JP2000065395A - Dehumidifying air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、除湿空調装置に関
し、特にデシカントを用いた冷暖房切り換え可能な除湿
空調装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dehumidifying air conditioner, and more particularly to a dehumidifying air conditioner capable of switching between cooling and heating using a desiccant.
【0002】[0002]
【従来の技術】図9に示すように、従来から熱源として
ヒートポンプを所謂デシカント空調機と組合せた空調シ
ステムがあった。図9の空調システムでは、ヒートポン
プとして、圧縮機260を用いた圧縮ヒートポンプHP
が用いられている。この空調システムは、デシカントロ
ータ103により水分を吸着される処理空気Aの経路
と、加熱源によって加熱されたのち前記水分吸着後のデ
シカントロータ103を通過してデシカント中の水分を
脱着して再生する再生空気Bの経路を有し、水分を吸着
された処理空気とデシカントロータ103のデシカント
(乾燥剤)を再生する前かつ加熱源により加熱される前
の再生空気との間に顕熱熱交換器104を有する空調機
と、圧縮ヒートポンプHPとを有し、前記圧縮ヒートポ
ンプHPの高熱源を加熱源として前記空調機の再生空気
を加熱器220で加熱してデシカントの再生を行うとと
もに、圧縮ヒートポンプHPの低熱源を冷却熱源として
冷却器210で前記空調機の処理空気の冷却を行うもの
である。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 9, there has conventionally been an air conditioning system in which a heat pump as a heat source is combined with a so-called desiccant air conditioner. In the air conditioning system of FIG. 9, a compression heat pump HP using a compressor 260 is used as a heat pump.
Is used. This air conditioning system desorbs and regenerates moisture in the desiccant by passing through the path of the processing air A to which moisture is adsorbed by the desiccant rotor 103 and passing through the desiccant rotor 103 after being heated by the heating source and adsorbing the moisture. A sensible heat exchanger having a path for the regeneration air B, between the treated air to which moisture has been adsorbed and the regeneration air before regenerating the desiccant (desiccant) of the desiccant rotor 103 and before being heated by the heating source. An air conditioner having an air conditioner 104; and a compression heat pump HP. The regeneration air of the air conditioner is heated by a heater 220 using a high heat source of the compression heat pump HP as a heating source to regenerate the desiccant, and the compression heat pump HP The process air of the air conditioner is cooled by the cooler 210 using the low heat source as a cooling heat source.
【0003】そして、この空調システムでは、圧縮ヒー
トポンプHPがデシカント空調機の処理空気の冷却と再
生空気の加熱を同時に行うよう構成したことで、圧縮ヒ
ートポンプHPに外部から加えた駆動エネルギーによっ
て圧縮ヒートポンプHPが処理空気の冷却効果を発生さ
せ、さらにヒートポンプ作用で処理空気から汲み上げた
熱と圧縮ヒートポンプHPの駆動エネルギーを合計した
熱でデシカントの再生が行えるため、外部から加えた駆
動エネルギーの多重効用化を図ることができ、高い省エ
ネルギー効果が得られる。また、顕熱熱交換器104と
加熱器220との間の再生空気とデシカントロータ10
3を出た再生空気との熱交換器121が設けられ、さら
に省エネルギー効果を高めている。In this air conditioning system, the compression heat pump HP is configured to simultaneously cool the processing air of the desiccant air conditioner and heat the regeneration air, so that the compression heat pump HP is driven by driving energy externally applied to the compression heat pump HP. Generates the cooling effect of the processing air, and furthermore, the desiccant can be regenerated by the heat obtained by adding the heat pumped from the processing air by the heat pump action and the driving energy of the compression heat pump HP. High energy saving effect can be obtained. In addition, the regeneration air between the sensible heat exchanger 104 and the heater 220 and the desiccant rotor 10
The heat exchanger 121 with the regenerated air exiting from No. 3 is provided to further enhance the energy saving effect.
【0004】ここで、図10の湿り空気線図を参照して
図9に示されるデシカント空調機の作用を説明する。図
10中、アルファベットK〜P、Q〜Xで、空気の状態
を示す。この記号は、図9のフロー図中に丸で囲んだア
ルファベットに対応する。The operation of the desiccant air conditioner shown in FIG. 9 will now be described with reference to a psychrometric chart shown in FIG. In FIG. 10, alphabets K to P and Q to X indicate the state of air. This symbol corresponds to the alphabet circled in the flowchart of FIG.
【0005】図10において、空調空間101からの処
理空気(状態K)は、デシカントロータ103でデシカ
ントにより水分を吸着されて絶対湿度を下げるととも
に、デシカントの吸着熱により乾球温度を上げて状態L
に到り、さらに顕熱熱交換器104で、絶対湿度一定の
まま冷却され状態Mの空気になり、冷却器210に入
る。ここでさらに絶対湿度一定で冷却されて状態Nの空
気になり、加湿器105により加湿されることにより乾
球温度を下げて状態Pの空気となり、空調空間101に
戻される。一方、状態Qの外気が顕熱熱交換器104に
送られ、ここで処理空気を冷却することにより自身は加
熱されて状態Rになり、熱交換器121に入り、さらに
加熱されて状態Sに、そして加熱器220で加熱され状
態Tになり、デシカントロータ103でデシカントを再
生することにより自身は絶対湿度が高く、乾球温度は下
がって状態Uとなり、熱交換器121で再生空気を加熱
することにより自身は乾球温度を下げて状態Vの空気と
なって排気EXされる。[0005] In FIG. 10, the processing air (state K) from the air-conditioned space 101 is desiccant adsorbed by the desiccant rotor 103 to lower the absolute humidity, and the desiccant heat of adsorption raises the dry-bulb temperature to state L.
Then, in the sensible heat exchanger 104, the air is cooled in the state M while keeping the absolute humidity constant, and enters the cooler 210. Here, the air is further cooled at a constant absolute humidity to become air in the state N, and humidified by the humidifier 105 to lower the dry-bulb temperature to become air in the state P, and is returned to the air-conditioned space 101. On the other hand, the outside air in the state Q is sent to the sensible heat exchanger 104, where it cools the processing air to be heated to the state R, enters the heat exchanger 121, and is further heated to the state S. Then, the desiccant is heated by the heater 220 to reach the state T, and the desiccant is regenerated by the desiccant rotor 103. The desiccant itself has a high absolute humidity, the dry-bulb temperature decreases, and the state becomes U. As a result, the temperature of the dry bulb itself is lowered, and the air becomes the state V and is exhausted EX.
【0006】ここで、図11のモリエ線図を参照して図
9に示される圧縮ヒートポンプHPの作用を説明する。
図11に示すのは冷媒HFC134aのモリエ線図であ
る。点aは冷却器210で蒸発した冷媒の状態を示し、
飽和ガスの状態にある。圧力は4.2kg/cm2 、温
度は10℃、エンタルピは148.83kcal/kg
である。このガスを圧縮機260で吸込圧縮した状態、
圧縮機260の吐出口での状態が点bで示されている。
この状態は、圧力が19.3kg/cm2 、温度は78
℃であり、過熱ガスの状態にある。この冷媒ガスは、加
熱器(冷媒側から見れば冷却器あるいは凝縮器)220
内で冷却され、モリエ線図上の点cに到る。この点は飽
和ガスの状態であり、圧力は19.3kg/cm2 、温
度は65℃である。この圧力下でさらに冷却され凝縮し
て、点dに到る。この点は飽和液の状態であり、圧力と
温度は点cと同じく、圧力は19.3kg/cm2 、温
度は65℃、そしてエンタルピは122.97kcal
/kgである。この冷媒液は、膨張弁270で減圧さ
れ、温度10℃の飽和圧力である4.2kg/cm2ま
で減圧され、10℃の冷媒液とガスの混合物として冷却
器(冷媒から見れば蒸発器)210に到り、ここで処理
空気から熱を奪い、蒸発してモリエ線図上の点aの状態
の飽和ガスとなり、再び圧縮機260に吸入され、以上
のサイクルを繰り返す。Here, the operation of the compression heat pump HP shown in FIG. 9 will be described with reference to the Mollier diagram of FIG.
FIG. 11 is a Mollier diagram of the refrigerant HFC134a. Point a indicates the state of the refrigerant evaporated in the cooler 210,
It is in the state of saturated gas. The pressure is 4.2 kg / cm 2 , the temperature is 10 ° C., and the enthalpy is 148.83 kcal / kg.
It is. A state in which this gas is sucked and compressed by the compressor 260,
The state at the discharge port of the compressor 260 is indicated by a point b.
In this state, the pressure is 19.3 kg / cm 2 and the temperature is 78
° C and in a superheated gas state. This refrigerant gas is supplied to a heater (a cooler or a condenser when viewed from the refrigerant side) 220
And reaches point c on the Mollier diagram. This point is a saturated gas state, the pressure is 19.3 kg / cm 2 , and the temperature is 65 ° C. Under this pressure, it is further cooled and condensed to reach point d. This point is in the state of a saturated liquid, the pressure and temperature are the same as in point c, the pressure is 19.3 kg / cm 2 , the temperature is 65 ° C., and the enthalpy is 122.97 kcal.
/ Kg. This refrigerant liquid is depressurized by the expansion valve 270 and depressurized to a saturation pressure of 4.2 kg / cm 2 at a temperature of 10 ° C., and as a mixture of the refrigerant liquid and gas at 10 ° C., a cooler (evaporator as viewed from the refrigerant) At 210, heat is removed from the processing air and evaporated to become a saturated gas in the state of the point a on the Mollier diagram, sucked into the compressor 260 again, and the above cycle is repeated.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の空
調システムによれば、処理空気を冷却器210で冷却す
る前に予備的に冷却する顕熱熱交換器104が重要な役
割を演じているが、この顕熱熱交換器は一般にシステム
中で大きな容積を占めるため、システム構成を困難に
し、ひいてはシステムの大型化が余儀なくされていた。
また、以上のような従来の空調システムによれば、冷房
運転あるいは除湿運転はできるが、暖房運転及びそれに
伴って必要となる除霜運転はできなかった。According to the conventional air conditioning system described above, the sensible heat exchanger 104, which preliminarily cools the processing air before cooling it with the cooler 210, plays an important role. However, since the sensible heat exchanger generally occupies a large volume in the system, it has made the system configuration difficult and, as a result, the system has to be enlarged.
Further, according to the conventional air-conditioning system as described above, the cooling operation or the dehumidifying operation can be performed, but the heating operation and the defrosting operation required therewith cannot be performed.
