnten Lösung basiert, umfaßt das Entfeuchtungsmittel (60) einen Umwälzkreislauf (64), der einen Feuchtig keitsabsorptionsbereich (65), um für einen Kontakt des Flüssigabsorptionsmittels mit der Primärluft zu sorgen, sowie einen Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) beinhaltet, um für einen Kontakt des Flüssigabsorptionsmittels mit der Sekundärluft zu sorgen, und der das Flüssigabsorptionsmittel zwischen dem Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65) und dem Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) umwälzt.
  • In einer in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten einundzwanzigsten Lösung, die auf einer der elften bis zwanzigsten Lösungen basiert, ist ein Feuchtigkeitseinstellmittel (90) vorgesehen, um einen Teil der vom Feuchtigkeitsmedium freigegebenen Feuchtigkeit einem Teil der dem Feuchtigkeitsmittel (60) zugeführten Sekundärluft hinzuzufügen und anschließend den Teil der Sekundärluft dem Raum zuzuführen, während der restliche Teil der vom Feuchtigkeitsmedium freigegebenen Feuchtigkeit dem restlichen Teil der Sekundärluft hinzugefügt wird, wobei der restliche Teil der Sekundärluft durch Wärmetausch mit der noch nicht dem Wärmetauscher (30) zugeführten Sekundärluft gekühlt und entfeuchtet und anschließend der restliche Teil der Sekundärluft dem Raum zugeführt wird.
  • Betriebsabläufe
  • In der ersten Lösung wird der Luftzykluskreislauf (20) durch einen Luftzyklus in einer solchen Weise betrieben, daß die Primärluft den Verdichter (21), den Wärmetauscher (30) und die Ausdehnungseinrichtung (22) in dieser Reihenfolge durchströmt. Im Wärmetauscher (30) unterliegt die Sekundärluft einem Wärmetausch mit der verdichteten Primärluft, so daß sie erwärmt wird. Anschließend wird die erwärmte Sekundärluft dem Raum zugeführt, so daß Wärme für den Raum bereitgestellt wird. Andererseits wird die Primärluft durch das Entfeuchtungsmittel (55, 60) so entfeuchtet, daß sie die absolute Luftfeuchtigkeit der Außenluft erreicht oder einen darunter liegenden Wert aufweist, bevor sie zur Ausdeh nungseinrichtung (22) gelangt. Selbst wenn die Temperatur der Primärluft am Auslaß der Ausdehnungseinrichtung (22) niedriger als die Außenlufttemperatur eingestellt ist, kann daher verhindert werden, daß Wassertröpfchen oder Eis in der Primärluft am Auslaß der Ausdehnungseinrichtung (22) erzeugt werden.
  • In der zweiten Lösung wird eine mindestens eine Abluft aus dem Raum enthaltende Luft als eine Primärluft aufgenommen, die den Verdichter (21), den Wärmetauscher (30) und die Ausdehnungseinrichtung (22) in dieser Reihenfolge durchströmt und dann nach draußen ausgetragen wird. Diese Luft wird durch das Entfeuchtungsmittel (55, 60) entfeuchtet, bevor sie zur Ausdehnungseinrichtung (22) gelangt. Des weiteren wird eine mindestens eine Einlaßluft von draußen enthaltende Luft als eine Sekundärluft aufgenommen, durch Wärmetausch mit der Primärluft im Wärmetauscher (30) erwärmt und dann dem Raum zugeführt.
  • In der dritten Lösung bewirkt das Entfeuchtungsmittel (55, 60), daß Feuchtigkeit aus der Primärluft entfernt und die Feuchtigkeit der Sekundärluft zugeführt wird. Anders ausgedrückt: Im Entfeuchtungsmittel (55, 60) wird die aus der Primärluft entfernte Feuchtigkeit verwendet, um die Sekundärluft zu befeuchten.
  • In der vierten Lösung wird durch das Entfeuchtungsmittel (55) Feuchtigkeit aus der durch den Verdichter (21) verdichteten Primärluft entfernt.
  • In der fünften Lösung wird, da das Entfeuchtungsmittel (55) die vorgesehene Abscheidemembran beinhaltet, Feuchtigkeit in der verdichteten Primärluft unter Beibehaltung ihres Dampfzustands aus der Primärluft abgeschieden.
  • In der sechsten oder siebten Lösung ist die Abscheidemembran so konfiguriert, daß sie auf dem vorgesehenen Weg von Dampf durchdrungen werden kann.
  • In der achten Lösung wird die verdichtete Luft in Kontakt mit einer Oberfläche der Abscheidemembran gebracht, während die Sekundärluft in Kontakt mit der anderen Oberfläche davon steht. Unter Betriebsbedingungen, unter denen der Dampfpartialdruck der Sekundärluft niedriger als derjenige der Primärluft ist, wird demzufolge Feuchtigkeit in der Primärluft ohne externe Einwirkung auf die Sekundärluft übertragen.
  • In der neunten Lösung kann eine Differenz im Dampfpartialdruck zwischen beiden Seiten der Abscheidemembran durch das Druckreduziermittel (36) sichergestellt werden. Anders ausgedrückt: Die Abscheidemembran wird an einer Oberfläche davon in Kontakt mit der verdichteten Primärluft gebracht und an der anderen Oberflächenseite davon durch das Druckreduziermittel (36) im Druck reduziert. Demzufolge kann der Dampfpartialdruck an der anderen Oberflächenseite der Abscheidemembran niedriger als derjenige der Primärluft gehalten werden.
  • In der zehnten Lösung wird die durch das Entfeuchtungsmittel (55) entfeuchtete Primärluft dem Verdichter (21) zugeführt.
  • In der elften Lösung absorbiert das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels Feuchtigkeit in der Primärluft und gibt die absorbierte Feuchtigkeit an die Sekundärluft ab. Anders ausgedrückt: Die Feuchtigkeit in der Primärluft wird durch das Feuchtigkeitsmedium kontinuierlich auf die Sekundärluft übertragen. Dies sorgt für eine kontinuierliche Entfeuchtung der Primärluft und für eine kontinuierliche Befeuchtung der Sekundärluft.
  • In der zwölften Lösung absorbiert das Feuchtigkeitsmedium Feuchtigkeit in einer solchen Weise, daß die Feuchtigkeit am Feststoffadsorptionsmittel adsorbiert wird. Des weiteren gibt das Feuchtigkeitsmedium Feuchtigkeit in einer solchen Weise frei, daß die Feuchtigkeit vom Feststoffadsorptionsmittel desorbiert wird.
  • In der dreizehnten Lösung besteht das Feuchtigkeitsmedium aus einem scheibenförmigen Rotorelement (61). Ein Abschnitt des Rotorelements (61) absorbiert Feuchtigkeit durch Kontakt mit der Primärluft im Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62). Das Rotorelement (61) wird in drehbarer Weise durch den Antriebsmechanismus so angetrieben, daß sich der Abschnitt des Rotorelements (61), der Feuchtigkeit absorbiert hat, zum Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) bewegt. Im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) gibt das Rotorelement (61) die Feuchtigkeit durch Kontakt mit der Sekundärluft frei. Dadurch wird das Rotorelement (61) als das Feuchtigkeitsmedium regeneriert. Anschließend bewegt sich der regenerierte Abschnitt des Rotorelements (61) erneut zum Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und wiederholt diese Vorgänge.
  • In der vierzehnten Lösung besteht das Feststoffadsorptionsmittel aus porösem anorganischem Oxid. Es sei darauf hingewiesen, daß das Feststoffadsorptionsmittel allein aus speziellem anorganischem Oxid bestehen oder das anorganische Oxid als ein Hauptbestandteil enthalten kann.
  • In der fünfzehnten Lösung absorbiert das Feuchtigkeitsmedium Feuchtigkeit in einer solchen Weise, daß die Feuchtigkeit im Flüssigabsorptionsmittel absorbiert wird. Des weiteren gibt das Feuchtigkeitsmedium Feuchtigkeit in einer solchen Weise frei, daß die Feuchtigkeit vom Flüssigabsorptionsmittel desorbiert wird.
  • In der sechzehnten Lösung absorbiert das Flüssigabsorptionsmittel Feuchtigkeit aus der noch nicht dem Verdichter (21) zugeführten Primärluft. Dieses Flüssigab sorptionsmittel wird durch die vom Verdichter (21) verdichtete Hochtemperaturprimärluft in einen eine leichte Freigabe zulassenden Zustand erwärmt und dann an die Sekundärluft freigegeben. Diese Feuchtigkeitsfreigabe regeneriert das Flüssigabsorptionsmittel.
  • In der siebzehnten Lösung kommen die Primärluft und das Flüssigabsorptionsmittel durch die dazwischen vorgesehene hydrophobe poröse Membran in indirekten Kontakt miteinander. Die Feuchtigkeit in der Primärluft durchdringt die hydrophobe poröse Membran und wird dann im Flüssigabsorptionsmittel absorbiert, wodurch die Primärluft entfeuchtet wird.
  • In der achtzehnten Lösung besteht das Flüssigabsorptionsmittel aus einer Wasserlösung von hydrophilem organischem Compound. Zu Beispielen von organischem Compound dieser Art zählen Ethylenglycol, Glyzerin und hydrophiler Kunststoff.
  • In der neunzehnten Lösung besteht das Flüssigabsorptionsmittel aus einer Wasserlösung von Metallhalogenid. Zu Beispielen von Metallhalogenid dieser Art zählen LiCl, LiBr und CaCl2.
  • In der zwanzigsten Lösung absorbiert das Flüssigabsorptionsmittel Feuchtigkeit der Primärluft im Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65), wodurch die Primärluft entfeuchtet wird. Dieses Flüssigabsorptionsmittel strömt durch den Umwälzkreislauf (64) und gelangt zum Feuchtigkeitsfreigabebereich (66). Im Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) gibt das Flüssigabsorptionsmittel Feuchtigkeit an die Sekundärluft ab, so daß es regeneriert und die Sekundärluft befeuchtet wird. Das regenerierte Flüssigabsorptionsmittel durchströmt den Umwälzkreislauf (64), um erneut zum Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65) zu gelangen, und wiederholt diese Umwälzung.