【0008】そこで本発明は、COPが高く、かつコン
パクトにまとまっており、さらに暖房運転も可能な除湿
空調装置を提供することを目的としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide a dehumidifying air conditioner which has a high COP, is compact, and can perform a heating operation.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
めに、請求項1に係る発明による除湿空調装置は、図1
に示されるように、第1の冷媒出入口210aと第2の
冷媒出入口210bとを有し、冷媒と処理空気間で熱交
換させる第1の冷媒空気熱交換器210と;冷媒をそれ
ぞれ吸込み吐出する吸込口260aと吐出口260bと
を有する冷媒圧縮機260であって、第2の冷媒出入口
210bが吸込口260aと吐出口260bとのいずれ
かと選択的に接続されるように配置された冷媒圧縮機2
60と;第3の冷媒出入口220aと第4の冷媒出入口
220bとを有し、冷媒と空気間で熱交換させる第2の
冷媒空気熱交換器220であって、吸込口260aと吐
出口260bのうち第2の冷媒出入口210bと接続さ
れなかった方が第3の冷媒出入口220aと接続される
ように配置された第2の冷媒空気熱交換器220と;第
1の冷媒空気熱交換器210を通過する処理空気の流れ
の上流側に配置され、処理空気と冷媒と冷却流体間で熱
交換させる、第5の冷媒出入口230aと第6の冷媒出
入口240aとを有する第3の冷媒空気熱交換器300
であって、第4の冷媒出入口220bが第5の冷媒出入
口230aと第6の冷媒出入口240aとのいずれかと
選択的に接続されるように配置された第3の冷媒空気熱
交換器300と;第3の冷媒空気熱交換器300を通過
する前記処理空気の流れの上流側に配置され、前記処理
空気中の水分を吸着するデシカントを有する水分吸着装
置103とを備え;第5の冷媒出入口230aと前記第
6の冷媒出入口240aのうち第4の冷媒出入口220
bと接続されなかった方が第1の冷媒出入口210aと
接続されるように構成されており;第3の冷媒空気熱交
換器300は、第4の冷媒出入口220bと第5の冷媒
出入口230aとが接続されているとき、第4の冷媒出
入口220bから第5の冷媒出入口230aに供給され
た冷媒の蒸発により第3の冷媒空気熱交換器300を通
過する処理空気を冷却し、蒸発した前記冷媒を冷却流体
Cにより冷却して凝縮し、凝縮した冷媒を第1の冷媒空
気熱交換器210に供給することが可能なように構成さ
れたことを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, a dehumidifying air conditioner according to the first aspect of the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, a first refrigerant air heat exchanger 210 having a first refrigerant port 210a and a second refrigerant port 210b and exchanging heat between refrigerant and processing air; A refrigerant compressor 260 having a suction port 260a and a discharge port 260b, wherein the second refrigerant port 210b is arranged to be selectively connected to one of the suction port 260a and the discharge port 260b. 2
60; a second refrigerant / air heat exchanger 220 having a third refrigerant inlet / outlet 220a and a fourth refrigerant inlet / outlet 220b and exchanging heat between the refrigerant and the air. A second refrigerant air heat exchanger 220 disposed so that a side not connected to the second refrigerant port 210b is connected to the third refrigerant port 220a; A third refrigerant / air heat exchanger having a fifth refrigerant inlet / outlet 230a and a sixth refrigerant inlet / outlet 240a disposed upstream of the flow of the processing air passing therethrough and exchanging heat between the processing air, the refrigerant and the cooling fluid. 300
A third refrigerant air heat exchanger 300 arranged so that the fourth refrigerant port 220b is selectively connected to one of the fifth refrigerant port 230a and the sixth refrigerant port 240a; A moisture adsorber 103 disposed upstream of the flow of the processing air passing through the third refrigerant air heat exchanger 300 and having a desiccant that adsorbs moisture in the processing air; And the fourth refrigerant port 220 of the sixth refrigerant port 240a.
b is configured to be connected to the first refrigerant port 210a; the third refrigerant air heat exchanger 300 includes a fourth refrigerant port 220b and a fifth refrigerant port 230a. Is connected, the processing air passing through the third refrigerant air heat exchanger 300 is cooled by evaporation of the refrigerant supplied from the fourth refrigerant port 220b to the fifth refrigerant port 230a, and the evaporated refrigerant Is cooled and condensed by the cooling fluid C, and the condensed refrigerant can be supplied to the first refrigerant air heat exchanger 210.
【0010】このように構成すると、第3の冷媒空気熱
交換器を備え、該第3の冷媒空気熱交換器は、処理空気
を冷媒の蒸発により冷却し、蒸発した冷媒を冷却流体に
より冷却して凝縮するように構成されているので、伝熱
係数の高い蒸発伝熱と凝縮伝熱を利用できるため、高い
熱伝達率をもって処理空気と冷却流体との伝熱を達成で
きる。また、処理空気と冷却流体との伝熱を冷媒を介し
て行うので、除湿空調装置の構成要素の配置が容易にな
る。さらに、冷媒圧縮機を第2の冷媒出入口210bが
吸込口260aと吐出口260bとのいずれかと選択的
に接続されるように配置しており、また第3の冷媒空気
熱交換器300を第4の冷媒出入口220bが第5の冷
媒出入口230aと第6の冷媒出入口240aのいずれ
かと選択的に接続されるように配置しているので、除湿
空調装置の運転モードを変えることができる。[0010] With this configuration, a third refrigerant air heat exchanger is provided, and the third refrigerant air heat exchanger cools the processing air by evaporating the refrigerant and cools the evaporated refrigerant by the cooling fluid. The heat transfer between the processing air and the cooling fluid can be achieved with a high heat transfer coefficient because the heat transfer can be performed using the evaporation heat transfer and the condensation heat transfer having a high heat transfer coefficient. Further, since the heat transfer between the processing air and the cooling fluid is performed via the refrigerant, the components of the dehumidifying air conditioner can be easily arranged. Further, the refrigerant compressor is arranged such that the second refrigerant port 210b is selectively connected to either the suction port 260a or the discharge port 260b, and the third refrigerant air heat exchanger 300 is connected to the fourth refrigerant air heat exchanger 300. Of the dehumidifying air conditioner can be changed because the refrigerant inlet / outlet 220b is selectively connected to one of the fifth refrigerant inlet / outlet 230a and the sixth refrigerant inlet / outlet 240a.
【0011】さらに請求項2に記載のように、以上の除
湿空調装置では、第2の冷媒出入口210bと第3の冷
媒出入口220aへの、冷媒圧縮機260の吸込口26
0aと吐出口260bとの選択的接続関係を切り換える
第1の切り換え機構265と;第4の冷媒出入口220
bと第1の冷媒出入口210aへの、第5の冷媒出入口
230aと第6の冷媒出入口240aとの選択的接続関
係を切り換える第2の切り換え機構280とを備えるこ
とを特徴とする。In the above dehumidifying air conditioner, the suction port 26 of the refrigerant compressor 260 is connected to the second refrigerant port 210b and the third refrigerant port 220a.
A first switching mechanism 265 for switching a selective connection relationship between the first refrigerant port 0a and the discharge port 260b;
and a second switching mechanism 280 that switches a selective connection relationship between the fifth refrigerant port 230a and the sixth refrigerant port 240a to the first refrigerant port 210a and the first refrigerant port 210a.
【0012】さらに請求項3に記載のように、請求項2
に記載の除湿空調装置では、第6の冷媒出入口240a
と第2の切り換え機構280との間の冷媒経路に、第1
の感温部275Aと第2の感温部275Bとを有する膨
張弁270を備え;第1の感温部275Aを、第2の冷
媒出入口210bと冷媒圧縮機260との間の冷媒経路
に設け、第2の感温部275bを、冷媒圧縮機260と
第3の冷媒出入口220aとの間の冷媒経路に設け;第
1の感温部275aと第2の感温部275bとを選択的
に切り換え可能に構成してもよい。Further, as described in claim 3, claim 2
In the dehumidifying air conditioner described in the above, the sixth refrigerant port 240a
The refrigerant path between the second switching mechanism 280 and the first
An expansion valve 270 having a second temperature sensing part 275A and a second temperature sensing part 275B; a first temperature sensing part 275A is provided in the refrigerant path between the second refrigerant inlet / outlet 210b and the refrigerant compressor 260. , A second temperature sensing part 275b is provided in the refrigerant path between the refrigerant compressor 260 and the third refrigerant inlet / outlet 220a; the first temperature sensing part 275a and the second temperature sensing part 275b are selectively provided. You may comprise so that switching is possible.
【0013】このように構成すると、第1の感温部と第
2の感温部とを選択的に切り換え可能に構成するので、
本除湿空調装置の切り換えた運転モードに合わせて適切
な感温部を活かすことができる。With this configuration, the first temperature sensing section and the second temperature sensing section can be selectively switched.
An appropriate temperature sensing part can be utilized in accordance with the switched operation mode of the present dehumidifying air conditioner.
【0014】さらに、請求項4に記載のように、以上の
除湿空調装置では、第2の冷媒空気熱交換器220には
再生空気を流し、第2の冷媒空気熱交換器220に対し
て前記再生空気の下流側に前記再生空気で前記デシカン
トを再生する水分吸着装置103を配置し;第2の冷媒
空気熱交換器220に対して前記再生空気の上流側に配
置した、水分吸着装置103を通過した再生空気と、第
2の冷媒空気熱交換器220で熱交換する前の再生空気
とを熱交換させるように配置された顕熱熱交換器121
と;顕熱熱交換器121を作動と非作動に切り換える、
切り換え機構145を備えることを特徴としてもよい。Further, in the above dehumidifying air conditioner, the regeneration air flows through the second refrigerant air heat exchanger 220 and the second refrigerant air heat exchanger 220 receives the regenerated air. A moisture adsorption device 103 for regenerating the desiccant with the regeneration air is disposed downstream of the regeneration air; a moisture adsorption device 103 disposed upstream of the regeneration air with respect to the second refrigerant air heat exchanger 220. A sensible heat exchanger 121 arranged to exchange heat between the passed regeneration air and the regeneration air before heat exchange in the second refrigerant air heat exchanger 220
Switching the sensible heat exchanger 121 between active and inactive;
The switching mechanism 145 may be provided.
【0015】このように構成すると、顕熱熱交換器12
1を備えるので、除湿空調装置の効率を高くできるし、
顕熱熱交換器121に作動と非作動の切り換え機構14
5を設けたので、除湿空調装置の運転モードによって顕
熱熱交換器を使用したり使用しなかったり自由に設定で
きる。With this configuration, the sensible heat exchanger 12
1, the efficiency of the dehumidifying air conditioner can be increased,
Switching mechanism 14 for activation and deactivation of sensible heat exchanger 121
5, the sensible heat exchanger can be used freely or not depending on the operation mode of the dehumidifying air conditioner.
【0016】さらに請求項5に記載のように、以上の除
湿空調装置では、前記冷却流体として空気を用い、第3
の冷媒空気熱交換器300において冷媒を凝縮する際
に、前記空気とともに液状の水分を供給するように構成
してもよい。このように構成すると、液状の水分の蒸発
による気化熱で冷却流体としての空気の温度が下がり、
冷却効果が高まる。According to a fifth aspect of the present invention, in the above dehumidifying air conditioner, air is used as the cooling fluid.
When the refrigerant is condensed in the refrigerant air heat exchanger 300, liquid moisture may be supplied together with the air. With this configuration, the temperature of air as a cooling fluid decreases due to heat of vaporization due to evaporation of liquid water,
The cooling effect increases.
【0017】また、請求項6に記載の除湿空調装置の運
転方法は請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の
除湿空調装置の運転方法であり、冷房運転モードでは、
第2の冷媒出入口210bと吸込口260aとを、吐出
口260bと第3の冷媒出入口220aとを、第4の冷
媒出入口220bと第5の冷媒出入口230aとを、第
6の冷媒出入口240aと第1の冷媒出入口210aと
を、それぞれ接続し;暖房運転モードでは、第2の冷媒
出入口210bと吐出口260bとを、吸込口260a
と第3の冷媒出入口220aとを、第4の冷媒出入口2
20bと第6の冷媒出入口240aとを、第5の冷媒出
入口230aと第1の冷媒出入口210aとを、それぞ
れ接続し、且つ第3の冷媒空気熱交換器300を非作動
状態に置くことを特徴とする。このようにすると、冷房
運転モードと暖房運転モードを確実に設定することがで
きる。A method for operating a dehumidifying air conditioner according to a sixth aspect is the method for operating a dehumidifying air conditioner according to any one of the first to third aspects.
The second refrigerant port 210b and the suction port 260a, the discharge port 260b and the third refrigerant port 220a, the fourth refrigerant port 220b and the fifth refrigerant port 230a, and the sixth refrigerant port 240a and the The first refrigerant port 210a is connected to the first refrigerant port 210a; in the heating operation mode, the second refrigerant port 210b and the discharge port 260b are connected to the suction port 260a.
And the third refrigerant port 220a are connected to the fourth refrigerant port 2a.
20b and the sixth refrigerant port 240a, the fifth refrigerant port 230a and the first refrigerant port 210a are connected to each other, and the third refrigerant air heat exchanger 300 is set in a non-operating state. And By doing so, the cooling operation mode and the heating operation mode can be set reliably.
【0018】さらにこの運転方法では、除湿運転モード
では、第2の冷媒出入口210bと吸込口260aと
を、吐出口260bと第3の冷媒出入口220aとを、
第4の冷媒出入口220bと第5の冷媒出入口230a
とを、第6の冷媒出入口240aと第1の冷媒出入口2
10aとを、それぞれ接続し、且つ第3の冷媒空気熱交
換器300を非作動状態に置くことにしてもよく;また
除霜運転モードでは、第2の冷媒出入口210aと吐出
口260bとを、吸込口260aと第3の冷媒出入口2
20aとを、第4の冷媒出入口220bと第6の冷媒出
入口240aとを、第5の冷媒出入口230aと第1の
冷媒出入口210aとを、それぞれ接続し、且つ前記処
理空気の流れを停止状態に置くようにしてもよい。この
除霜運転モードでは、典型的には再生空気の流れも停止
状態に置く。Further, in this operation method, in the dehumidifying operation mode, the second refrigerant port 210b and the suction port 260a are connected to each other, and the discharge port 260b and the third refrigerant port 220a are connected to each other.