  • In der einundzwanzigsten Lösung gibt das Feuchtigkeitsmedium im Entfeuchtungsmittel Feuchtigkeit an die Sekundärluft ab, so daß es regeneriert und die Sekundärluft befeuchtet wird. Die befeuchtete Sekundärluft wird dann durch das Feuchtigkeitseinstellmittel (90) dem Raum zugeführt. Währenddessen nimmt ein Teil der Sekundärluft einen Teil der vom Feuchtigkeitsmedium freigegebenen Feuchtigkeit auf und wird dann in diesem Zustand dem Raum zugeführt. Andererseits nimmt der restliche Teil der Sekundärluft den restlichen Teil der vom Feuchtigkeitsmedium freigegebenen Feuchtigkeit auf, wird durch Wärmetausch mit der dem Wärmetauscher (30) noch zuzuführenden Sekundärluft gekühlt, so daß Feuchtigkeit in der Sekundärluft durch Kondensation entfernt wird, und anschließend dem Raum zugeführt. Kurz gesagt: Lediglich ein Teil der vom Feuchtigkeitsmedium freigegebenen Feuchtigkeit wird zusammen mit der Sekundärluft dem Raum zugeführt.
  • Auswirkungen
  • Da sich gemäß der vorliegenden Erfindung die Primärluft, die durch das Entfeuchtungsmittel (55, 60) auf die absolute Luftfeuchtigkeit der Außenluft oder auf einen darunter liegenden Wert entfeuchtet wurde, in der Ausdehnungseinrichtung (22) ausdehnt, wird somit die Erzeugung von Wassertröpfchen oder Eis in der Primärluft am Auslaß der Ausdehnungseinrichtung (22) und auch eine Kondensation von Feuchtigkeit in der aus der Ausdehnungseinrichtung (22) ausgeblasenen Primärluft verhindert und gleichzeitig ermöglicht, daß die Temperatur der Primärluft am Auslaß der Ausdehnungseinrichtung (22) niedriger als die Außenlufttemperatur eingestellt werden kann. Daher kann die Temperatur der Primärluft am Einlaß der Ausdehnungseinrichtung (22) noch niedriger eingestellt werden. Während die an die Sekundärluft im Wärmetauscher (30) abgegebene Wärmemenge aufrechterhalten wird, kann demzufolge die Eingabe in den Verdichter (21) reduziert werden. Als eine Folge davon kann der COP verstärkt werden. Und gleichzeitig kann verhindert werden, daß Wassertröpfchen oder dergleichen in der aus der Ausdehnungseinrichtung (22) austretenden Primärluft erzeugt werden, wodurch der Bedarf an Ablaß- und Schneeentfernungsverfahren entfällt. Somit kann die Konstruktion des Systems vereinfacht werden.
  • Insbesondere in der zweiten Lösung wird eine eine Einlaßluft von außen enthaltende Luft als die Sekundärluft verwendet. Da die Außenlufttemperatur während des Wärmens allgemein relativ niedrig ist, wird eine solche, eine Einlaßluft von außen enthaltende Niedrigtemperaturluft als die Sekundärluft dem Wärmetauscher (30) zugeführt. Daher kann die Primärluft auf eine niedrige Temperatur im Wärmetauscher (30) abgekühlt werden, so daß die Temperatur der Primärluft am Einlaß der Ausdehnungseinheit (22) auf eine niedrige Temperatur eingestellt werden kann. Während die an die Sekundärluft im Wärmetauscher (30) abgegebene Wärmemenge aufrechterhalten wird, kann als eine Folge davon die Eingabe in den Verdichter (21) reduziert werden. Dies stellt weiterhin eine Verstärkung des COP sicher. Auch in diesem Fall wird die Primärluft durch das Entfeuchtungsmittel (55, 60) auf die absolute Luftfeuchtigkeit der Außenluft oder auf einen darunter liegenden Wert entfeuchtet. Daher können ein Ablaßverfahren und ein Schneeentfernungsverfahren entfallen, wodurch die Konstruktion des Systems vereinfacht wird.
  • In der zweiten Lösung wird weiterhin eine eine vom Raum kommende Abluft enthaltende Luft als die Primärluft verwendet, während eine eine von draußen kommende Einlaßluft enthaltende Luft als die Sekundärluft verwendet wird. Daher kann der Raum während der Klimatisierung belüftet werden. Da des weiteren die die Abluft enthaltende Primärluft durch den Verdichter (21) verdichtet und die verdichtete Primärluft anschließend im Wärmetauscher (30) einem Wärmetausch mit der die Einlaßluft enthaltenden Sekundärluft unterzogen wird, kann Wärme, die in der nach draußen ausgetragenen Abluft enthalten ist, zur Belüftung zurückgewonnen werden. Als eine Folge davon kann belüftungsbedingter Energieverlust reduziert werden.
  • Gemäß der dritten Lösung kann des weiteren aus der Primärluft entfernte Feuchtigkeit verwendet werden, um die Sekundärluft zu befeuchten. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, zusätzliche Feuchtigkeit zum Befeuchten der Sekundärluft zuzuführen, so daß eine vereinfachte Konstruktion bereitgestellt wird. Wenn die gesamte, aus der Primärluft entfernte Feuchtigkeit der Sekundärluft zugeführt wird, besteht zusätzlich keine Notwendigkeit, die Feuchtigkeit abzulassen. Dies trägt auch zu einer vereinfachten Konstruktion bei.
  • Gemäß der fünften bis neunten Lösung kann des weiteren Feuchtigkeit in der Primärluft ohne Kondensation aus der Primärluft abgeschieden werden. Für die Entfeuchtung der Primärluft benötigte Energie kann daher, verglichen mit dem Entfernen von Energie mittels Kondensation, in einem größeren Umfang reduziert werden. Dadurch wird ein verstärkter Energiewirkungsgrad bereitgestellt.
  • Insbesondere gemäß der achten Lösung kann Feuchtigkeit in der verdichteten Primärluft der in einem Dampfzustand gehaltenen Sekundärluft zugeführt werden. Somit kommt es beim Befeuchten der Sekundärluft zu keiner Verdampfung der Feuchtigkeit in der Sekundärluft. Demzufolge kann die Wärmeleistung dadurch verbessert werden, daß Dampfenergie in der Primärluft für die Sekundärluft zurückgewonnen wird, wodurch ein verstärkter Energiewirkungsgrad bereitgestellt wird.
  • Gemäß der neunten Lösung kann des weiteren die Differenz im Dampfpartialdruck zwischen beiden Seiten der Abscheidemembran, unabhängig von den Betriebsbedingungen, durch das Druckreduziermittel (60) sichergestellt werden. Demzufolge können Mittel zum Entfernen von Feuchtigkeit immer Dampf aus der verdichteten Primärluft zum Entfeuchten der Primärluft abscheiden.
  • Gemäß der elften bis zwanzigsten Lösung kann des weiteren Feuchtigkeit in der Primärluft durch das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) kontinuierlich auf die Sekundärluft übertragen werden, so daß eine kontinuierliche Entfeuchtung der Primärluft und eine kontinuierliche Befeuchtung der Sekundärluft ermöglicht werden. Insbesondere gemäß der zwölften bis zwanzigsten Lösung kann das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) unter Verwendung des Feststoffadsorptionsmittels oder des Flüssigabsorptionsmittels gebildet werden. Gemäß der dreizehnten und zwanzigsten Lösung kann des weiteren das Entfeuchtungsmittel (60) für jedes spezielle Feuchtigkeitsmedium zweckentsprechend gebildet werden.
  • Gemäß der einundzwanzigsten Lösung kann des weiteren das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) dem Raum nur einen Teil der an die Sekundärluft freigegebenen Feuchtigkeit zuführen. Die Sekundärluft, die die Feuchtigkeit vom Feuchtigkeitsmedium aufgenommen hat, kann eine absolute Luftfeuchtigkeit haben, die höher als diejenige der Raumluft ist. In einem solchen Fall, wenn die Sekundärluft in diesem Zustand dem Raum zugeführt wird, kann die Raumfeuchtigkeit so angestiegen sein, daß sie von einer im Raum befindlichen Person als unkomfortabel empfunden wird. Im Gegensatz dazu ist es gemäß dieser Lösung möglich, dem Raum lediglich soviel vom Feuchtigkeitsmedium freigegebene Feuchtigkeit zuzuführen, wie es für eine Aufrechterhaltung der Raumfeuchtigkeit erforderlich ist, so daß es möglich ist, komfortable Bedingungen im Raum aufrechtzuerhalten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Klimatisierungssystems gemäß Ausführungsform 1.
  • 2 ist eine psychrometrische Darstellung des Verhaltens des Klimatisierungssystems gemäß Ausführungsform 1.
  • 3 ist eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Klimatisierungssystems gemäß Ausführungsform 2.
  • 4 ist eine psychrometrische Darstellung des Verhaltens des Klimatisierungssystems gemäß Ausführungsform 2.
  • 5 ist eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Klimatisierungssystems gemäß einem modifizierten Beispiel von Ausführungsform 2.
  • 6 ist eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Klimatisierungssystems gemäß Ausführungsform 3.
  • 7 ist eine psychrometrische Darstellung des Verhaltens des Klimatisierungssystems gemäß Ausführungsform 3.
  • 8 ist eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Klimatisierungssystems gemäß einem modifizierten Beispiel von Ausführungsform 3.
  • 9 ist eine schematische Darstellung der Konstruktion eines Wärmesystems zur Verwendung eines herkömmlichen Luftzyklus zwecks Bewirkung eines Wärmepumpenbetriebs.
  • Beste Ausführungsart der Erfindung
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Ausführungsform 1 der Erfindung
  • Wie in 1 dargestellt, beinhaltet ein Klimatisierungssystem (10) dieser Ausführungsform einen ersten Kanal (20), einen zweiten Kanal (40) und einen Dampfabscheider (55) als ein Entfeuchtungsmittel und ist konfiguriert, um Wärme für einen Raum bereitzustellen.