Fourth refrigerant port 220b and fifth refrigerant port 230a
Between the sixth refrigerant port 240a and the first refrigerant port 2
10a may be connected to each other, and the third refrigerant air heat exchanger 300 may be set to a non-operating state; in the defrosting operation mode, the second refrigerant inlet / outlet 210a and the discharge port 260b are connected to each other. Suction port 260a and third refrigerant port 2
20a, the fourth refrigerant port 220b and the sixth refrigerant port 240a, the fifth refrigerant port 230a and the first refrigerant port 210a, respectively, and the flow of the processing air is stopped. You may put it. In this defrosting operation mode, typically, the flow of the regeneration air is also stopped.
【0019】また、請求項7に記載のように、請求項6
に記載の運転方法において、除霜運転モードでは、前記
第2の冷媒出入口と前記吸込口とを、前記吐出口と前記
第3の冷媒出入口とを、前記第4の冷媒出入口と前記第
6の冷媒出入口とを、前記第5の冷媒出入口と前記第1
の冷媒出入口とを、それぞれ接続するようにしてもよ
い。暖房運転をすると通常は低熱源としての熱交換器に
霜が付くが、除霜運転モードにして運転すれば、その霜
を取り除くことが可能となる。Also, as described in claim 7, claim 6
In the operation method described in the above, in the defrosting operation mode, the second refrigerant port and the suction port, the discharge port and the third refrigerant port, the fourth refrigerant port and the sixth The refrigerant port is connected to the fifth refrigerant port and the first refrigerant port.
And the refrigerant inlet / outlet may be connected to each other. Usually, when the heating operation is performed, frost is formed on the heat exchanger as a low heat source. However, if the operation is performed in the defrosting operation mode, the frost can be removed.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似
符号を付し、重複した説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding members are denoted by the same or similar reference numerals, and duplicate description is omitted.
【0021】図1は、本発明による第1の実施の形態で
ある除湿空調装置、即ちデシカント空調機を有する空調
システムのフローチャート、図2は、図1の空調システ
ムに用いる本発明の第3の冷媒空気熱交換機の一例を示
す模式断面図、図3は、図1の空調システムに含まれる
ヒートポンプHP1の冷媒モリエ線図、図4は図1のの
空調システムを冷房モードで運転した場合の湿り空気線
図である。FIG. 1 is a flowchart of an air conditioning system having a dehumidifying air conditioner, that is, a desiccant air conditioner according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a third embodiment of the present invention used in the air conditioning system of FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a refrigerant air heat exchanger, FIG. 3 is a refrigerant Mollier diagram of a heat pump HP1 included in the air conditioning system of FIG. 1, and FIG. 4 is wetness when the air conditioning system of FIG. 1 is operated in a cooling mode. FIG.
【0022】図1を参照して、第1の実施の形態である
除湿空調装置の構成を説明する。この空調システムは、
主として、デシカント(乾燥剤)によって処理空気の湿
度を下げ、処理空気の供給される空調空間101を快適
な環境に維持するものである。図中、空調空間101か
ら処理空気Aの経路に沿って、処理空気を循環するため
の送風機102、デシカントを充填したデシカントロー
タ103、本発明の第3の冷媒空気熱交換器(処理空気
からみれば、冷房運転モードでは冷却器、暖房運転では
熱交換器としては使用されない)300、第1の冷媒空
気熱交換器(処理空気から見れば、冷房運転モードでは
冷却器、暖房運転モードでは加熱器)210とこの順番
で配列され、そして空調空間101に戻るように構成さ
れている。Referring to FIG. 1, the structure of the dehumidifying air conditioner according to the first embodiment will be described. This air conditioning system
Mainly, the desiccant (drying agent) is used to lower the humidity of the processing air and maintain the air-conditioned space 101 to which the processing air is supplied in a comfortable environment. In the figure, a blower 102 for circulating the processing air, a desiccant rotor 103 filled with a desiccant, and a third refrigerant air heat exchanger of the present invention (as viewed from the processing air) along the path of the processing air A from the air-conditioned space 101. For example, it is not used as a cooler in the cooling operation mode and is not used as a heat exchanger in the heating operation) 300, a first refrigerant air heat exchanger (a cooler in the cooling operation mode and a heater in the heating operation mode from the viewpoint of the processing air) ) 210 in this order and return to the air-conditioned space 101.
【0023】また、屋外OAから再生空気Bの経路に沿
って、デシカントロータ103に入る前の再生空気と後
の再生空気とを熱交換する熱交換器である顕熱熱交換器
121、第2の冷媒空気熱交換器(再生空気Bの側から
見れば、冷房運転モードと除霜運転モードでは加熱器、
暖房運転では冷却器)220、デシカントロータ10
3、再生空気を循環するための送風機140、熱交換器
121とこの順番で配列され、そして屋外に排気EXす
るように構成されている。なお、送風機140の吐出口
と熱交換器121との間の再生空気経路には、熱交換器
121をバイパスして再生空気を直接排気するようにす
るバイパス弁としての3方弁145が設けられている。The sensible heat exchanger 121, which is a heat exchanger for exchanging heat between the regeneration air before entering the desiccant rotor 103 and the regeneration air afterward, along the path from the outdoor OA to the regeneration air B, Refrigerant air heat exchanger (as viewed from the side of the regeneration air B, the heater in the cooling operation mode and the defrosting operation mode,
Cooler for heating operation) 220, desiccant rotor 10
3. A blower 140 for circulating the regeneration air and a heat exchanger 121 are arranged in this order, and are configured to exhaust EX to the outside. In addition, a three-way valve 145 as a bypass valve for bypassing the heat exchanger 121 and directly discharging the regeneration air is provided in the regeneration air path between the discharge port of the blower 140 and the heat exchanger 121. ing.
【0024】また、屋外OAから冷却流体Cとしての外
気の経路に沿って、第3の冷媒空気熱交換器300、冷
却流体を循環するための送風機160がこの順番で配列
され、そして屋外に排気EXするように構成されてい
る。A third refrigerant / air heat exchanger 300 and a blower 160 for circulating the cooling fluid are arranged in this order along the path from the outdoor OA to the outside air as the cooling fluid C, and the air is exhausted outdoors. It is configured to perform EX.
【0025】次に冷媒経路を説明する。なお図1では、
冷媒の流れは冷房運転モードの場合に設定されている。
先ず冷媒の流れの経路に沿って、第1の冷媒空気熱交換
器(冷房運転モードでは冷媒蒸発器として作用)210
の第2の冷媒出入口(冷房運転モードでは冷媒ガス出口
として作用)210bに接続された冷媒経路207が、
第1の冷媒空気熱交換器で蒸発してガスになった冷媒を
圧縮する圧縮機260に接続されている。冷媒圧縮機2
60は、冷媒経路201により、第2の冷媒空気熱交換
器(冷房運転モードでは冷媒凝縮器として作用)220
に設けられた第3の冷媒出入口(冷房運転モードでは冷
媒ガスの入口として作用)220aに接続されている。
さらに第2の冷媒空気熱交換器に設けられた第4の冷媒
出入口(冷房運転モードでは冷媒液出口として作用)2
20bは冷媒経路202によって第3の冷媒空気熱交換
器(冷房運転モードでは処理空気冷却器として作用)3
00に設けられた第5の冷媒出入口(冷房運転モードで
は冷媒液入口として作用)230aに接続され、冷媒経
路202中にまたは第5の冷媒出入口230aに隣接し
て絞り230が設けられている。さらに第3の冷媒空気
熱交換器300に設けられた第6の冷媒出入口(冷房運
転モードでは冷媒液出口として作用)240aは、冷媒
経路230、206によって第1の冷媒空気熱交換器の
第1の冷媒出入口(冷房運転モードでは冷媒液入口とし
て作用)210aに接続されている。なお、冷媒経路2
03と204との間には膨張弁270が設けられてい
る。Next, the refrigerant path will be described. In FIG. 1,
The flow of the refrigerant is set in the case of the cooling operation mode.
First, a first refrigerant air heat exchanger (acts as a refrigerant evaporator in the cooling operation mode) 210 along the refrigerant flow path
The refrigerant path 207 connected to the second refrigerant inlet / outlet (acting as a refrigerant gas outlet in the cooling operation mode) 210b is
The first refrigerant-air heat exchanger is connected to a compressor 260 that compresses the refrigerant that has evaporated into gas. Refrigerant compressor 2
60 is a second refrigerant-air heat exchanger (acts as a refrigerant condenser in the cooling operation mode) 220 through the refrigerant path 201.
Is connected to a third refrigerant inlet / outlet (operating as a refrigerant gas inlet in the cooling operation mode) 220a provided in the cooling air supply mode.
Further, a fourth refrigerant inlet / outlet provided in the second refrigerant air heat exchanger (acts as a refrigerant liquid outlet in the cooling operation mode) 2
Reference numeral 20b denotes a third refrigerant air heat exchanger (acting as a processing air cooler in the cooling operation mode) by the refrigerant passage 202.
A throttle 230 is provided in the refrigerant passage 202 or adjacent to the fifth refrigerant port 230a, which is connected to a fifth refrigerant port 230a (acting as a refrigerant liquid inlet in the cooling operation mode) provided at 00. Further, a sixth refrigerant inlet / outlet (acting as a refrigerant liquid outlet in the cooling operation mode) 240a provided in the third refrigerant / air heat exchanger 300 is connected to the first refrigerant / air heat exchanger of the first refrigerant / air heat exchanger by refrigerant paths 230 and 206. (Acting as a refrigerant liquid inlet in the cooling operation mode) 210a. Note that the refrigerant path 2
An expansion valve 270 is provided between 03 and 204.
【0026】ここで、冷媒圧縮機260は冷媒吸込口2
60aと冷媒吐出口260bとを有しており、第2の冷
媒出入口210bに接続された冷媒経路207が、冷媒
吸込口260aと冷媒吐出口260bとのいずれかと選
択的に接続されるように、さらに冷媒経路201が、冷
媒吸込口260aと冷媒吐出口260bのうち、冷媒経
路207と接続されなかった方の冷媒口に接続されるよ
うにする、第1の切り換え機構である4方弁265が設
けられている。さらに説明すれば、冷媒吸込口260a
には冷媒経路262が、冷媒吐出口260bには冷媒経
路261が接続されており、4方弁265は、冷媒経路
207と262とを連通させ、且つ冷媒経路261と2
01とを連通させる場合と(冷房運転モード、除湿運転
モード、除霜運転モード)、冷媒経路207と261と
を連通させ、且つ冷媒経路262と201とを連通させ
る場合と(暖房運転モード)とを選択的に切り換えがで
きるように構成されている(図7の表を参照)。Here, the refrigerant compressor 260 is connected to the refrigerant inlet 2
60a and a refrigerant discharge port 260b, so that the refrigerant path 207 connected to the second refrigerant port 210b is selectively connected to either the refrigerant suction port 260a or the refrigerant discharge port 260b. Further, a four-way valve 265 serving as a first switching mechanism for connecting the refrigerant path 201 to the refrigerant port of the refrigerant suction port 260a and the refrigerant discharge port 260b that is not connected to the refrigerant path 207 is provided. Is provided. More specifically, the refrigerant suction port 260a
Is connected to the refrigerant path 262, and the refrigerant discharge port 260b is connected to the refrigerant path 261. The four-way valve 265 connects the refrigerant paths 207 and 262, and
01 (cooling operation mode, dehumidification operation mode, defrosting operation mode), communication between the refrigerant paths 207 and 261 and communication between the refrigerant paths 262 and 201 (heating operation mode) Can be selectively switched (see the table in FIG. 7).
【0027】また、図1の実施の形態では第2の切り換
え機構である4方弁280が、第3の冷媒空気熱交換器
300に隣接して設けられており、冷媒経路202が第
3の冷媒空気熱交換器300の第5の冷媒出入口230
aと第6の冷媒出入口240aとのいずれかと選択的に
接続されるように、さらに冷媒経路206が、第5の冷
媒出入口230aと第6の冷媒出入口240aとのう
ち、冷媒経路202と接続されなかった方の冷媒出入口
に接続されるようにする。さらに説明すれば、第5の冷
媒出入口230aには冷媒経路205が、第6の冷媒出
入口240aには冷媒経路204が接続され、さらに膨
張弁270を介して冷媒経路203が接続されており、
4方弁280は、冷媒経路202と冷媒経路205とを
連通させ、且つ冷媒経路204、203と冷媒経路20
6とを連通させる場合と(冷房運転モード、除湿運転モ
ード)、冷媒経路202と203とを連通させ、且つ冷
媒経路205と206とを連通させる場合(暖房運転モ
ード、除霜運転モード)とを選択的に切り換えができる
ように構成されている(図7の表を参照)。In the embodiment shown in FIG. 1, a four-way valve 280 as a second switching mechanism is provided adjacent to the third refrigerant air heat exchanger 300, and the refrigerant path 202 is connected to the third refrigerant air heat exchanger 300. Fifth refrigerant port 230 of refrigerant air heat exchanger 300
a and the sixth refrigerant port 240a, the refrigerant path 206 is further connected to the refrigerant path 202 of the fifth refrigerant port 230a and the sixth refrigerant port 240a. So that it is connected to the refrigerant inlet / outlet. More specifically, a refrigerant path 205 is connected to the fifth refrigerant port 230a, a refrigerant path 204 is connected to the sixth refrigerant port 240a, and a refrigerant path 203 is connected via an expansion valve 270.
The four-way valve 280 connects the refrigerant path 202 and the refrigerant path 205 and connects the refrigerant paths 204 and 203 to the refrigerant path 20.
6 (cooling operation mode, dehumidification operation mode), and communication between the refrigerant paths 202 and 203 and communication between the refrigerant paths 205 and 206 (heating operation mode, defrost operation mode). It is configured such that it can be selectively switched (see the table in FIG. 7).
【0028】ここで、バイパス弁としての3方弁145
の接続関係について説明する。3方弁145の空気入口
側は空気経路129が接続されており、分岐する2つの
出口の一方には空気経路130Aが接続されており、空
気を熱交換器121に導くようになっており、2つの出
口の他方には空気経路130Bが接続されており、空気
を熱交換器121をバイパスして排気に導くようになっ
ている。空気経路129は、空気経路130A(冷房運
転モード、除湿運転モード)と連通させる場合と、空気
経路130B(暖房運転モード、除霜運転モード)と連
通させる場合とを、選択的に切り換えられるように構成
されている(図7の表を参照)。Here, a three-way valve 145 as a bypass valve
Will be described. An air path 129 is connected to the air inlet side of the three-way valve 145, and an air path 130 </ b> A is connected to one of the two branching outlets to guide air to the heat exchanger 121. An air path 130B is connected to the other of the two outlets, and the air is guided to the exhaust by bypassing the heat exchanger 121. The air path 129 can be selectively switched between communicating with the air path 130A (cooling operation mode, dehumidifying operation mode) and communicating with the air path 130B (heating operation mode, defrosting operation mode). (See table in FIG. 7).
【0029】デシカントロータ103は、図12に示す
ように回転軸AX回りに回転する厚い円盤状のロータと
して形成されており、そのロータ中には、気体が通過で
きるような隙間をもってデシカントが充填されている。
例えばチューブ状の乾燥エレメント103aを、その中
心軸が回転軸AXと平行になるように多数束ねて構成し
ている。このロータは回転軸AX回りに一方向に回転
し、また処理空気Aと再生空気Bとが回転軸AXに平行
に流れ込み流れ出るように構成されている。各乾燥エレ
メント103aは、ロータ103が回転するにつれて、
処理空気A及び再生空気Bと交互に接触するように配置
される。なお図12では、デシカントロータ103の外
周部の一部を破断して示してある。図ではデシカントロ
ータ103の外周部と乾燥エレメント103aの一部に
隙間があるかのように図示されているが、実際には乾燥
エレメント103aは束になって円盤全体にぎっしりと
詰まっている。一般に処理空気A(図中白抜き矢印で示
す)と再生空気B(図中黒塗りつぶし矢印で示す)と
は、回転軸AXに平行に、それぞれ円形のデシカントロ
ータ103のほぼ半分の領域を、対向流形式で流れるよ
うに構成されている。As shown in FIG. 12, the desiccant rotor 103 is formed as a thick disk-shaped rotor that rotates around the rotation axis AX, and the rotor is filled with a desiccant with a gap through which gas can pass. ing.
For example, a large number of tubular drying elements 103a are bundled so that the central axis thereof is parallel to the rotation axis AX. The rotor rotates in one direction around the rotation axis AX, and the processing air A and the regeneration air B flow in and out in parallel with the rotation axis AX. Each drying element 103a, as the rotor 103 rotates,
The processing air A and the regeneration air B are arranged so as to come into contact alternately. In FIG. 12, a part of the outer peripheral portion of the desiccant rotor 103 is shown broken. Although the figure shows a gap between the outer periphery of the desiccant rotor 103 and a part of the drying element 103a, the drying elements 103a are actually bundled and tightly packed in the entire disk. In general, the processing air A (indicated by a white arrow in the figure) and the regeneration air B (indicated by a black solid arrow in the figure) face substantially half of the circular desiccant rotor 103 in parallel with the rotation axis AX. It is configured to flow in a flow format.
【0030】デシカントは、チューブ状の乾燥エレメン
ト103a中に充填してもよいし、チューブ状乾燥エレ
メント103aそのものをデシカントで形成してもよい
し、乾燥エレメント103aにデシカントを塗布しても
よいし、乾燥エレメント103aを多孔質の材料で構成
し、その材料にデシカントを含ませてもよい。乾燥エレ
メント103aは、図示のように断面が円形の筒状に形
成してもよいし、六角形の筒状に形成し、束ねて全体と
してハニカム状に構成してもよい。いずれにしても、円
盤状のロータ103の厚さ方向に、空気は流れるように
構成されている。The desiccant may be filled in the tubular drying element 103a, the tubular drying element 103a itself may be formed of a desiccant, or the desiccant may be applied to the drying element 103a. The drying element 103a may be made of a porous material, and the material may contain a desiccant. The drying element 103a may be formed in a cylindrical shape having a circular cross section as shown in the figure, or may be formed in a hexagonal cylindrical shape and bundled to form a honeycomb shape as a whole. In any case, the air is configured to flow in the thickness direction of the disk-shaped rotor 103.
【0031】熱交換器121としては、大量の再生空気
を通過させなければならないので、例えば図13に示す
ように、低温の再生空気B1と高温の再生空気B2とを
直交して流す直交流型の熱交換器や、図12のデシカン
トロータと類似した構造で、乾燥エレメントの代わりに
熱容量の大きい蓄熱材を充填した回転熱交換器を用い
る。このときは、図12の処理空気Aに低温再生空気B
1が、再生空気Bに高温再生空気B2が対応する。Since the heat exchanger 121 must pass a large amount of regeneration air, for example, as shown in FIG. 13, a cross-flow type in which low-temperature regeneration air B1 and high-temperature regeneration air B2 flow orthogonally. A rotary heat exchanger filled with a heat storage material having a large heat capacity is used in place of the drying element in a structure similar to that of the heat exchanger of FIG. At this time, the processing air A in FIG.
1 corresponds to the regeneration air B and the high-temperature regeneration air B2.
【0032】次に図2を参照して、ヒートポンプHP1
に利用して好適な第3の冷媒空気熱交換器としての熱交
換器の構成を説明する。図中、熱交換器300は、処理
空気Aを流す第1の区画310と、冷却流体である外気
を流す第2の区画320とが、1枚の隔壁301を介し
て隣接して設けられている。Next, referring to FIG. 2, heat pump HP1
The configuration of a heat exchanger as a third refrigerant air heat exchanger suitable for use in the present invention will be described. In the figure, a heat exchanger 300 has a first section 310 through which process air A flows, and a second section 320 through which outside air, which is a cooling fluid, flows. I have.
【0033】第1の区画310と第2の区画及び隔壁3
01を貫通して、冷媒250を流す、流体流路としての
熱交換チューブが複数本ほぼ水平に設けられている。こ
の熱交換チューブは、第1の区画を貫通している部分は
第1の流体流路としての蒸発セクション251(複数の
蒸発セクションを251A、251B、251Cとす
る)であり、第2の区画を貫通している部分は第2の流
体流路としての凝縮セクション252(複数の凝縮セク
ションを252A、252B、252Cとする)であ
る。First section 310, second section and partition 3
A plurality of heat exchange tubes as fluid passages, through which the refrigerant 250 flows, are provided substantially horizontally. In this heat exchange tube, a portion penetrating the first section is an evaporating section 251 (a plurality of evaporating sections are 251A, 251B, and 251C) as a first fluid flow path, and a second section is formed. The portion penetrating is the condensing section 252 (the plurality of condensing sections are 252A, 252B, 252C) as the second fluid flow path.
【0034】図2に示す熱交換器の形態では、蒸発セク
ション251Aと凝縮セクション252Aとは、1本の
チューブで一体の流路として構成されている。蒸発セク
ション251B、Cと凝縮セクション252B、Cとに
ついても同様である。したがって、第1の区画310と
第2の区画320とが、1枚の隔壁301を介して隣接
して設けられていることと相まって、熱交換器300を
全体として小型コンパクトに形成することができる。In the form of the heat exchanger shown in FIG. 2, the evaporating section 251A and the condensing section 252A are formed as an integral flow path by one tube. The same applies to the evaporating sections 251B, C and the condensing sections 252B, C. Therefore, in combination with the fact that the first section 310 and the second section 320 are provided adjacent to each other with one partition wall 301 interposed therebetween, the heat exchanger 300 can be formed to be small and compact as a whole. .
【0035】図2の熱交換器の形態では、蒸発セクショ
ンは図中上から251A、251B、251Cの順番で
並んでおり、凝縮セクションも図中上から252A、2
52B、252Cの順番で並んでいる。In the form of the heat exchanger shown in FIG. 2, the evaporating sections are arranged in the order of 251A, 251B, 251C from the top in the figure, and the condensing sections are also 252A, 252A, 2B from the top in the figure.
52B and 252C.
【0036】一方、処理空気Aは、図中で第1の区画に
ダクト109を通して上から入り下から流出するように
構成されている。また、冷却流体である外気は、図中で
第2の区画にダクト171を通して下から入り上から流
出するように構成されている。On the other hand, the processing air A is configured to enter the first section in FIG. The outside air, which is a cooling fluid, is configured to enter the second section in the drawing through the duct 171 from below and flow out from above.
【0037】さらに、第2の区画には、その上部、凝縮
セクション252を構成する熱交換チューブの上方に、
散水パイプ325が配置されている。散水パイプ325
には、適切な間隔でノズル327が取り付けられてお
り、散水パイプ325中を流れる水を凝縮セクション2
52を構成する熱交換チューブに散布するように構成さ
れている。Further, in the second section, the upper part thereof, above the heat exchange tube constituting the condensing section 252,
A watering pipe 325 is arranged. Watering pipe 325
Are provided with nozzles 327 at appropriate intervals to condense the water flowing in the watering pipe 325 to the condensing section 2.
It is configured to spray to the heat exchange tube constituting 52.
【0038】また、第2の区画の第2の流体である冷却
流体の入り口には気化加湿器165が設置されている。
気化加湿器165は、例えばセラミックペーパーや不織
布のように、吸湿性がありしかも通気性のある材料で構
成されている。A vaporizing humidifier 165 is provided at the entrance of the cooling fluid, which is the second fluid, in the second section.
The vaporizing humidifier 165 is made of a material that has a hygroscopic property and a gas permeability, such as a ceramic paper and a nonwoven fabric.