  • Der erste Kanal (20) ist dadurch gebildet, daß ein Verdichter (21), der Dampfabscheider (55), ein Wärmetauscher (30) und eine Ausdehnungseinrichtung (22) aufeinanderfolgend durch Leitungen miteinander verbunden sind, und ist als ein Luftzykluskreislauf ausgebildet, um einen Luftkältezyklusbetrieb zu bewirken. Dieser erste Kanal (20) beinhaltet eine erste Einlaßleitung (23), die mit der Einlaßseite des Verdichters (21) verbunden ist, sowie eine erste Auslaßleitung (24), die mit der Auslaßseite der Ausdehnungseinrichtung (22) verbunden ist. Die erste Einlaßleitung (23) ist an einem Ende davon zu einem Raum hin geöffnet, um eine Raumluft als die Primärluft zu entnehmen. Diese durch die erste Einlaßleitung (23) aufgenommene Raumluft ist eine Abluft, die zwecks Belüftung aus dem Raum ausgetragen wird. Die erste Auslaßleitung (24) ist an einem Ende davon nach draußen hin geöffnet, um die von der Ausdehnungseinheit (22) kommende Niedrigtemperaturprimärluft nach draußen abzuführen.
  • Der zweite Kanal (40) ist dadurch gebildet, daß eine zweite Einlaßleitung (43) und eine zweite Auslaßleitung (44) mit der Einlaßseite bzw. der Auslaßseite des Wärmetauschers (30) verbunden sind. Die zweite Einlaßleitung (43) ist an einem Ende davon nach draußen hin geöffnet, um eine Außenluft als eine Sekundärluft aufzunehmen. Diese durch die zweite Einlaßleitung (43) aufgenommene Außenluft ist eine dem Raum zwecks Belüftung zuzuführende Einlaßluft. Die zweite Auslaßleitung (44) ist an einem Ende davon zum Raum hin geöffnet, um die vom Wärmetauscher (30) kommende Hochtemperatursekundärluft dem Raum zuzuführen.
  • Der Verdichter (21) ist mit einem Motor (35) verbunden. Des weiteren ist der Verdichter (21) auch mit der Ausdehnungseinrichtung (22) verbunden. Somit wird der Verdichter (21) durch eine Antriebskraft des Motors (35) und durch die Ausdehnungskraft der Luft während ihrer Ausdehnung in der Ausdehnungseinrichtung (22) angetrieben.
  • Der Wärmetauscher (30) ist in einen Wärmefreigabeseitendurchgang (31) und einen Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) unterteilt. Der Wärmefreigabeseitendurchgang (31) ist an seinem einen Ende mit dem Dampfabscheider (55) durch eine Leitung verbunden, am anderen Ende mit der Ausdehnungseinrichtung (22) durch eine Leitung verbunden und ermöglicht ein Durchströmen der Primärluft. Der Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) ist an seinem einen Ende mit der zweiten Einlaßleitung (43), am anderen Ende mit der zweiten Auslaßleitung (44) verbunden und ermöglicht ein Durchströmen der Sekundärluft. Des weiteren ist der Wärmetauscher (30) vorgesehen, um für einen Wärmetausch zwischen der Primärluft im Wärmefreigabeseitendurchgang (31) und der Sekundärluft im Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) zu sorgen und dadurch die Sekundärluft zu erwärmen.
  • Der Dampfabscheider (55) beinhaltet eine Abscheidemembran und ist mit einem Hochdruckraum und einem Niederdruckraum, die durch die Abscheidemembran voneinander getrennt sind, ausgestattet. Der Hochdruckraum steht an seiner Eintrittsseite mit dem Verdichter (21) und an seiner Austrittsseite mit dem Wärmefreigabeseitendurchgang (31) des Wärmetauschers (30) in Verbindung, so daß die durch den Verdichter (21) verdichtete Primärluft durchströmen kann. Des weiteren ist dieser Dampfabscheider (55) vorgesehen, um eine Entfeuchtung der Primärluft in einer solchen Weise zu bewirken, daß die Ab scheidemembran von Dampf in der Primärluft, der sich vom Hochdruckraum zum Niederdruckraum bewegt, durchdrungen wird. Dieser Dampfabscheider (55) bewirkt eine Entfeuchtung der Primärluft, so daß die absolute Luftfeuchtigkeit der Primärluft derjenigen der Außenluft entspricht oder niedriger als diese ist, wodurch ein Entfeuchtungsmittel bereitgestellt wird.
  • Die Abscheidemembran ist aus einer Polymerfolie aus Fluorkunststoff oder dergleichen gebildet. Des weiteren ist die Abscheidemembran so konfiguriert, daß sie durch Diffusion von Wassermolekülen in die Membran von Dampf durchdrungen wird. Diese Abscheidemembran kann zwecks Gasabscheidung aus einer porösen Folie aus Xerogel oder dergleichen gebildet sein. In diesem Fall durchdringt Dampf in der Luft die Abscheidemembran durch Kapillarkondensation und Diffusion von Wassermolekülen.
  • Der Niederdruckraum des Dampfabscheiders (55) steht mit einer Vakuumpumpe (36) in Verbindung. Diese Vakuumpumpe (36) reduziert den Druck des Niederdruckraums und stellt ein Druckreduziermittel bereit, um eine Differenz im Dampfpartialdruck zwischen dem Hochdruckraum und dem Niederdruckraum sicherzustellen.
  • Die Auslaßseite der Vakuumpumpe (36) ist mit einem Ende eines Ablaßrohrs (51) verbunden. Das andere Ende des Ablaßrohrs (51) hat Abzweigungen in Form eines ersten Abzweigrohrs (52) und eines zweiten Abzweigrohrs (53). Das erste Abzweigrohr (52) ist mit der zweiten Auslaßleitung (44) verbunden, um einen Teil der von der Vakuumpumpe (36) ausgetragenen Feuchtigkeit der Sekundärluft zuzuführen. Das zweite Abzweigrohr (53) erstreckt sich nach draußen und ist nach draußen hin offen, um den restlichen Teil der Feuchtigkeit von der Vakuumpumpe (36) nach draußen auszutragen.
  • Verhalten im Betrieb
  • Nunmehr wird das Verhalten des Klimatisierungssystems (10) im Betrieb unter Bezugnahme auf die psychrometrische Darstellung von 2 beschrieben.
  • Im ersten Kanal (20) wird eine Außenluft in einem Zustand von Punkt A als eine Primärluft durch die erste Einlaßleitung (23) aufgenommen. Diese Primärluft wird durch den Verdichter (21) eingesaugt und verdichtet, um ihre Temperatur und ihren Druck unter Beibehaltung einer konstanten absoluten Luftfeuchtigkeit zu erhöhen, so daß sie einen Zustand von Punkt B erreicht. Die Primärluft im Zustand von Punkt B tritt in den Dampfabscheider (55) ein, um den Hochdruckraum zu durchströmen. Währenddessen wird Dampf in der Primärluft durch das Durchdringen der Abscheidemembran zum Niederdruckraum hin übertragen. Die Primärluft reduziert dadurch ihre absolute Luftfeuchtigkeit, während sie die Temperatur auf einem konstanten Niveau hält, um einen Zustand von Punkt C zu erreichen. In diesem Zustand liegt die absolute Luftfeuchtigkeit der Primärluft unter derjenigen der Außenluft.
  • Die Primärluft im Zustand von Punkt C tritt in den Wärmetauscher (30) ein, um in den Wärmefreigabeseitendurchgang (31) einzuströmen und einen Wärmetausch mit der Sekundärluft im Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) zu bewirken. Die Primärluft wird durch diesen Wärmetausch abgekühlt, um ihre Temperatur zu reduzieren, während sie die konstante absolute Luftfeuchtigkeit aufrechterhält, so daß sie einen Zustand von Punkt D erreicht. Die Primärluft im Zustand von Punkt D wird durch die Ausdehnungseinrichtung (22) ausgedehnt, um ihre Temperatur und ihren Druck zu reduzieren, während sie die konstante absolute Luftfeuchtigkeit aufrechterhält, so daß sie einen Zustand von Punkt E erreicht. Anschließend wird die Primärluft im Zustand von Punkt E durch die erste Auslaßleitung (24) nach draußen ausgetragen.
  • Der durch den Dampfabscheider (55) aus der Primärluft abgeschiedene Dampf strömt durch die Vakuumpumpe (36) in das Ablaßrohr (51) hinein. Währenddessen wird der Dampf zum Teil kondensiert und in das erste Abzweigrohr (52) und das zweite Abzweigrohr (53) verteilt. Feuchtigkeit in einem Dampfzustand strömt hauptsächlich in das erste Abzweigrohr (52) hinein und wird dann der Sekundärluft in der zweiten Auslaßleitung (44) zugeführt. Kondensierte Feuchtigkeit strömt hauptsächlich in das zweite Abzweigrohr (53) hinein und wird dann als Ablaß nach draußen ausgetragen.
  • Im zweiten Kanal (40) wird eine Außenluft in einem Zustand von Punkt F als die Sekundärluft durch die zweite Einlaßleitung (43) aufgenommen. Diese Sekundärluft tritt in den Wärmetauscher (30) ein, um in den Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) einzuströmen und einen Wärmetausch mit der Primärluft im Wärmefreigabeseitendurchgang (31) zu bewirken. Die Sekundärluft wird durch diesen Wärmetausch erwärmt, um ihre Temperatur zu erhöhen, während sie ihre konstante absolute Temperatur aufrechterhält, so daß sie einen Zustand von Punkt G erreicht.
  • Die Sekundärluft im Zustand von Punkt H tritt aus dem Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) aus und strömt durch die zweite Auslaßleitung (44). Währenddessen wird die Feuchtigkeit in einem Dampfzustand der Sekundärluft in der zweiten Auslaßleitung (44) durch das erste Abzweigrohr (52) zugeführt. Daher erhöht die Sekundärluft im Zustand von Punkt G ihre absolute Luftfeuchtigkeit, während sie ihre konstante Temperatur aufrechterhält, so daß sie einen Zustand von Punkt H erreicht. Die Sekundärluft im Zustand von Punkt H wird dann durch die zweite Auslaßleitung (44) dem Raum zugeführt.