【0039】ここで、蒸発セクション251での蒸発圧
力、ひいては凝縮セクション252に於ける凝縮圧力、
即ち第2の圧力は、処理空気Aの温度と冷却流体である
外気の温度とによって定まる。図2に示す熱交換器30
0は、蒸発伝熱と凝縮伝熱とを利用しているので、熱伝
達率が非常に優れており、熱交換効率が非常に高い。ま
た冷媒は、蒸発セクション251から凝縮セクション2
52に向けて貫流するので、即ちほぼ一方向に強制的に
流されるので、処理空気と冷却流体としての外気との間
の熱交換効率が高い。ここで、熱交換効率φとは、高温
側の流体の熱交換器入り口温度をTP1、出口温度をT
P2、低温側の流体の熱交換器入り口温度をTC1、出
口温度をTC2としたとき、高温側の流体の冷却に注目
した場合、即ち熱交換の目的が冷却の場合は、φ=(T
P1−TP2)/(TP1−TC1)、低温の流体の加
熱に注目した場合、即ち熱交換の目的が加熱の場合は、
φ=(TC2−TC1)/(TP1−TC1)と定義さ
れるものである。Here, the evaporation pressure in the evaporation section 251 and, consequently, the condensation pressure in the condensation section 252,
That is, the second pressure is determined by the temperature of the processing air A and the temperature of the outside air that is the cooling fluid. The heat exchanger 30 shown in FIG.
No. 0 uses the evaporation heat transfer and the condensation heat transfer, so that the heat transfer coefficient is very excellent and the heat exchange efficiency is very high. In addition, the refrigerant flows from the evaporation section 251 to the condensation section 2.
Since it flows toward 52, that is, it is forced to flow in almost one direction, the heat exchange efficiency between the processing air and the outside air as the cooling fluid is high. Here, the heat exchange efficiency φ means that the inlet temperature of the heat exchanger on the high-temperature side fluid is TP1 and the outlet temperature is T
P2, when the inlet temperature of the heat exchanger of the fluid on the low temperature side is TC1 and the outlet temperature is TC2, when attention is paid to cooling of the fluid on the high temperature side, that is, when the purpose of heat exchange is cooling, φ = (T
P1-TP2) / (TP1-TC1), when attention is paid to heating of a low-temperature fluid, that is, when the purpose of heat exchange is heating,
φ = (TC2−TC1) / (TP1−TC1).
【0040】蒸発セクション251、凝縮セクション2
52を構成する熱交換チューブの内面には、ライフル銃
の銃身の内面にある線状溝のようなスパイラル溝を形成
する等により高性能伝熱面とするのが好ましい。内部を
流れる冷媒液は、通常は内面を濡らすように流れるが、
スパイラル溝を形成すれば、その流れの境界層が乱され
るので熱伝達率が高くなる。Evaporation section 251, condensation section 2
It is preferable to form a high-performance heat transfer surface by forming a spiral groove such as a linear groove on the inner surface of the barrel of the rifle gun on the inner surface of the heat exchange tube constituting 52. The refrigerant liquid flowing inside usually flows so as to wet the inner surface,
When the spiral groove is formed, the heat transfer coefficient is increased because the boundary layer of the flow is disturbed.
【0041】また、第1の区画には処理空気が流れる
が、熱交換チューブの外側に取り付けるフィンは、ルー
バー状に加工して流体の流れを乱すようにするのが好ま
しい。第2の区画に、外気は流すが水を散布しないとき
は、同様にフィンは流体の流れを乱すように構成するの
が好ましい。ただし、水を散布する場合は、フラットプ
レートフィンとして、さらに耐食コーティングを施すの
が好ましい。水中に混入している可能性のある腐食物質
が、蒸発により凝縮濃縮してフィン乃至はチューブを腐
食しないようにするためである。また、フィンはアルミ
ニウムまたは銅を用いるのが好ましい。Although the processing air flows through the first section, it is preferable that the fin mounted on the outside of the heat exchange tube is processed into a louver shape so as to disturb the flow of the fluid. Preferably, the fins are similarly configured to disrupt the flow of fluid when the outside air flows into the second compartment but does not spray water. However, when water is sprayed, it is preferable to further provide a corrosion-resistant coating as flat plate fins. This is to prevent corrosive substances possibly mixed in the water from condensing and condensing by evaporation to corrode the fins or tubes. The fins are preferably made of aluminum or copper.
【0042】ここでは、冷媒は蒸発セクション251側
から凝縮セクション252側に一方向に貫流するものと
して説明したが、たとえば蒸発セクション251と凝縮
セクション252とを両端が閉じた1本のチューブで、
いわゆるヒートパイプとして形成し、凝縮セクション2
52で凝縮した冷媒は毛細管現象等を利用して蒸発セク
ション251に戻し、ここで再び蒸発させ、このように
1本のチューブ内で冷媒が循環するように構成してもよ
い。このときも、やはり蒸発伝熱と凝縮伝熱を利用する
ことに変わりはなく、高い熱伝達率を享受できるし、処
理空気と冷却流体との熱交換をする熱交換器として構造
が単純になるという利点がある。Here, it has been described that the refrigerant flows in one direction from the evaporating section 251 side to the condensing section 252 side. However, for example, a single tube having both ends closed, the evaporating section 251 and the condensing section 252,
Formed as a so-called heat pipe, condensing section 2
The refrigerant condensed in 52 may be returned to the evaporating section 251 by utilizing a capillary phenomenon or the like, where it is evaporated again, and thus the refrigerant may be circulated in one tube. At this time, the heat transfer is still the same using the evaporation heat transfer and the condensation heat transfer, and the heat transfer coefficient can be enjoyed, and the structure becomes simple as a heat exchanger for exchanging heat between the processing air and the cooling fluid. There is an advantage.
【0043】図4を参照して、また構成については適宜
図1を参照して、まず第1の実施の形態の作用を冷房運
転モードの場合で説明する。図4中、アルファベット記
号D、E、K〜N、Q〜Xにより、各部における空気の
状態を示す。この記号は、図1のフロー図中で丸で囲ん
だアルファベットに対応する。The operation of the first embodiment will be described first in the case of the cooling operation mode with reference to FIG. In FIG. 4, the state of air in each part is indicated by alphabetic symbols D, E, K to N, and Q to X. This symbol corresponds to the circled alphabet in the flow diagram of FIG.
【0044】先ず処理空気Aの流れを説明する。図4に
おいて、空調空間101からの処理空気(状態K)は、
処理空気経路107を通して、送風機102により吸い
込まれ、処理空気経路108を通してデシカントロータ
103に送り込まれる。ここで乾燥エレメント103a
(図12)中のデシカントにより水分を吸着されて絶対
湿度を下げるとともに、デシカントの吸着熱により乾球
温度を上げて状態Lに到る。この空気は処理空気経路1
09を通して処理空気冷却器300の第1の区画310
に送られ、ここで絶対湿度一定のまま蒸発セクション2
51(図2)内で蒸発する冷媒により冷却され状態Mの
空気になり、経路110を通して冷却器210に入る。
ここでやはり絶対湿度一定でさらに冷却されて状態Nの
空気になる。この空気は、乾燥し冷却され、適度な湿度
でかつ適度な温度の処理空気SAとして、ダクト111
を経由して空調空間101に戻される。First, the flow of the processing air A will be described. In FIG. 4, the processing air (state K) from the air-conditioned space 101 is:
The air is sucked by the blower 102 through the processing air path 107 and is sent to the desiccant rotor 103 through the processing air path 108. Here, the drying element 103a
Water is adsorbed by the desiccant in (FIG. 12) to lower the absolute humidity, and the dry bulb temperature is raised by the heat of adsorption of the desiccant to reach the state L. This air is treated air path 1
09 through the first section 310 of the process air cooler 300
Where the absolute humidity is constant and evaporation section 2
Cooled by the refrigerant evaporating in 51 (FIG. 2), it becomes air in the state M, and enters the cooler 210 through the path 110.
Here, the air is further cooled at a constant absolute humidity to be in the state N. This air is dried and cooled, and is treated as a treatment air SA having an appropriate humidity and an appropriate temperature as duct 111.
And is returned to the air-conditioned space 101.
【0045】次に再生空気Bの流れを説明する。図4に
おいて、屋外OAからの再生空気(状態Q)は、再生空
気経路124を通して吸い込まれ、熱交換器121に送
り込まれる。ここで排気すべき温度の高い再生空気(後
述の状態Uの空気)と熱交換して乾球温度を上昇させ状
態Rの空気になる。この空気は経路126を通して、第
2の冷媒空気熱交換器(再生空気から見れば加熱器)2
20に送り込まれ、ここで加熱されて乾球温度を上昇さ
せ状態Tの空気になる。この空気は経路127を通し
て、デシカントロータ103に送り込まれ、ここで乾燥
エレメント103a(図12)中のデシカントから水分
を奪いこれを再生して、自身は絶対湿度を上げるととも
に、デシカントの水分脱着熱により乾球温度を下げて状
態Uに到る。この空気は経路128を通して、再生空気
を循環するための送風機140に吸い込まれ、経路12
9、第3の切り換え機構である3方弁145を通して熱
交換器121に送り込まれ、先に説明したように、デシ
カントロータ103に送り込まれる前の再生空気(状態
Qの空気)と熱交換して、自身は温度を下げて状態Vの
空気となり、経路130を通して排気EXされる。Next, the flow of the regeneration air B will be described. In FIG. 4, the regeneration air (state Q) from the outdoor OA is sucked through the regeneration air path 124 and sent to the heat exchanger 121. Here, heat exchange is performed with the high-temperature regenerated air to be exhausted (air in state U described later) to raise the dry-bulb temperature to become air in state R. This air passes through a path 126 and passes through a second refrigerant air heat exchanger (a heater as viewed from the regeneration air) 2
20 and is heated here to increase the dry bulb temperature to become air in state T. This air is sent to the desiccant rotor 103 through the path 127, where it deprives the desiccant in the drying element 103a (FIG. 12) of water and regenerates it, thereby increasing the absolute humidity and increasing the heat of desiccant moisture desorption. The dry-bulb temperature is lowered to reach the state U. This air is sucked through a passage 128 into a blower 140 for circulating the regeneration air,
9. The heat is sent to the heat exchanger 121 through the three-way valve 145, which is the third switching mechanism, and exchanges heat with the regeneration air (air in the state Q) before being sent to the desiccant rotor 103, as described above. , Itself lowers in temperature to become air in the state V, and is exhausted EX through the passage 130.
【0046】次に冷却流体としての外気Cの流れを説明
する。外気C(状態Q)は、屋外OAから経路171を
通して処理空気冷却器300の第2の区画320に送り
込まれる。ここでは先ず加湿器165で水分を吸収し、
等エンタルピ変化をして絶対湿度を上げるとともに乾球
温度を下げて、状態Dの空気となる。状態Dは湿り蒸気
線図のほぼ飽和線上にある。この空気は、第2の区画3
20内でさらに散水パイプ325で供給される水を吸収
しつつ、凝縮セクション252内の冷媒を冷却する。こ
の空気は、ほぼ飽和線にそって絶対湿度と乾球温度を上
昇させ、状態Eの空気になり、経路172を通して、経
路172の途中に設けられている送風機160により排
気EXされる。Next, the flow of the outside air C as the cooling fluid will be described. The outside air C (state Q) is sent from the outdoor OA to the second section 320 of the process air cooler 300 through the path 171. Here, first, moisture is absorbed by the humidifier 165,
By changing the isenthalpy and increasing the absolute humidity and lowering the dry-bulb temperature, the air becomes state D. State D is almost on the saturation line of the wet vapor diagram. This air is supplied to the second compartment 3
The cooling medium in the condensing section 252 is cooled while absorbing the water supplied by the watering pipe 325 in the inside 20. This air rises in absolute humidity and dry-bulb temperature substantially along the saturation line, becomes air in state E, and is exhausted EX through the passage 172 by the blower 160 provided in the middle of the passage 172.
【0047】ここでさらに図4を参照して、加湿器16
5、散水パイプ325の作用を説明する。以上のような
空調装置では、図4の湿り空気線図上に示す空気側のサ
イクルで判るように、該装置のデシカントの再生のため
に再生空気に加えられた熱量をΔH、処理空気から汲み
上げる熱量をΔq、圧縮機の駆動エネルギーをΔhとす
ると、ΔH=Δq+Δhである。この熱量ΔHによる再
生の結果得られる冷房効果ΔQは、水分吸着後の処理空
気(状態L)と熱交換させる外気(状態Q)の温度が低
いほど大きくなる。即ち図中ΔQ−Δqが大きくなるほ
ど大きくなる。したがって、冷却流体としての外気に散
水等するのは冷房効果を高めるのに有用である。図4中
で、状態M’と状態N’として示した点は、気化加湿器
165と散水パイプ325を用いない場合の、それぞれ
状態M、状態Nの位置を概念的に示したものである。Referring now to FIG.