  • Auswirkungen von Ausführungsform 1
  • In Ausführungsform 1 kann, da eine Außenluft als die Primärluft durch die erste Einlaßleitung (23) aufgenommen und diese Primärluft durch den Dampfabscheider (55) entfeuchtet wird, die absolute Luftfeuchtigkeit der Primärluft am Einlaß der Ausdehnungseinrichtung (22) niedriger als diejenige der Außenluft eingestellt werden. Daher kann die Temperatur der Primärluft am Auslaß der Ausdehnungseinrichtung (22) niedriger als die Außenlufttemperatur eingestellt werden, und es kann verhindert werden, daß Wassertröpfchen oder Eis in der Primärluft erzeugt werden. Insbesondere in dieser Ausführungsform wird nur eine Niedrigtemperaturaußenluft als die Sekundärluft durch die zweite Einlaßleitung (43) aufgenommen. Im Wärmetauscher (30) kann daher die Primärluft durch Wärmetausch mit der Niedrigtemperatursekundärluft auf eine noch niedrigere Temperatur abgekühlt werden.
  • Gemäß dieser Ausführungsform kann somit die Temperatur der Primärluft am Einlaß der Ausdehnungseinrichtung (22) noch niedriger eingestellt werden. Dadurch wird eine reduzierte Eingabe zum Verdichter (21) bereitgestellt, während die Menge der an die Sekundärluft abgegebenen Wärme im Wärmetauscher (30) aufrechterhalten wird. Als eine Folge davon kann der COP verstärkt werden. Und gleichzeitig kann verhindert werden, daß Wassertröpfchen oder dergleichen in der aus der Ausdehnungseinrichtung (22) austretenden Primärluft erzeugt werden, so daß die Notwendigkeit, Ablaß- und Schneeentfernungsverfahren bereitzustellen, entfällt. Somit kann die Konstruktion des Systems vereinfacht werden.
  • Da des weiteren eine aus dem Raum kommende Abluft als die Primärluft verwendet wird, während eine von draußen kommende Einlaßluft als die Sekundärluft verwendet wird, kann der Raum während der Klimatisierung belüftet werden. Da des weiteren die die Abluft umfassende Primärluft durch den Verdichter (21) verdichtet wird und die verdichtete Primärluft dann einem Wärmetausch mit der die Einlaßluft umfassenden Sekundärluft im Wärmetauscher (30) unterzogen wird, kann Wärme, die in der nach draußen ausgetragenen Abluft enthalten ist, zwecks Belüftung zurückgewonnen werden. Als eine Folge davon kann belüftungsbedingter Energieverlust reduziert werden.
  • Aus der Primärluft im Dampfabscheider (55) entfernte Feuchtigkeit kann des weiteren verwendet werden, um die Sekundärluft zu befeuchten. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, zusätzliche Feuchtigkeit zur Befeuchtung der Sekundärluft zuzuführen, so daß sich eine vereinfachte Konstruktion ergibt.
  • Da des weiteren die Abscheidemembran im Dampfabscheider (55) verwendet wird, um Dampf aus der Primärluft abzuscheiden, kann Feuchtigkeit in der Primärluft aus der Primärluft ohne Kondensation abgeschieden werden. Daher kann für die Entfeuchtung der Primärluft benötigte Energie, verglichen mit dem Fall des Entfernens von Feuchtigkeit mittels Kondensation, in einem größeren Umfang reduziert werden. Dadurch wird ein verstärkter Energiewirkungsgrad bereitgestellt.
  • Da des weiteren der Niederdruckraum des Dampfabscheiders (55) durch die Vakuumpumpe (36) im Druck reduziert wird, kann die Differenz im Dampfpartialdruck zwischen beiden Seiten der Abscheidemembran des Dampfabscheiders (55) unabhängig von den Betriebsbedingungen sichergestellt werden. Als eine Folge davon wird sichergestellt, daß im Dampfabscheider (55) immer eine Entfeuchtung der Primärluft bewirkt wird.
  • Modifiziertes Beispiel von Ausführungsform 1
  • In der vorstehenden Ausführungsform wird der Niederdruckraum des Dampfabscheiders (55) durch die Vakuumpumpe (36) im Druck reduziert, so daß Dampf aus der Primärluft im Dampfabscheider (55) abgeschieden wird.
  • Alternativ kann der Dampfabscheider (55) durch Wegfall der Vakuumpumpe (36) in seiner Konstruktion geändert werden. Beispielsweise kann der Dampfabscheider (55) so konfiguriert sein, daß sich Dampf in der Primärluft dadurch zur Sekundärluft bewegt, daß die Abscheidemembran davon durchdrungen wird.
  • Der Dampfabscheider dieses modifizierten Beispiels weist insbesondere einen ersten und einen zweiten Raum auf, die voneinander durch die Abscheidemembran getrennt sind. Der erste Raum steht mit einem Abschnitt des ersten Kanals (20) zwischen dem Verdichter (21) und dem Wärmetauscher (30) in Verbindung. Die vom Verdichter (21) kommende Primärluft durchströmt den ersten Raum. Der zweite Raum steht mit einem auf halbem Weg befindlichen Abschnitt der zweiten Einlaßleitung (43) des zweiten Kanals (40) in Verbindung. Die vom Wärmetauscher (30) kommende Sekundärluft durchströmt den zweiten Raum. Dampf in der Primärluft durchdringt die Abscheidemembran aufgrund einer Differenz im Dampfpartialdruck zwischen dem ersten und dem zweiten Raum, um sich zur Sekundärluft zu bewegen, und der abgeschiedene Dampf wird dann zusammen mit der Sekundärluft dem Raum zugeführt, um zur Befeuchtung des Raums verwendet zu werden.
  • Gemäß diesem modifizierten Beispiel kann Feuchtigkeit in der verdichteten Primärluft der in einem Dampfzustand gehaltenen Sekundärluft zugeführt werden. Somit kommt es beim Befeuchten der Sekundärluft zu keiner Verdampfung von Feuchtigkeit in der Sekundärluft. Demzufolge kann die Wärmeleistung dadurch verbessert werden, daß Dampfenergie in der Primärluft für die Sekundärluft zurückgewonnen wird, wodurch ein verstärkter Energiewirkungsgrad erreicht wird.
  • Ausführungsform 2 der Erfindung
  • In Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung ist ein Entfeuchtungsmechanismus (60) anstelle des Dampfab scheiders (55) in Ausführungsform 1 als ein Entfeuchtungsmittel vorgesehen. Die anderen Konstruktionen sind die gleichen wie in Ausführungsform 1, und daher bezieht sich die nachstehende Beschreibung auf die von Ausführungsform 1 abweichenden Konstruktionen.
  • Wie aus 3 ersichtlich, ist der Entfeuchtungsmechanismus (60) auf halbem Weg in der ersten Einlaßleitung (23) und der zweiten Auslaßleitung (44) vorgesehen. Dieser Entfeuchtungsmechanismus (60) beinhaltet ein Rotorelement (61), einen Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und einen Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) und ist wie ein sogenannter Rotationsentfeuchter ausgeführt.
  • Das Rotorelement (61) hat die Form einer Scheibe und ist ausgebildet, um eine Luftdurchströmung in der Richtung seiner Dicke zuzulassen. Dieses Rotorelement (61) beinhaltet ein feuchtigkeitsadsorbierbares Feststoffadsorptionsmittel und stellt ein Feuchtigkeitsmedium dar, um einen Kontakt der durchströmenden Luft mit dem Feststoffadsorptionsmittel zu bewirken. Zusätzlich ist das Rotorelement (61) mit einem Antriebsmotor als (nicht dargestellter) Antriebsmechanismus verbunden und wird in drehbarer Weise durch den Antriebsmotor angetrieben, um sich zwischen dem Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und dem Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) zu bewegen. Das Feststoffadsorptionsmittel im Rotorelement (61) besteht im wesentlichen aus porösem anorganischem Compound. Als dieses poröse anorganische Compound kann das Compound gewählt werden, das einen Porendurchmesser in der Größenordnung von 0,1 nm bis 20 nm hat und Feuchtigkeit adsorbiert.
  • Der Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) befindet sich auf halbem Weg in der ersten Einlaßleitung (23). Im Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) strömt die Primärluft in der ersten Einlaßleitung (23) durch das Rotorelement (61), so daß Feuchtigkeit in der Primärluft am Feststoffadsorptionsmittel des Rotorelements (61) adsorbiert wird. Die Primärluft wird dadurch entfeuchtet.
  • Der Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) befindet sich auf halbem Weg in der zweiten Auslaßleitung (44). Im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) strömt die Sekundärluft in der zweiten Auslaßleitung (44) durch das Rotorelement (61), so daß am Feststoffadsorptionsmittel des Rotorelements (61) adsorbierte Feuchtigkeit desorbiert und in die Sekundärluft freigegeben wird. Dadurch wird das Feststoffadsorptionsmittel regeneriert, und die Sekundärluft wird befeuchtet.
  • Das Rotorelement (61) wird, wie vorstehend beschrieben, durch den Antriebsmotor angetrieben, um sich zwischen dem Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und dem Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) zu bewegen. Insbesondere ein Abschnitt des Rotorelements (61), der Feuchtigkeit von der Primärluft im Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) aufgenommen hat, bewegt sich mit der Drehung des Rotorelements (61) zum Feuchtigkeitsfreigabebereich (63). Im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) wird die Feuchtigkeit vom Feststoffadsorptionsmittel des Rotorelements (61) desorbiert, so daß das Feststoffadsorptionsmittel regeneriert wird. Dies bedeutet, daß das Rotorelement (61) die Feuchtigkeit an die Sekundärluft freigibt. Anschließend bewegt sich der regenerierte Abschnitt des Rotorelements (61) erneut zum Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62). Der Entfeuchtungsmechanismus (60) entfeuchtet die Primärluft kontinuierlich und befeuchtet die Sekundärluft durch Wiederholung der vorstehenden Vorgänge.
  • Verhalten im Betrieb
  • Nunmehr wird das Verhalten des Klimatisierungssystems (10) im Betrieb unter Bezugnahme auf die psychrometrische Darstellung von 4 beschrieben.
  • Im ersten Kanal (20) wird eine Raumluft in einem Zustand von Punkt I als eine Primärluft durch die erste Einlaßleitung (23) aufgenommen. Diese Primärluft wird durch Kontakt mit dem Rotorelement (61) im Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) des Entfeuchtungsmechanismus (60) entfeuchtet, um ihre absolute Luftfeuchtigkeit zu reduzieren und ihre Temperatur durch eine isenthalpe Änderung zu erhöhen, so daß sie sich vom Zustand von Punkt I in einen Zustand von Punkt J entlang einer isenthalpen Linie ändert. In diesem Zustand ist die absolute Luftfeuchtigkeit der Primärluft niedriger als diejenige der Außenluft.
  • Die Primärluft im Zustand von Punkt J wird durch den Verdichter (21) verdichtet, um ihre Temperatur und ihren Druck zu erhöhen, während eine konstante absolute Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten wird, so daß sie einen Zustand von Punkt K erreicht. Die Primärluft im Zustand von Punkt K tritt in den Wärmetauscher (30) ein, um in den Wärmefreigabeseitendurchgang (31) einzuströmen, und es erfolgt ein Wärmetausch mit einer Sekundärluft im Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32). Die Primärluft wird durch diesen Wärmetausch gekühlt, um ihre Temperatur zu reduzieren, während die konstante absolute Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten wird, so daß sie einen Zustand von Punkt L erreicht. Die Primärluft im Zustand von Punkt L wird durch die Ausdehnungseinrichtung (22) ausgedehnt, um ihre Temperatur und ihren Druck zu reduzieren, während die konstante absolute Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten wird, so daß sie einen Zustand von Punkt M erreicht. Dann wird die Primärluft im Zustand von Punkt M durch die erste Auslaßleitung (24) nach draußen ausgetragen.
  • Im zweiten Kanal (40) wird eine Außenluft in einem Zustand von Punkt N als die Sekundärluft durch die zweite Einlaßleitung (43) aufgenommen. Die Sekundärluft im Zustand von Punkt N tritt in den Wärmetauscher (30) ein, um in den Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) einzu strömen. Währenddessen erfolgt ein Wärmetausch dieser Sekundärluft mit der Primärluft im Wärmefreigabeseitendurchgang (31), um ihre Temperatur zu erhöhen, während die konstante absolute Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten wird, so daß sie einen Zustand von Punkt O erreicht.
  • Die Sekundärluft im Zustand von Punkt O tritt in den Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) des Entfeuchtungsmechanismus (60) durch die zweite Auslaßleitung (44) ein. Im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) erfolgt ein Kontakt der Sekundärluft mit dem Rotorelement (61), so daß das Rotorelement (61) Feuchtigkeit an die Sekundärluft freigibt. Die Sekundärluft erhöht somit ihre absolute Luftfeuchtigkeit und reduziert ihre Temperatur durch eine isenthalpe Änderung, so daß sie sich vom Zustand von Punkt O in einen Zustand von Punkt P entlang einer isenthalpen Linie ändert. Die Sekundärluft im Zustand von Punkt P wird dem Raum durch die zweite Auslaßleitung (44) zugeführt.
  • Im Entfeuchtungsmechanismus (60) wird das Rotorelement (61) in drehbarer Weise angetrieben. Dadurch bewegt sich dieses Rotorelement (61) zwischen dem Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und dem Feuchtigkeitsfreigabebereich (63), um die Feuchtigkeitsabsorption im Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und die Feuchtigkeitsfreigabe im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) zu wiederholen. Dies sorgt für eine kontinuierliche Entfeuchtung der Primärluft und für eine kontinuierliche Befeuchtung der Sekundärluft.
  • Auswirkungen von Ausführungsform 2
  • Da die durch den Entfeuchtungsmechanismus (60) entfeuchtete Primärluft dem Verdichter (21) zugeführt wird, können gemäß Ausführungsform 2 die gleichen Auswirkungen, wie sie sich aus der Entfeuchtung der Primärluft vor ihrem Eintreffen an der Ausdehnungseinrich tung (22) ergeben, wie in Ausführungsform 1 erzielt werden.
  • Modifiziertes Beispiel von Ausführungsform 2
  • In der vorstehenden Ausführungsform ist der Entfeuchtungsmechanismus (60) unter Verwendung des Feststoffadsorptionsmittels gebildet. Der Entfeuchtungsmechanismus (60) kann statt dessen unter Verwendung eines Flüssigabsorptionsmittels gebildet werden.
  • Wie aus 5 ersichtlich, besteht der ein Flüssigabsorptionsmittel verwendende Entfeuchtungsmechanismus (60) aus einem Umwälzkreislauf (64), der dadurch gebildet ist, daß ein Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65), ein Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) und eine Pumpe (67) durch eine Flüssigkeitsrohrleitung (68) aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind. Der Umwälzkreislauf (64) ist mit einer Wasserlösung von Metallhalogenid als Flüssigabsorptionsmittel gefüllt. Zu Beispielen von Metallhalogeniden dieser Art zählen LiCl, LiBr und CaCl2. Das Flüssigabsorptionsmittel kann eine Wasserlösung von hydrophilem organischem Compound sein. Zu Beispielen von organischen Compounds dieser Art zählen Ethylenglycol, Glyzerin und hydrophiler Kunststoff.
  • Der Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65) befindet sich auf halbem Weg in der ersten Einlaßleitung (23). Der Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65) ist mit einer hydrophoben porösen Membran, die von Feuchtigkeit durchdrungen werden kann, ausgestattet und durch die hydrophobe poröse Membran in einen luftseitigen und einen flüssigkeitsseitigen Raum unterteilt. Der luftseitige Raum steht mit der ersten Einlaßleitung (23) in Verbindung, so daß er von der Primärluft durchströmt wird. Der flüssigkeitsseitige Raum steht mit der Flüssigkeitsrohrleitung (681 in Verbindung, so daß er vom Flüssigabsorptionsmittel durchströmt wird. Im Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65) erfolgt zwischen der Primärluft im luftseitigen Raum und dem Flüssigabsorpti onsmittel im flüssigkeitsseitigen Raum ein indirekter Kontakt durch die hydrophobe poröse Membran, so daß in der Primärluft enthaltene Feuchtigkeit im Flüssigabsorptionsmittel, nachdem sie die hydrophobe poröse Membran durchdrungen hat, absorbiert wird. Auf diese Weise bewirkt der Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65) eine Entfeuchtung der Primärluft.
  • Der Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) befindet sich im Wärmetauscher (30). Der Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) ist mit einer hydrophoben porösen Membran vorgesehen, die von Feuchtigkeit durchdrungen werden kann, wobei ein flüssigkeitsseitiger Raum auf einer Seite der hydrophoben porösen Membran ausgebildet ist und die dem flüssigkeitsseitigen Raum gegenüberliegende Seite der hydrophoben porösen Membran den Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) des Wärmetauschers (30) bildet. Der flüssigkeitsseitige Raum steht in Verbindung mit der Flüssigkeitsrohrleitung (68), so daß er vom Flüssigabsorptionsmittel durchströmt werden kann. Im Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) wird das Flüssigabsorptionsmittel im flüssigkeitsseitigen Raum durch Wärmetausch mit der Sekundärluft im Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) erwärmt, und gleichzeitig erfolgt zwischen dem Flüssigabsorptionsmittel im flüssigkeitsseitigen Raum und der Sekundärluft im Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) ein indirekter Kontakt durch die hydrophobe poröse Membran, so daß im Flüssigabsorptionsmittel enthaltene Feuchtigkeit der Sekundärluft dadurch zugeführt wird, daß die hydrophobe poröse Membran durchdrungen wird. Auf diese Weise gibt das Flüssigabsorptionsmittel im Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) Feuchtigkeit an die Sekundärluft ab.
  • Im Umwälzkreislauf (64) wird das Flüssigabsorptionsmittel mittels der Pumpe (67) umgewälzt, so daß eine kontinuierliche Entfeuchtung der Primärluft erfolgt. Insbesondere absorbiert das Flüssigabsorptionsmittel Feuchtigkeit der Primärluft im Feuchtigkeitsabsorpti onsbereich (65) und strömt durch die Flüssigkeitsrohrleitung (68) in den Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) hinein. Im Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) wird das Flüssigabsorptionsmittel erwärmt und gibt Feuchtigkeit an die Sekundärluft frei. Das Flüssigabsorptionsmittel wird dadurch regeneriert. Das regenerierte Flüssigabsorptionsmittel strömt durch die Flüssigkeitsrohrleitung (68) in den Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65) hinein. Das Flüssigabsorptionsmittel wiederholt diese Umwälzung.
  • Ausführungsform 3 der Erfindung
  • Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung ist ähnlich wie Ausführungsform 2 konstruiert, wobei ein Luftfeuchtigkeitseinsteller (91) vorgesehen und die Konstruktion des Entfeuchtungsmechanismus (60) geändert ist. Die nachstehende Beschreibung bezieht sich auf die von Ausführungsform 2 abweichenden Konstruktionen.
  • Wie aus 6 ersichtlich, ist der Luftfeuchtigkeitseinsteller (91) in einen Niedrigtemperaturseitendurchgang (92) und einen Hochtemperaturseitendurchgang (93) unterteilt. Der Niedrigtemperaturseitendurchgang (92) ist auf halbem Weg mit einem Abschnitt der zweiten Einlaßleitung (43) verbunden. Eine als eine Sekundärluft durch die zweite Einlaßleitung (43) aufgenommene Niedrigtemperaturaußenluft strömt durch den Niedrigtemperaturseitendurchgang (92). Der Hochtemperaturseitendurchgang (93) ist mit einem Abschnitt der zweiten Auslaßleitung (44) des zweiten Kanals (40) stromabwärts hinter dem Entfeuchtungsmechanismus (60) verbunden. Ein Teil der im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) des Entfeuchtungsmechanismus (60) befeuchteten Sekundärluft wird dem Hochtemperaturseitendurchgang (93) zugeführt.