5. The operation of the watering pipe 325 will be described. In the air conditioner as described above, as shown in the cycle on the air side shown in the psychrometric chart of FIG. 4, the amount of heat added to the regeneration air for regeneration of the desiccant of the device is pumped from the processing air by ΔH. Assuming that the heat amount is Δq and the driving energy of the compressor is Δh, ΔH = Δq + Δh. The cooling effect ΔQ obtained as a result of the regeneration based on the heat quantity ΔH increases as the temperature of the outside air (state Q) to be heat-exchanged with the treated air (state L) after the adsorption of moisture is lower. That is, it becomes larger as ΔQ−Δq becomes larger in the figure. Therefore, spraying water on the outside air as the cooling fluid is useful for enhancing the cooling effect. In FIG. 4, points indicated as state M ′ and state N ′ conceptually show the positions of state M and state N, respectively, when the vaporizing humidifier 165 and the sprinkling pipe 325 are not used.
【0048】次に先ず図1を参照して、各機器間の冷媒
の流れを説明し、続けて図3を参照して、ヒートポンプ
HP1の作用を説明する。Next, the flow of the refrigerant between the devices will be described first with reference to FIG. 1, and then the operation of the heat pump HP1 will be described with reference to FIG.
【0049】先ず第1の切り換え機構である4方弁26
5、第2の切り換え機構である4方弁280、第3の切
り換え機構である3方弁が、冷房運転モードに設定され
ている場合を説明する。図1において、冷媒圧縮機26
0により圧縮された冷媒ガスは、圧縮機の吐出口に接続
された冷媒ガス配管261、4方弁265、冷媒ガス配
管201を経由して第2の冷媒空気熱交換器(再生空気
加熱器、冷媒凝縮器)220に導かれる。圧縮機260
で圧縮された冷媒ガスは、圧縮熱により昇温しており、
この熱で第2の冷媒空気熱交換器220において再生空
気を加熱する。冷媒ガス自身は熱を奪われ凝縮する。First, the four-way valve 26 as the first switching mechanism
5. The case where the four-way valve 280 as the second switching mechanism and the three-way valve as the third switching mechanism are set to the cooling operation mode will be described. In FIG. 1, the refrigerant compressor 26
The refrigerant gas compressed by the refrigerant gas is supplied to the second refrigerant air heat exchanger (regeneration air heater, (Refrigerant condenser) 220. Compressor 260
The refrigerant gas compressed in is heated by the heat of compression,
This heat heats the regeneration air in the second refrigerant air heat exchanger 220. The refrigerant gas itself is deprived of heat and condenses.
【0050】第2の冷媒空気熱交換器220の冷媒出口
220bから出た冷媒液は、冷媒経路202、第2の切
り換え機構280、冷媒経路205を通って、第3の冷
媒空気熱交換器300の蒸発セクション251の入り口
に導かれる。冷媒経路205の途中、蒸発セクション2
51の入り口近傍には、ヘッダがありその中に絞り23
0が設けられている。但し絞り230は、ヘッダとは別
に冷媒経路205の途中に設けてもよい。The refrigerant liquid flowing out of the refrigerant outlet 220b of the second refrigerant air heat exchanger 220 passes through the refrigerant path 202, the second switching mechanism 280, and the refrigerant path 205, and passes through the third refrigerant air heat exchanger 300. To the entrance of the evaporating section 251. In the middle of the refrigerant path 205, the evaporation section 2
In the vicinity of the entrance 51, there is a header.
0 is provided. However, the throttle 230 may be provided in the middle of the coolant path 205 separately from the header.
【0051】第2の冷媒空気熱交換器220を出た液冷
媒は、絞り230で減圧され、膨張して一部の液冷媒が
蒸発(フラッシュ)する。その液とガスの混合した冷媒
は、蒸発セクション251に到り、ここで液冷媒は蒸発
セクションのチューブの内壁を濡らすように流れ蒸発し
て、第1の区画を流れる処理空気を冷却する。The liquid refrigerant that has exited the second refrigerant air heat exchanger 220 is decompressed by the throttle 230, expanded, and some of the liquid refrigerant evaporates (flashes). The liquid-gas mixed refrigerant reaches the evaporator section 251 where the liquid refrigerant flows and evaporates to wet the inner walls of the evaporator section tubes to cool the process air flowing through the first compartment.
【0052】蒸発セクション251と凝縮セクション2
52とは、一連のチューブである。即ち一体の流路とし
て構成されているので、蒸発した冷媒ガス(及び蒸発し
なかった冷媒液)は、凝縮セクション252に流入し
て、第2の区画を流れる外気及びスプレーされた水によ
り熱を奪われ凝縮する。Evaporation section 251 and condensation section 2
52 is a series of tubes. That is, since the refrigerant gas is configured as an integral flow path, the evaporated refrigerant gas (and the refrigerant liquid that has not evaporated) flows into the condensing section 252 and generates heat by the outside air flowing through the second section and the sprayed water. Deprived and condensed.
【0053】凝縮セクション252の出口側にはヘッダ
240が設けられており、ヘッダ240の冷媒出口24
0aは、冷媒液配管204、膨張弁270、4方弁28
0、冷媒経路206を介して第2の冷媒空気熱交換器2
10に接続されている。なお、膨張弁270の代わりに
固定絞りを設ける場合もある。そのときは、絞りは例え
ばヘッダ240の中に設けてもよいし、冷媒経路20
4、203のいずれかに設けてもよい。即ち、絞りある
いは膨張弁270の取付位置は、冷房モードだけを考え
れば、凝縮セクション252の直後から第2の冷媒空気
熱交換器210の入り口までのどこでもよいが、本実施
の形態では、他の運転モードも考慮して、凝縮セクショ
ン252の直後から4方弁280との間としている。但
し、第1の冷媒空気熱交換器210の入り口210aに
できるだけ近い位置にすれば、絞りまたは膨張弁270
の後の大気温度よりかなり低い冷媒のための配管保冷を
最小限にすることができる。凝縮セクション252で凝
縮した冷媒液は、絞りまたは膨張弁270で減圧され膨
張して温度を下げて、第1の冷媒空気熱交換器210に
入り蒸発し、その蒸発熱で処理空気を冷却する。第3の
冷媒空気熱交換器300の前後に設ける絞り230、2
70としては、例えばオリフィス、キャピラリチュー
ブ、膨張弁等を用いる。At the outlet side of the condensing section 252, a header 240 is provided.
0a is the refrigerant liquid pipe 204, the expansion valve 270, the four-way valve 28
0, the second refrigerant air heat exchanger 2 via the refrigerant path 206
10 is connected. Note that a fixed throttle may be provided in place of the expansion valve 270. In that case, the throttle may be provided, for example, in the header 240 or the refrigerant path 20.
4, 203. That is, the mounting position of the throttle or expansion valve 270 may be anywhere from immediately after the condensing section 252 to the entrance of the second refrigerant air heat exchanger 210, considering only the cooling mode. In consideration of the operation mode, the interval is set immediately after the condensing section 252 to the four-way valve 280. However, if the position is as close as possible to the inlet 210a of the first refrigerant air heat exchanger 210, the throttle or expansion valve 270
After that, the cooling of the piping for the refrigerant considerably lower than the ambient temperature can be minimized. The refrigerant liquid condensed in the condensing section 252 is decompressed and expanded by the throttle or expansion valve 270 to lower the temperature, enters the first refrigerant air heat exchanger 210 and evaporates, and cools the processing air by the heat of evaporation. Restrictors 230 provided before and after the third refrigerant air heat exchanger 300
As the 70, for example, an orifice, a capillary tube, an expansion valve, or the like is used.
【0054】図1の実施の形態では、第3の冷媒空気熱
交換器300の後に設ける絞りとして膨張弁270を用
いているが、先に説明したように膨張弁270は感温部
を2つ有している。図1に示す冷房運転モードでは、感
温部としては第1の冷媒空気熱交換器210と冷媒圧縮
機260との間の冷媒経路に取り付けた感温部275A
の方を活かしている。感温部275Aにより、冷房運転
モードでは冷媒蒸発器として用いられる第1の冷媒空気
熱交換器210から出てくる冷媒ガスの過熱度を検知し
て、冷媒ガスが乾きガスとなるように膨張弁270の開
度を調節する。In the embodiment shown in FIG. 1, the expansion valve 270 is used as the throttle provided after the third refrigerant air heat exchanger 300. However, as described above, the expansion valve 270 has two temperature sensing parts. Have. In the cooling operation mode shown in FIG. 1, the temperature sensing unit 275A attached to the refrigerant path between the first refrigerant air heat exchanger 210 and the refrigerant compressor 260 is used as the temperature sensing unit.
We make use of one. In the cooling operation mode, the temperature sensing section 275A detects the degree of superheat of the refrigerant gas coming out of the first refrigerant air heat exchanger 210 used as the refrigerant evaporator, and expands the expansion valve so that the refrigerant gas becomes a dry gas. Adjust the opening of 270.
【0055】第1の冷媒空気熱交換器210で蒸発して
ガス化した冷媒は、冷媒経路207、第1の切り換え機
構265、冷媒経路262を通って、冷媒圧縮機260
の吸込口260aに導かれ、以上のサイクルを繰り返
す。The refrigerant vaporized and gasified in the first refrigerant air heat exchanger 210 passes through the refrigerant path 207, the first switching mechanism 265, and the refrigerant path 262, and passes through the refrigerant compressor 260.
, And the above cycle is repeated.
【0056】次に図3を参照して、冷房運転モードにお
けるヒートポンプHP1の作用を説明する。図3は、冷
媒HFC134aを用いた場合のモリエ線図である。こ
の線図では横軸がエンタルピ、縦軸が圧力である。Next, the operation of the heat pump HP1 in the cooling operation mode will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a Mollier diagram when the refrigerant HFC134a is used. In this diagram, the horizontal axis is enthalpy and the vertical axis is pressure.
【0057】図中、点aは図1の第1の冷媒空気熱交換
器210の冷媒出口の状態であり、飽和ガスの状態にあ
る。圧力は4.2kg/cm2 、温度は10℃、エンタ
ルピは148.83kcal/kgである。このガスを
圧縮機260で吸込圧縮した状態、圧縮機260の吐出
口での状態が点bで示されている。この状態は、圧力が
19.3kg/cm2 、温度は78℃であり、過熱ガス
の状態にある。In the figure, point a is the state of the refrigerant outlet of the first refrigerant air heat exchanger 210 of FIG. 1 and is in the state of saturated gas. The pressure is 4.2 kg / cm 2 , the temperature is 10 ° C., and the enthalpy is 148.83 kcal / kg. The state where the gas is sucked and compressed by the compressor 260 and the state at the discharge port of the compressor 260 are indicated by a point b. In this state, the pressure is 19.3 kg / cm 2 , the temperature is 78 ° C., and the state is a superheated gas.
【0058】この冷媒ガスは、第2の冷媒空気熱交換器
220内で冷却され、モリエ線図上の点cに到る。この
点は飽和ガスの状態であり、圧力は19.3kg/cm
2 、温度は65℃である。この圧力下でさらに冷却され
凝縮して、点dに到る。この点は飽和液の状態であり、
圧力と温度は点cと同じく、圧力は19.3kg/cm
2 、温度は65℃、そしてエンタルピは122.97k
cal/kgである。This refrigerant gas is cooled in the second refrigerant air heat exchanger 220 and reaches a point c on the Mollier diagram. This point is a state of a saturated gas, and the pressure is 19.3 kg / cm.
2. The temperature is 65 ° C. Under this pressure, it is further cooled and condensed to reach point d. This point is the state of the saturated liquid,
The pressure and temperature are the same as at point c, and the pressure is 19.3 kg / cm
2. The temperature is 65 ° C and the enthalpy is 122.97k
cal / kg.