  • Im Luftfeuchtigkeitseinsteller (91) erfolgt ein Wärmetausch zwischen der Niedrigtemperatursekundärluft im Niedrigtemperaturseitendurchgang (92) und der eine hohe Temperatur und eine hohe Luftfeuchtigkeit aufweisenden Sekundärluft im Hochtemperaturseitendurchgang (93), so daß die Sekundärluft im Hochtemperaturseitendurchgang (93) gekühlt und Dampf in der Sekundärluft teilweise kondensiert wird. Des weiteren ist der Luftfeuchtigkeitseinsteller (91) vorgesehen, um die Luftfeuchtigkeit der Sekundärluft im Hochtemperaturseitendurchgang (93) zu steuern, so daß die absolute Luftfeuchtigkeit der Sekundärluft darin derjenigen der Raumluft entspricht.
  • Der Entfeuchtungsmechanismus (60) dieser Ausführungsform ist wie ein sogenannter Rotationsentfeuchter konstruiert. Dieser Punkt ist der gleiche wie in Ausführungsform 2. Der Entfeuchtungsmechanismus (60) dieser Ausführungsform beinhaltet jedoch ein erstes Rotorelement (61a) und ein zweites Rotorelement (61b).
  • Obwohl das erste und das zweite Rotorelement (61a, 61b) wie das Rotorelement (61) von Ausführungsform 2 ausgebildet sind, ist das erste Rotorelement (61a) in Form einer Scheibe ausgeführt, die geringfügig dünner als diejenige des zweiten Rotorelements (61b) ist. Das erste und das zweite Rotorelement (61a, 61b) sind so vorgesehen, daß sich das erste Rotorelement (61a) stromaufwärts vor dem zweiten Element in der ersten Einlaßleitung (23) befindet, während sich das zweite Rotorelement (61b) stromabwärts hinter dem ersten Element darin befindet, und daß sich das zweite Rotorelement (61b) stromaufwärts vor dem ersten Element in der zweiten Auslaßleitung (44) befindet, während sich das erste Rotorelement (61a) stromabwärts hinter dem zweiten Element darin befindet.
  • Das erste und das zweite Rotorelement (61a, 61b) sind mit einem Antriebsmotor als Antriebsmechanismus verbunden und werden durch den Antriebsmotor in drehbarer Weise angetrieben, um sich zwischen dem Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und dem Feuchtigkeits freigabebereich (63) zu bewegen. Dieser Punkt ist der gleiche wie in Ausführungsform 2.
  • Da der Entfeuchtungsmechanismus (60) mit zwei Rotorelementen (61a, 61b) ausgestattet ist, sind der Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und der Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) in der folgenden Weise vorgesehen. In dieser Ausführungsform ist insbesondere der Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) so vorgesehen, daß die von der ersten Einlaßleitung (23) kommende Primärluft das erste und das zweite Rotorelement (61a, 61b) durchströmt. Andererseits ist der Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) so vorgesehen, daß die von der zweiten Auslaßleitung (44) kommende Sekundärluft das erste und das zweite Rotorelement (61a, 61b) durchströmt.
  • Im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) ist ein Ende einer Abzweigleitung (45) zwischen dem ersten Rotorelement (61a) und dem zweiten Rotorelement (61b) angeschlossen. Das andere Ende der Abzweigleitung (45) ist mit einem Abschnitt der zweiten Auslaßleitung (44) stromabwärts hinter dem Luftfeuchtigkeitseinsteller (91) verbunden. Die Abzweigleitung (45) ist so vorgesehen, daß ein Teil der im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) durch das zweite Rotorelement (61b) geströmten Sekundärluft durch die Abzweigleitung (45) strömt, so daß sie im Bypass um das erste Rotorelement (61a) geführt wird. Die Abzweigleitung (45) und der Luftfeuchtigkeitseinsteller (91) stellen ein Luftfeuchtigkeitseinstellmittel (90) dar.
  • Verhalten im Betrieb
  • Nunmehr wird das Verhalten des Klimatisierungssystems (10) im Betrieb unter Bezugnahme auf die psychrometrische Darstellung von 7 beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, daß das Verhalten des ersten Kanals (20) das gleiche wie in Ausführungsform 2 ist, und deshalb wird auf eine Beschreibung davon verzichtet.
  • Im zweiten Kanal (40) wird eine Außenluft in einem Zustand von Punkt N als die Sekundärluft durch die zweite Einlaßleitung (43) aufgenommen. Diese Sekundärluft strömt durch den Niedrigtemperaturseitendurchgang (92) des Luftfeuchtigkeitseinstellers (91), und es erfolgt ein Wärmetausch mit der Luft im Hochtemperaturseitendurchgang (93), so daß sie einen Zustand von Punkt O erreicht. Die Sekundärluft im Zustand von Punkt O tritt in den Wärmetauscher (30) ein, um in den Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) einzuströmen, und es erfolgt ein Wärmetausch mit der Primärluft im Wärmefreigabeseitendurchgang (31), so daß sie einen Zustand von Punkt P erreicht. Das bisher beschriebene Verhalten des zweiten Kanals (40) ist das gleiche wie in Ausführungsform 2.
  • Die Sekundärluft im Zustand von Punkt P tritt in den Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) des Entfeuchtungsmechanismus (60) durch die zweite Auslaßleitung (44) ein. Im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) erfolgt ein Kontakt der Sekundärluft mit dem zweiten Rotorelement (61b), so daß das zweite Rotorelement (61b) Feuchtigkeit an die Sekundärluft freigibt. Die Sekundärluft erhöht ihre absolute Luftfeuchtigkeit und reduziert ihre Temperatur durch eine isenthalpe Änderung, so daß sie sich vom Zustand von Punkt P in einen Zustand von Punkt S entlang einer isenthalpen Linie ändert. Im Zustand von Punkt S entspricht die absolute Luftfeuchtigkeit der Sekundärluft derjenigen der Raumluft im Zustand von Punkt I.
  • Die Sekundärluft im Zustand von Punkt S wird so verteilt, daß ein Teil davon in die Abzweigleitung (45) und der restliche Teil in das erste Rotorelement (61a) einströmt. Währenddessen wird der größere Teil der Sekundärluft zur Abzweigleitung (45) verteilt, so daß die Strömungsrate der hin zur Abzweigleitung (45) strömenden Sekundärluft höher als diejenige der hin zum ersten Rotorelement (61a) strömenden Sekundärluft ist.
  • Der Teil der hin zum ersten Rotorelement (61a) geströmten Sekundärluft kommt in Kontakt mit dem ersten Rotorelement (61a), so daß das erste Rotorelement (61a) Feuchtigkeit an die Sekundärluft freigibt. Dieser Teil der Sekundärluft erhöht seine absolute Luftfeuchtigkeit und reduziert seine Temperatur durch eine isenthalpe Änderung, so daß sie sich vom Zustand von Punkt S in einen Zustand von Punkt T entlang einer isenthalpen Linie ändert. Die Sekundärluft im Zustand von Punkt T tritt in den Hochtemperaturseitendurchgang (93) des Luftfeuchtigkeitseinstellers (91) durch die zweite Auslaßleitung (44) ein.
  • Im Luftfeuchtigkeitseinsteller (91) wird die in den Hochtemperaturseitendurchgang (93) eingetretene Sekundärluft im Zustand von Punkt T durch Wärmetausch mit der in den Niedrigtemperaturseitendurchgang (92) eingetretenen Sekundärluft im Zustand von Punkt N abgekühlt. Im Hochtemperaturseitendurchgang (93) wird Dampf in der Sekundärluft kondensiert, so daß die Sekundärluft ihre Temperatur und Luftfeuchtigkeit reduziert. Als eine Folge davon erreicht die Sekundärluft einen Zustand von Punkt U. Im Zustand von Punkt U entspricht die absolute Luftfeuchtigkeit der Sekundärluft derjenigen der Raumluft im Zustand von Punkt I, und die Temperatur der Sekundärluft ist niedriger als diejenige der Raumluft im Zustand von Punkt I.
  • Die Sekundärluft im Zustand von Punkt U strömt durch die zweite Auslaßleitung (44) und strömt dann mit der von der Abzweigleitung (45) kommenden Sekundärluft zusammen. Daher wird die vom Luftfeuchtigkeitssteuerungsbereich kommende Sekundärluft im Zustand von Punkt U mit der von der Abzweigleitung (45) kommenden Sekundärluft im Zustand von Punkt S vermischt, so daß sie einen Zustand von Punkt V erreicht. Anschließend wird die Sekundärluft im Zustand von Punkt V, deren absolute Luftfeuchtigkeit derjenigen der Raumluft ent spricht, dem Raum durch die zweite Auslaßleitung (44) zugeführt.
  • Im Entfeuchtungsmechanismus (60) werden das erste und das zweite Rotorelement (61a, 61b) in drehbarer Weise angetrieben. Dadurch bewegen sich die beiden Rotorelemente (61a, 61b) zwischen dem Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und dem Feuchtigkeitsfreigabebereich (63), um die Feuchtigkeitsabsorption im Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und die Feuchtigkeitsfreigabe im Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) zu wiederholen. Dadurch wird eine kontinuierliche Entfeuchtung der Primärluft und eine kontinuierliche Befeuchtung der Sekundärluft bereitgestellt.
  • Auswirkungen von Ausführungsform 3
  • Gemäß Ausführungsform 3 können, da die durch den Entfeuchtungsmechanismus (60) entfeuchtete Primärluft dem Verdichter (21) zugeführt wird, die gleichen Auswirkungen, wie sie sich aus der Entfeuchtung der Primärluft vor ihrem Eintreffen an der Ausdehnungseinrichtung (22) ergeben, wie in Ausführungsform 1 erzielt werden.
  • Des weiteren kann nur ein Teil der durch die beiden Rotorelemente (61a, 61b) des Entfeuchtungsmechanismus (60) an die Sekundärluft freigegebenen Feuchtigkeit zusammen mit der Sekundärluft dem Raum zugeführt werden. Wenn die von den beiden Rotorelementen (61a, 61b) freigegebene Gesamtfeuchtigkeit dem Raum zugeführt wird, könnte die Raumluftfeuchtigkeit so ansteigen, daß sie von einer im Raum befindlichen Person als unkomfortabel empfunden werden würde. Gemäß dieser Ausführungsform wird dagegen ein Teil der Sekundärluft, die durch Kontakt mit dem zweiten Rotorelement (61b) eine absolute Luftfeuchtigkeit erreicht hat, die derjenigen der Raumluft entspricht, an die Abzweigleitung (45) verteilt, während der Rest in Kontakt mit dem ersten Rotorelement (61a) gebracht und dann im Luftfeuchtigkeitseinsteller (91) entfeuchtet wird, um eine absolute Luftfeuchtig keit zu erreichen, die derjenigen der Raumluft entspricht. Als eine Folge davon kann die Sekundärluft, die die absolute Luftfeuchtigkeit, die derjenigen der Raumluft entspricht, erreicht hat, dem Raum zugeführt werden. Somit kann nur soviel freigegebene Feuchtigkeit, wie es zur Aufrechterhaltung der Raumluftfeuchtigkeit erforderlich ist, dem Raum zugeführt werden, so daß es möglich ist, im Raum komfortable Verhältnisse aufrechtzuerhalten.
  • Modifiziertes Beispiel von Ausführungsform 3
  • In der obigen Ausführungsform ist der Entfeuchtungsmechanismus (60) unter Verwendung des Feststoffadsorptionsmittels gebildet. Der Entfeuchtungsmechanismus (60) kann statt dessen unter Verwendung eines Flüssigabsorptionsmittels gebildet werden. Wie in 8 dargestellt, ist in diesem modifizierten Beispiel der Entfeuchtungsmechanismus (60) unter Verwendung eines Flüssigabsorptionsmittels wie das modifizierte Beispiel von Ausführungsform 2 vorgesehen. Des weiteren ist ein Ende der Abzweigleitung (45) auf halbem Weg mit einem Abschnitt des Wärmeabsorptionsseitendurchgangs (32) im Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) verbunden. Die Abzweigleitung (45) ist so vorgesehen, daß ein Teil der Sekundärluft im Wärmeabsorptionsseitendurchgang (32) abgezweigt wird und mit dem restlichen Teil davon stromabwärts hinter dem Luftfeuchtigkeitseinsteller (91) in der zweiten Auslaßleitung (44) zusammenströmt. Die anderen Konstruktionen sind die gleichen wie in Ausführungsform 2.
  • Andere Ausführungsformen der Erfindung
  • Erste Modifizierung
  • In jeder der obigen Ausführungsformen wird ein Wärmebetrieb dadurch bewirkt, daß eine Raumluft als die Primärluft vom ersten Kanal (20) aufgenommen wird, während eine Außenluft als die Sekundärluft vom zweiten Kanal (40) aufgenommen wird. In der vorliegenden Erfindung kann jedoch ein Wärmebetrieb wie folgt bewirkt werden.
  • Eine Raumluft kann als die Primärluft durch die erste Einlaßleitung (23) des ersten Kanals (20) aufgenommen und durch die erste Auslaßleitung (24) nach draußen ausgetragen werden, während eine Mischluft aus Raumluft und Außenluft als die Sekundärluft durch die zweite Einlaßleitung (43) des zweiten Kanals (40) aufgenommen und dann einem Raum durch die zweite Auslaßleitung (44) zugeführt werden kann.
  • Alternativ kann eine Mischluft aus Raumluft und Außenluft als die Primärluft durch die erste Einlaßleitung (23) des ersten Kanals (20) aufgenommen und durch die erste Auslaßleitung (24) nach draußen ausgetragen werden, während eine Außenluft als die Sekundärluft durch die zweite Einlaßleitung (43) des zweiten Kanals (40) aufgenommen und durch die zweite Auslaßleitung (44) einem Raum zugeführt werden kann.
  • Alternativ kann eine Mischluft aus Raumluft und Außenluft als die Primärluft durch die erste Einlaßleitung (23) des ersten Kanals (20) aufgenommen und durch die erste Auslaßleitung (24) nach draußen ausgetragen werden, während eine andere Mischluft aus Raumluft und Außenluft als die Sekundärluft durch die zweite Einlaßleitung (43) des zweiten Kanals (40) aufgenommen und durch die zweite Auslaßleitung (44) einem Raum zugeführt werden kann.
  • Es sei darauf hingewiesen, daß, selbst wenn eine Mischluft aus Raumluft und Außenluft als die Primärluft durch die erste Einlaßleitung (23) aufgenommen wird, die Primärluft durch den Dampfabscheider (55) oder den Entfeuchtungsmechanismus (60) entfeuchtet wird, um die absolute Luftfeuchtigkeit der Außenluft oder einen darunter liegenden Wert zu erreichen.
  • Zweite Modifizierung
  • In jeder der obigen Ausführungsformen wird lediglich die Sekundärluft dem Raum durch die zweite Auslaßleitung (44) zugeführt. In diesem Fall kann die Temperatur der Sekundärluft am Auslaß der Ausdehnungseinrichtung (22) abhängig von den Betriebsbedingungen eine beträchtlich hohe Temperatur erreichen. Wenn die Hochtemperatursekundärluft dem Raum in diesem Zustand zugeführt wird, kann sie von einer im Raum befindlichen Person als unkomfortabel empfunden werden. Wenn daher die von der Ausdehnungseinrichtung (22) kommende Sekundärluft eine hohe Temperatur aufweist, kann die Sekundärluft vorher mit der Raumluft gemischt werden, um ihre Temperatur in einem gewissen Umfang zu reduzieren, und anschließend dem Raum zugeführt werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich, ist das Klimatisierungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erwärmung eines Raums einsetzbar und insbesondere dafür geeignet, eine Klimatisierung in einem Luftzyklus bereitzustellen.

Claims (21)

  1. Klimatisierungssystem, das mit einem Luftzykluskreislauf (20) mit einem Verdichter (21), einem Wärmetauscher (30) und einer Ausdehnungseinrichtung (22) ausgeführt und konfiguriert ist, um durch Erwärmen einer Sekundärluft mittels Wärmetausch mit einer Primärluft des Luftzykluskreislaufs (20) im Wärmetauscher (30) Wärme für einen Raum bereitzustellen und dann die erwärmte Sekundärluft dem Raum zuzuführen, wobei das System weiterhin ein Entfeuchtungsmittel (55, 60) zum Entfeuchten der Primärluft umfaßt, wobei das Entfeuchtungsmittel (55, 60) in einem Abschnitt des Luftzykluskreislaufs (20) stromaufwärts vor der Ausdehnungseinrichtung (22) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfeuchtungsmittel (55, 60) die Primärluft entfeuchtet, so daß die absolute Luftfeuchtigkeit der Primärluft der absoluten Luftfeuchtigkeit einer Außenluft entspricht oder geringer als diese ist, und die Primärluft eine Abluft, die aus dem Raum nach draußen ausgetragen wird, oder eine Mischluft aus der Abluft und einer Außenluft ist und durch die Ausdehnungseinrichtung (22) nach draußen ausgetragen wird.
  2. Klimatisierungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Sekundärluft eine Einlaßluft, die von draußen dem Raum zugeführt wird, oder eine Mischluft aus der Einlaßluft und einer Raumluft ist und durch das Entfeuchtungsmittel (55, 60) dem Raum zugeführt wird.
  3. Klimatisierungssystem nach Anspruch 2, bei dem das Entfeuchtungsmittel (55, 60) vorgesehen ist, um der Sekundärluft aus der Primärluft entfernte Feuchtigkeit zuzuführen.
  4. Klimatisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem sich das Entfeuchtungsmittel (55) in einem Abschnitt des Luftzykluskreislaufs (20) zwischen dem Verdichter (21) und der Ausdehnungseinrichtung (22) befindet und vorgesehen ist, um die durch den Verdichter (21) verdichtete Primärluft zu entfeuchten.
  5. Klimatisierungssystem nach Anspruch 4, bei dem das Entfeuchtungsmittel (55) eine Abscheidemembran beinhaltet, die so konfiguriert ist, daß sie von in der Luft enthaltenem Dampf von der höheren Seite zur niedrigeren Seite im Dampfpartialdruck der Abscheidemembran durchdrungen wird, und die vorgesehen ist, um Dampf aus der Primärluft ohne Kondensation abzuscheiden.
  6. Klimatisierungssystem nach Anspruch 5, bei dem die Abscheidemembran aus einer Polymerfolie gebildet und so konfiguriert ist, daß sie durch Diffusion von Wassermolekülen in die Membran von Dampf durchdrungen wird.
  7. Klimatisierungssystem nach Anspruch 5, bei dem die Abscheidemembran eine große Anzahl von Poren hat, die im wesentlichen die gleiche Größe wie ein freier Weg von Molekülen haben, und die so konfiguriert ist, daß sie durch Kapillarkondensation und Diffusion von Wassermolekülen von Dampf durchdrungen wird.
  8. Klimatisierungssystem nach Anspruch 5, bei dem das Entfeuchtungsmittel (55) vorgesehen ist, um eine Oberfläche der Abscheidemembran mit der verdichteten Primärluft und die andere Oberfläche davon mit der Sekundärluft in Kontakt zu bringen, so daß in der Primärluft enthaltener Dampf auf die Sekundärluft übertragen wird.
  9. Klimatisierungssystem nach Anspruch 5, das weiterhin ein Druckreduziermittel (36) umfaßt, um den Druck von einer Seite der Abscheidemembran des Entfeuchtungsmittels (55) zu reduzieren, so daß eine Differenz im Dampfpartialdruck zwischen beiden Seiten der Abscheidemembran sichergestellt wird.
  10. Klimatisierungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem sich das Entfeuchtungsmittel (55) in einem Abschnitt des Luftzykluskreislaufs (20) stromaufwärts vor dem Verdichter (21) befindet und vorgesehen ist, um die dem Verdichter (21) zuzuführende Primärluft zu entfeuchten.
  11. Klimatisierungssystem nach Anspruch 10, bei dem das Entfeuchtungsmittel (60) ein Feuchtigkeitsmedium beinhaltet, um Feuchtigkeit durch Kontakt mit einer Luft zu absorbieren und freizugeben, und das vorgesehen ist, damit das Feuchtigkeitsmedium Feuchtigkeit in der dem Verdichter (21) zuzuführenden Primärluft absorbieren kann, während die darin enthaltene Feuchtigkeit an die Sekundärluft freigegeben wird, so daß dadurch die Primärluft kontinuierlich entfeuchtet wird.