【0059】この冷媒液は、絞り230で減圧され熱交
換器である処理空気冷却器300の蒸発セクション25
1に流入する。モリエ線図上では、点eで示されてい
る。温度は約30℃になる。圧力は、本実施例では4.
2kg/cm2 と19.3kg/cm2 との中間の値、
即ち30℃に対応する飽和圧力となる。ここでは、一部
の液が蒸発して液とガスが混合した状態にある。蒸発セ
クション251内で、前記中間圧力下で冷媒液は蒸発し
て、同圧力で飽和液線と飽和ガス線の中間の点fに到
る。ここでは液は殆ど蒸発してしまっている。なお、点
eにおいては、冷媒液とガスとの割合は、30℃の飽和
圧力線が飽和液線と飽和ガス線を切る点のエンタルピと
点dのエンタルピの差の逆比となるので、図7から明ら
かなように、重量比では液の方が多い。しかしながら、
容積比ではガスの方が圧倒的に多いので、蒸発セクショ
ンでは大量のガスに液が混合して、その液が蒸発セクシ
ョンのチューブの内面を濡らすような状態にありながら
蒸発する。This refrigerant liquid is decompressed by the throttle 230 and is evaporated by the evaporating section 25 of the processing air cooler 300 which is a heat exchanger.
Flow into 1. On the Mollier diagram, it is indicated by a point e. The temperature will be about 30 ° C. The pressure is set to 4.
2 kg / cm 2 and a value between 19.3 kg / cm 2,
That is, the saturation pressure corresponds to 30 ° C. Here, a part of the liquid is evaporated and the liquid and the gas are mixed. In the evaporating section 251, the refrigerant liquid evaporates under the intermediate pressure and reaches a point f between the saturated liquid line and the saturated gas line at the same pressure. Here, the liquid has almost completely evaporated. At the point e, the ratio between the refrigerant liquid and the gas is the inverse ratio of the difference between the enthalpy at the point where the saturated pressure line at 30 ° C. crosses the saturated liquid line and the saturated gas line and the enthalpy at the point d. As is clear from FIG. 7, the liquid is larger in weight ratio. However,
Since the gas is predominant in volume ratio, the liquid is mixed with a large amount of gas in the evaporating section, and the liquid evaporates while the liquid wets the inner surface of the tube of the evaporating section.
【0060】点fで示される状態の冷媒が、凝縮セクシ
ョン252に流入する。凝縮セクション252では、冷
媒は第2の区画を流れる外気及び/又はスプレーされた
水により熱を奪われ、点gに到る。この点はモリエ線図
では飽和液線上にある。温度は30℃、エンタルピは1
09.99kcal/kgである。The refrigerant in the state indicated by the point f flows into the condensation section 252. In the condensing section 252, the refrigerant is deprived of heat by the outside air and / or sprayed water flowing through the second compartment and reaches point g. This point is on the saturated liquid line in the Mollier diagram. Temperature 30 ° C, enthalpy 1
It is 09.99 kcal / kg.
【0061】点gの冷媒液は、絞り240で、温度10
℃の飽和圧力である4.2kg/cm2 まで減圧され、
10℃の冷媒液とガスの混合物として第1の冷媒空気熱
交換器210に到り、ここで処理空気から熱を奪い、蒸
発してモリエ線図上の点aの状態の飽和ガスとなり、再
び圧縮機260に吸入され、以上のサイクルを繰り返
す。The refrigerant liquid at point g is passed through a throttle 240 and
The pressure was reduced to a saturation pressure of 4.2 kg / cm 2 ,
As a mixture of the refrigerant liquid and the gas at 10 ° C., the heat reaches the first refrigerant air heat exchanger 210, where it deprives the processing air of heat and evaporates to become a saturated gas in the state of the point a on the Mollier diagram. It is sucked into the compressor 260 and the above cycle is repeated.
【0062】以上説明したように、第3の冷媒空気熱交
換器300内では、冷媒は蒸発セクション251では点
eから点fまでの蒸発を、凝縮セクション252では、
点fから点gまでの状態変化をしており、蒸発伝熱と凝
縮伝熱であるため、熱伝達率が非常に高い。As described above, in the third refrigerant air heat exchanger 300, the refrigerant evaporates from the point e to the point f in the evaporating section 251 and evaporates in the condensing section 252.
Since the state changes from the point f to the point g and the heat transfer is the evaporation heat transfer and the condensation heat transfer, the heat transfer coefficient is very high.
【0063】さらに、第1の冷媒空気熱交換器210、
圧縮機260、第2の冷媒空気熱交換器220、及び膨
張弁270を含む圧縮ヒートポンプとしては、第3の冷
媒空気熱交換器300を設けない場合は、冷房運転モー
ドの場合、第2の冷媒空気熱交換器220における点d
の状態の冷媒を、膨張弁270を介して第1の冷媒空気
熱交換器210に戻すため、第1の冷媒空気熱交換器2
10で利用できるエンタルピ差は148.83−12
2.97=25.86kcal/kgしかないのに対し
て、第3の冷媒空気熱交換器300を設けた本実施の形
態で用いるヒートポンプHP1の場合は、148.83
−109.99=38.84kcal/kgになり、同
一冷却負荷に対して圧縮機に循環するガス量を、ひいて
は所要動力を33%も小さくすることができる。すなわ
ち、圧縮機260が単段型であっても、2段型で中間段
にフラッシュガスを吸入させるエコノマイザと同様な作
用を持たせることができる。むしろ、高圧段にフラッシ
ュガスを吸入させる必要がないところから、2段型より
も高いCOPを達成できる。Further, the first refrigerant air heat exchanger 210,
When the third refrigerant air heat exchanger 300 is not provided as the compression heat pump including the compressor 260, the second refrigerant air heat exchanger 220, and the expansion valve 270, in the cooling operation mode, the second refrigerant Point d in the air heat exchanger 220
Is returned to the first refrigerant air heat exchanger 210 via the expansion valve 270, the first refrigerant air heat exchanger 2
The enthalpy difference available for 10 is 148.83-12
Whereas there is only 2.97 = 25.86 kcal / kg, in the case of the heat pump HP1 used in the present embodiment provided with the third refrigerant air heat exchanger 300, it is 148.83.
-109.99 = 38.84 kcal / kg, and the amount of gas circulating through the compressor for the same cooling load, and consequently the required power, can be reduced by 33%. That is, even if the compressor 260 is of a single-stage type, it can have the same effect as an economizer that is a two-stage type and in which flash gas is sucked into an intermediate stage. Rather, since there is no need to inhale the flash gas into the high pressure stage, a higher COP can be achieved than with the two-stage type.
【0064】次に同じく図1を参照して、除湿運転モー
ドの場合を説明する。除湿運転モードでは、第1の切り
換え機構265、第2の切り換え機構280、第3の切
り換え機構145の接続関係は冷房運転モードと同様で
ある。また、デシカントロータ103、送風機102、
送風機140、圧縮機260は、運転されているが、送
風機160は停止され、水スプレイ325は作動してい
ない。このときは、図1において、冷却流体である外気
Cが流れておらず、水も第2の区画320に散布されな
いので、絞り230と膨張弁270の間で冷媒から熱が
奪われることがない。もっとも過渡的には、第1の区画
310を流れる処理空気により、冷媒は加熱(または冷
却)されるかもしれないが、結局は絞り230と膨張弁
270の間での冷媒の蒸発温度が処理空気の温度と同レ
ベルとなってバランスして、熱の出入りはなくなる。し
たがって、図4の湿り空気線図で考えれば、状態Lと状
態Mとの間の冷却がなくなり、処理空気はデシカントロ
ータ103により除湿された後に第1の冷媒空気熱交換
器210による冷却がされるだけになるので、処理空気
の空調空間に戻される状態は、状態Kと比べて絶対湿度
が低く、乾球温度は状態Kとあまり変わらない状態とな
る。即ちこの運転モードは、基本的に除湿運転モードで
ある。Next, the case of the dehumidifying operation mode will be described with reference to FIG. In the dehumidifying operation mode, the connection relationship among the first switching mechanism 265, the second switching mechanism 280, and the third switching mechanism 145 is the same as in the cooling operation mode. Also, desiccant rotor 103, blower 102,
The blower 140 and the compressor 260 are operating, but the blower 160 is stopped and the water spray 325 is not operating. At this time, in FIG. 1, the outside air C as the cooling fluid does not flow, and water is not sprayed to the second section 320, so that heat is not taken from the refrigerant between the throttle 230 and the expansion valve 270. . Most transiently, the process air flowing through the first section 310 may heat (or cool) the refrigerant, but eventually the vaporization temperature of the refrigerant between the restrictor 230 and the expansion valve 270 will increase. The temperature will be at the same level as the temperature and will be balanced, so that no heat will flow in and out. Therefore, considering the psychrometric chart of FIG. 4, there is no cooling between the state L and the state M, and the processing air is dehumidified by the desiccant rotor 103 and then cooled by the first refrigerant air heat exchanger 210. Therefore, the state in which the treated air is returned to the air-conditioned space has a lower absolute humidity than the state K, and the dry-bulb temperature is not much different from the state K. That is, this operation mode is basically a dehumidification operation mode.
【0065】次に図5を参照して暖房運転モードを説明
する。暖房運転モードでは、第1の切り換え機構26
5、第2の切り換え機構280及び第3の切り換え機構
145は先に説明した通り、図5に示すような接続関係
にある。また、送風機102、送風機140、圧縮機2
60は、運転されているが、デシカントロータ103、
送風機160は停止され、水スプレイ325は作動して
いない。膨張弁270の感温部は、第2の冷媒空気熱交
換器220と冷媒圧縮機260との間の冷媒経路に設置
された感温部275Bが活かされている。Next, the heating operation mode will be described with reference to FIG. In the heating operation mode, the first switching mechanism 26
5, the second switching mechanism 280 and the third switching mechanism 145 are connected as shown in FIG. 5 as described above. Further, the blower 102, the blower 140, the compressor 2
60 is operating, but the desiccant rotor 103,
Blower 160 is turned off and water spray 325 is not running. The temperature sensing part of the expansion valve 270 utilizes a temperature sensing part 275B installed in the refrigerant path between the second refrigerant air heat exchanger 220 and the refrigerant compressor 260.
【0066】図5において、冷媒圧縮機260の吐出口
260bから吐出された冷媒は、冷媒経路261、4方
弁265、冷媒経路207を通して第2の冷媒出入口2
10bに送られ、第1の冷媒空気熱交換器(暖房運転モ
ードでは冷媒凝縮器として作用)210で熱を放出して
凝縮する。この熱で第1の冷媒空気熱交換器210で冷
媒と熱交換関係にある処理空気を加熱する。In FIG. 5, the refrigerant discharged from the discharge port 260 b of the refrigerant compressor 260 passes through the refrigerant path 261, the four-way valve 265, and the refrigerant path 207 to the second refrigerant port 2.
The heat is conveyed to a first refrigerant air heat exchanger (which acts as a refrigerant condenser in a heating operation mode) 210 and is condensed by releasing the heat. With this heat, the first air-refrigerant heat exchanger 210 heats the processing air that is in a heat exchange relationship with the refrigerant.
【0067】第1の冷媒空気熱交換器210で凝縮した
冷媒は、冷媒経路206、4方弁280、冷媒経路20
5を通して、第3の冷媒空気熱交換器300に送られ
る。暖房運転モードでは送風機160が運転されていな
いので、冷媒は特に他の流体と熱交換することなく第3
の冷媒空気熱交換器300をそのまま素通りして、冷媒
経路204、膨張弁270、冷媒経路203、4方弁2
80、冷媒経路202を通って、第2の冷媒空気熱交換
器(暖房運転モードでは冷媒蒸発器として作用)220
に送られる。第2の冷媒空気熱交換器220では、熱を
得て蒸発する。この熱は、冷房時には再生空気として用
いられる外気から得る。冷媒と熱交換関係にあるその外
気は逆に蒸発する冷媒により冷却される。The refrigerant condensed in the first refrigerant air heat exchanger 210 is supplied to the refrigerant path 206, the four-way valve 280, and the refrigerant path 20.
5 to the third refrigerant air heat exchanger 300. In the heating operation mode, since the blower 160 is not operated, the refrigerant does not particularly exchange heat with other fluids.