  12. Klimatisierungssystem nach Anspruch 11, bei dem das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) ein Feststoffadsorptionsmittel zum Adsorbieren von Feuchtigkeit umfaßt.
  13. Klimatisierungssystem nach Anspruch 12, bei dem das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) aus einem Rotorelement (61) besteht, das in der Form einer Scheibe ausgeführt ist, um eine Luftdurchströmung in einer Richtung seiner Dicke zuzulassen und für einen Kontakt der durchströmenden Luft mit dem Feststoffadsorptionsmittel zu sorgen, und das Entfeuchtungsmittel (60) einen Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62), in dem das Rotorelement (61) Feuchtigkeit in der Primärluft durch Kontakt mit der Primärluft absorbiert, einen Feuchtigkeitsfreigabebereich (63), in dem das Rotorelement (61) darin enthaltene Feuchtigkeit durch Kontakt mit der Sekundärluft an die Sekundärluft freigibt, sowie einen Antriebsmechanismus umfaßt, um das Rotorelement (61) in drehbarer Weise anzutreiben, damit sich das Rotorelement (61) zwischen dem Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (62) und dem Feuchtigkeitsfreigabebereich (63) bewegen kann.
  14. Klimatisierungssystem nach Anspruch 12, bei dem das Feststoffadsorptionsmittel aus porösem anorganischen Oxid besteht.
  15. Klimatisierungssystem nach Anspruch 11, bei dem das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) ein Flüssigabsorptionsmittel umfaßt, um Feuchtigkeit zu absorbieren.
  16. Klimatisierungssystem nach Anspruch 11, bei dem das Feuchtigkeitsmedium des Entfeuchtungsmittels (60) ein Flüssigabsorptionsmittel umfaßt, um Feuchtigkeit zu absorbieren, und das Entfeuchtungsmittel (60) vorgesehen ist, so daß das Flüssigabsorptionsmittel durch die vom Verdichter (21) kommende Primärluft erwärmt wird, um von der Primärluft absorbierte Feuchtigkeit an die Sekundärluft freizugeben.
  17. Klimatisierungssystem nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das Entfeuchtungsmittel (60) eine feuchtigkeitsdurchlässige, hydrophobe poröse Membran beinhaltet und vorgesehen ist, um für einen Kontakt des Flüssigabsorptionsmittels mit der Primärluft durch die hydrophobe poröse Membran zu sorgen.
  18. Klimatisierungssystem nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das Flüssigabsorptionsmittel aus einer Wasserlösung von hydrophilem organischen Compound besteht.
  19. Klimatisierungssystem nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das Flüssigabsorptionsmittel aus einer Wasserlösung von Metallhalogenid besteht.
  20. Klimatisierungssystem nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das Entfeuchtungsmittel (60) einen Umwälzkreislauf (64), der einen Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65) beinhaltet, um für einen Kontakt des Flüssigabsorptionsmittels mit der Primärluft zu sorgen, sowie einen Feuchtigkeitsfreigabebereich (66), um für einen Kontakt des Flüssigabsorptionsmittels mit der Sekundärluft zu sorgen, umfaßt, und der das Flüssigabsorptionsmittel zwischen dem Feuchtigkeitsabsorptionsbereich (65) und dem Feuchtigkeitsfreigabebereich (66) umwälzt.
  21. Klimatisierungssystem nach Anspruch 11, das weiterhin ein Feuchtigkeitseinstellmittel (90) umfaßt, um einen Teil der vom Feuchtigkeitsmedium freigegebenen Feuchtigkeit einem Teil der dem Feuchtigkeitsmittel (60) zugeführten Sekundärluft hinzuzufügen und anschließend den Teil der Sekundärluft dem Raum zuzuführen, während der restliche Teil der vom Feuchtigkeitsmedium freigegebenen Feuchtigkeit dem restlichen Teil der Sekundärluft hinzugefügt wird, wobei der restliche Teil der Sekundärluft durch Wärmetausch mit der noch nicht dem Wärmetauscher (30) zugeführten Sekundärluft gekühlt und entfeuchtet und anschließend der restliche Teil der Sekundärluft dem Raum zugeführt wird.
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WO (1) WO2000055550A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017108170A1 (de) * 2017-04-18 2018-10-18 Hochschule Karlsruhe-Technik Und Wirtschaft Wassergewinnungsvorrichtung und Verfahren zur Wassergewinnung

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6705092B1 (en) * 2001-11-14 2004-03-16 Honeywell International Inc. Vapor membrane dehumidification for air cycle environment control system
DE10201427A1 (de) * 2002-01-16 2003-07-24 Liebherr Aerospace Gmbh System zur Luftentfeuchtung in Klimaanlagen
US6990829B2 (en) * 2003-08-29 2006-01-31 Visteon Global Technologies, Inc. Air cycle HVAC system having secondary air stream
JP2005315516A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Daikin Ind Ltd 空気調和システム
EP1894074A4 (de) * 2005-06-13 2010-05-19 Sigma Systems Corp Verfahren und vorrichtung zur optimierung von umgebungsfeuchtigkeit
KR101207298B1 (ko) * 2006-02-13 2012-12-03 한라공조주식회사 공기 압축 및 팽창기
MX347879B (es) * 2010-11-12 2017-05-16 Texas A & M Univ Sys Sistemas y metodos para deshumidificacion del aire y enfriamiento sensible que usan una bomba de multiples etapas.
CN104676780B (zh) * 2015-03-17 2018-07-27 殷洪生 一种集中空调新风机组结构及其工作方法
CN105823252A (zh) * 2015-04-13 2016-08-03 李华玉 第二类热驱动压缩式热泵
CN107655110B (zh) * 2017-09-30 2021-01-05 青岛海尔空调电子有限公司 加湿系统、空调器及其加湿控制方法
CN107676873B (zh) * 2017-09-30 2021-02-12 青岛海尔空调电子有限公司 新风系统及新风加湿控制方法
CN110319513A (zh) * 2018-03-31 2019-10-11 吴其兵 一种新风空调系统
SG11202010569VA (en) * 2018-05-07 2020-11-27 Daikin Ind Ltd Humidifier and air composition adjustment device
DE102018125792A1 (de) * 2018-10-17 2020-04-23 Hochschule Karlsruhe-Technik Und Wirtschaft Verfahren zum Gewinnen von Wasser und Wassergewinnungsvorrichtung
CN110762912A (zh) * 2019-11-28 2020-02-07 广东美的制冷设备有限公司 运行控制方法、压缩空气换热系统以及存储介质
CN110762798B (zh) * 2019-11-28 2023-08-25 广东美的制冷设备有限公司 控制方法、压缩空气换热系统、空调器和存储介质
CN110715476A (zh) * 2019-11-28 2020-01-21 广东美的制冷设备有限公司 运行控制方法、压缩空气换热系统以及存储介质
CN111306829A (zh) * 2019-11-28 2020-06-19 广东美的制冷设备有限公司 压缩空气换热系统
CN110715469A (zh) * 2019-11-28 2020-01-21 广东美的制冷设备有限公司 控制方法、压缩空气换热系统、空调器和存储介质
CN110975310B (zh) * 2019-12-23 2022-04-19 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种湿空气透平压气机闭式高效废热利用循环系统
CN111854295A (zh) * 2020-07-28 2020-10-30 山东天瑞重工有限公司 一种气体制冷系统

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2496602A (en) * 1946-01-29 1950-02-07 Ralph C Schlichtig Air-conditioning system
US4265397A (en) * 1979-06-28 1981-05-05 United Technologies Corporation Combined fresh air regenerator and air cycle heat pump
US4347714A (en) * 1980-07-25 1982-09-07 The Garrett Corporation Heat pump systems for residential use
IL64915A (en) * 1982-02-02 1985-04-30 Joel Harband Apparatus and method for temperature and humidity control
US4418546A (en) * 1982-03-25 1983-12-06 Buswell Harrie R Continuous tube refrigeration system
GB2164135B (en) * 1984-07-06 1988-09-21 Waldemar Hryniszak A regenerative air conditioning unit with waste heat recovery
US4786301A (en) * 1985-07-01 1988-11-22 Rhodes Barry V Desiccant air conditioning system
JPS62223573A (ja) * 1986-03-25 1987-10-01 松下電工株式会社 空気サイクルヒ−トポンプ
JPS6380829A (ja) * 1986-09-25 1988-04-11 Matsushita Electric Works Ltd 除湿システム
JPH0743151B2 (ja) * 1989-01-13 1995-05-15 ダイキン工業株式会社 除湿・加湿機及び除湿・加湿機を備えた空気調和機
JP2695665B2 (ja) * 1989-08-22 1998-01-14 日本酸素株式会社 低温空気製造方法
GB2242261B (en) * 1990-03-24 1993-11-24 Aisin Seiki Exhaust driven air cycle air conditioner
JPH05305215A (ja) * 1992-04-30 1993-11-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 吸収式除湿装置
DE4235217C2 (de) * 1992-10-14 1994-12-01 Hagenuk Fahrzeugklima Gmbh Verfahren zum Heizen oder Kühlen eines Raumes
US5644928A (en) * 1992-10-30 1997-07-08 Kajima Corporation Air refrigerant ice forming equipment
JPH08178350A (ja) * 1994-12-28 1996-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 調湿装置および調湿機能付空気調和機
US5732562A (en) * 1996-08-13 1998-03-31 Moratalla; Jose M. Method and apparatus for regenerating desiccants in a closed cycle
MY117922A (en) * 1996-12-27 2004-08-30 Ebara Corp Air conditioning system
JPH10235135A (ja) * 1997-02-25 1998-09-08 Toshiba Eng & Constr Co Ltd 気体除湿装置
JPH11101520A (ja) * 1997-09-29 1999-04-13 Sharp Corp エアサイクル式空気調和装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017108170A1 (de) * 2017-04-18 2018-10-18 Hochschule Karlsruhe-Technik Und Wirtschaft Wassergewinnungsvorrichtung und Verfahren zur Wassergewinnung

Also Published As

Publication number Publication date
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