, The refrigerant path 204, the expansion valve 270, the refrigerant path 203, the four-way valve 2
80, through the refrigerant path 202, a second refrigerant air heat exchanger (acts as a refrigerant evaporator in the heating operation mode) 220
Sent to In the second refrigerant air heat exchanger 220, heat is obtained and evaporated. This heat is obtained from outside air used as regeneration air during cooling. The outside air in heat exchange relation with the refrigerant is cooled by the refrigerant that evaporates in the opposite direction.
【0068】第2の冷媒空気熱交換器220で蒸発した
冷媒は、冷媒経路201、4方弁265、冷媒経路26
2を通って、吸込口260aに到り、冷媒圧縮機260
で圧縮される。このようにして冷媒循環が繰り返され
る。なお、膨張弁270の感温部275Bにより、第2
の冷媒空気熱交換器220の出口の冷媒の過熱度を検知
して、この冷媒ガスが乾き状態になるように、膨張弁2
70の開度が調節される。The refrigerant evaporated in the second refrigerant air heat exchanger 220 is supplied to the refrigerant path 201, the four-way valve 265, and the refrigerant path 26.
2 to the suction port 260a and the refrigerant compressor 260
Compressed. Thus, the circulation of the refrigerant is repeated. The second temperature sensor 275B of the expansion valve 270 allows the second
The degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the refrigerant air heat exchanger 220 is detected, and the expansion valve 2 is set so that the refrigerant gas is in a dry state.
The opening of 70 is adjusted.
【0069】暖房運転モードにおける処理空気Aの流れ
は、冷房運転の場合と同様であるが、デシカントロータ
103は停止しており、除湿は行われない。デシカント
ロータを素通りした処理空気は、第1の冷媒空気熱交換
器210で冷媒により加熱され、乾球温度を上昇させ、
適度な乾球温度の空気として空調空間101に供給され
る。なお、暖房運転のために、不図示の加湿器を熱交換
機210と空調空間101との間に備えてもよい。The flow of the processing air A in the heating operation mode is the same as that in the cooling operation, but the desiccant rotor 103 is stopped and no dehumidification is performed. The processing air that has passed through the desiccant rotor is heated by the refrigerant in the first refrigerant air heat exchanger 210 to increase the dry bulb temperature,
The air is supplied to the air-conditioned space 101 as air having an appropriate dry bulb temperature. Note that a humidifier (not shown) may be provided between the heat exchanger 210 and the air-conditioned space 101 for the heating operation.
【0070】暖房運転における外気Bの流れは、第3の
切り換え機構145によって、熱交換器121をバイパ
スする点を除き、冷房運転の場合と同様である。熱交換
器121では熱交換が行われないので、外気はこれを素
通りして第2の冷媒空気熱交換器220に到り、第2の
冷媒空気熱交換器220では冷媒を蒸発させることによ
り自身は冷却されデシカントロータ103に到る。デシ
カントロータ103は停止しているので、ここでは水分
の授受は行われず、素通りして、送風機140を通して
排気される。The flow of outside air B in the heating operation is the same as that in the cooling operation except that the third switching mechanism 145 bypasses the heat exchanger 121. Since heat exchange is not performed in the heat exchanger 121, the outside air passes through the heat exchanger 121 and reaches the second refrigerant air heat exchanger 220, and the second refrigerant air heat exchanger 220 evaporates the refrigerant to form itself. Is cooled and reaches the desiccant rotor 103. Since the desiccant rotor 103 is stopped, no water is exchanged here, and the desiccant rotor 103 passes through the blower 140 and is exhausted.
【0071】次に図6を参照して除霜運転モードを説明
する。除霜運転モードでは、第1の切り換え機構26
5、第2の切り換え機構280及び第3の切り換え機構
145は先に説明した通り、図6に示すような接続関係
にある。また、送風機160、圧縮機260は、運転さ
れているが、デシカントロータ103、送風機102、
送風機140は通常は停止され、水スプレイ325は作
動していない。膨張弁270の感温部としては感温部2
75Aが活かされている。なお、送風機102、140
は運転されていてもよい。Next, the defrosting operation mode will be described with reference to FIG. In the defrosting operation mode, the first switching mechanism 26
5, the second switching mechanism 280 and the third switching mechanism 145 are connected as shown in FIG. The blower 160 and the compressor 260 are operated, but the desiccant rotor 103, the blower 102,
Blower 140 is normally shut off and water spray 325 is not running. As the temperature sensing part of the expansion valve 270, the temperature sensing part 2
75A is utilized. The blowers 102 and 140
May be driven.
【0072】図6において、冷媒圧縮機260の吐出口
260bから吐出された冷媒は、冷媒経路261、4方
弁265、冷媒経路201を通して第3の冷媒出入口2
20aに送られ、第2の冷媒空気熱交換器220で熱を
放出して凝縮する。この熱で第2の冷媒空気熱交換器2
20の空気側の伝熱面に付着した霜を溶かし、あるいは
昇華させて除霜する。第2の冷媒空気熱交換器220で
凝縮した冷媒は、冷媒経路202、4方弁280、冷媒
経路203、膨張弁270、冷媒経路204を通して、
第3の冷媒空気熱交換器300に送られる。除霜運転モ
ードでは送風機160が運転されており、水はスプレー
されていないので、冷媒は外気Cと熱交換して熱を得て
蒸発する。蒸発した冷媒は、冷媒経路205、4方弁2
80、冷媒経路206を通って、第1の冷媒空気熱交換
器210に送られる。除霜運転モードでは、送風機10
2が停止されているので、第1の冷媒空気熱交換器21
0では熱交換することなく素通りして冷媒経路207、
4方弁265、冷媒経路262を通って冷媒圧縮機26
0に戻り、以上の冷媒循環を繰り返す。なお、膨張弁2
70の感温部275Aにより、第3の冷媒空気熱交換器
300の出口の冷媒の過熱度を検知して、この冷媒ガス
が乾き状態になるように、膨張弁270の開度が調節さ
れる。以上のように除霜運転では、ヒートポンプHP1
は外気Cから熱を汲み上げて第2の冷媒空気熱交換器2
20の霜を除くことができる。そのため短時間で大量の
熱を汲み上げて除霜することができ、除霜時間が短くて
済む。In FIG. 6, the refrigerant discharged from the discharge port 260 b of the refrigerant compressor 260 passes through the refrigerant path 261, the four-way valve 265, and the refrigerant path 201 to the third refrigerant port 2.
The heat is discharged to the second refrigerant / air heat exchanger 220 and condensed. With this heat, the second refrigerant air heat exchanger 2
The frost adhering to the heat transfer surface on the air side of 20 is melted or sublimated to be defrosted. The refrigerant condensed in the second refrigerant air heat exchanger 220 passes through the refrigerant path 202, the four-way valve 280, the refrigerant path 203, the expansion valve 270, and the refrigerant path 204.
It is sent to the third refrigerant air heat exchanger 300. In the defrosting operation mode, since the blower 160 is operating and water is not sprayed, the refrigerant exchanges heat with the outside air C to obtain heat and evaporate. The evaporated refrigerant passes through the refrigerant passage 205 and the four-way valve 2.
80, is sent to the first refrigerant air heat exchanger 210 through the refrigerant path 206. In the defrosting operation mode, the blower 10
2 is stopped, the first refrigerant air heat exchanger 21
At 0, the refrigerant path 207 passes without heat exchange,
The refrigerant compressor 26 passes through the four-way valve 265 and the refrigerant path 262.
Returning to 0, the above refrigerant circulation is repeated. The expansion valve 2
The degree of superheat of the refrigerant at the outlet of the third refrigerant air heat exchanger 300 is detected by the temperature sensing part 275A of 70, and the opening of the expansion valve 270 is adjusted so that the refrigerant gas is in a dry state. . As described above, in the defrosting operation, the heat pump HP1
Pumps heat from the outside air C to produce a second refrigerant air heat exchanger 2
20 frosts can be removed. Therefore, a large amount of heat can be pumped up and defrosted in a short time, and the defrosting time can be shortened.
【0073】さらに、除霜運転モードでは、送風機10
2が運転されていないので処理空気Aは循環しておら
ず、また送風機140が運転されていないので再生空気
Bは循環していない。したがって、この実施の形態では
除霜運転モードで処理空気を冷やさないので、暖房効果
を高く維持でき、また空調空間101にいる人間に不快
感を与えることがない。Further, in the defrosting operation mode, the blower 10
2 is not operating, the processing air A is not circulating, and since the blower 140 is not operating, the regeneration air B is not circulating. Therefore, in this embodiment, the processing air is not cooled in the defrosting operation mode, so that the heating effect can be maintained at a high level, and the person in the air-conditioned space 101 does not feel uncomfortable.
【0074】以上各運転モードの場合で、各機器の作動
を説明したが、図7の表に、本発明の第1の実施の形態
である除湿空調装置の各運転モードと各機器の作動をま
とめてある。表に示されるように、第1の実施の形態の
除湿空調装置は、冷房運転モード、除湿運転モード、暖
房運転モード及び除霜運転モードの運転が可能である。
各運転モードにおける主要機器の運転、停止状態、各切
り換え機構の接続関係、膨張弁の使用される感温部は、
既に説明した通りである。The operation of each device in each operation mode has been described above. The table in FIG. 7 shows each operation mode and operation of each device of the dehumidifying air conditioner according to the first embodiment of the present invention. It is summarized. As shown in the table, the dehumidifying air conditioner of the first embodiment can operate in a cooling operation mode, a dehumidification operation mode, a heating operation mode, and a defrost operation mode.
The operation and stop state of the main equipment in each operation mode, the connection relation of each switching mechanism, the temperature sensing part used by the expansion valve are:
As described above.
【0075】図8を参照して、以上説明した除湿空調装
置の機械的な配置の例を説明する。図8において、装置
を構成する機器はキャビネット700の中に収容されて
いる。キャビネット700は、例えば薄い鋼板で作られ
た直方体の筺として形成されており、その鉛直方向下部
側方に処理空気RAの吸込口が開口している。その開口
には、空調空間の埃を装置内に持ち込まないようにフィ
ルター501が設けられている。フィルター501の内
側のキャビネット700内には、送風機102が設置さ
れており、その吸入口がフィルター501を介してキャ
ビネットの処理空気吸込口に通じている。Referring to FIG. 8, an example of the mechanical arrangement of the dehumidifying air conditioner described above will be described. In FIG. 8, devices constituting the apparatus are accommodated in a cabinet 700. The cabinet 700 is formed as a rectangular parallelepiped housing made of, for example, a thin steel plate, and has a suction opening for the processing air RA opened at the lower side in the vertical direction. A filter 501 is provided at the opening to prevent dust from the air-conditioned space from being brought into the device. The blower 102 is installed in the cabinet 700 inside the filter 501, and the suction port thereof communicates with the processing air suction port of the cabinet through the filter 501.
【0076】送風機102とほぼ水平方向に横に並べて
圧縮機260、送風機140が、キャビネットの下部の
空間に配置されている。圧縮機260の近傍には、4方
弁265が設置されている。また、圧縮機260と送風
機140の上方に、デシカントロータ103が回転軸を
鉛直方向に向けて配置されている。デシカントロータ1
03は、その近傍にやはり回転軸を鉛直方向に向けて配
置された駆動機である電動機105と、ベルト、チェー
ン等により結合され、数分間に1回転程度の低速で回転
可能に構成されている。このように、デシカントロータ
103を、鉛直方向に向いた回転軸回りに、ほぼ水平な
面内で回転させるように配置すると、装置全体の高さを
低く抑えることができ、コンパクトにまとまる。また重
量の大きい圧縮機260を含めて、可動要素あるいは回
転体である送風機102、140、そしてデシカントロ
ータ103の殆どを装置の下部、キャビネット700の
下部、即ち基礎近くに集めると、振動の影響を受けにく
くすることができ、また装置の据えつけ安定性が増す。A compressor 260 and a blower 140 are arranged in the space below the cabinet so as to be arranged substantially horizontally in the horizontal direction. A four-way valve 265 is installed near the compressor 260. Further, above the compressor 260 and the blower 140, the desiccant rotor 103 is arranged with the rotation axis directed vertically. Desiccant rotor 1
Reference numeral 03 denotes an electric motor 105, which is a driving machine also arranged in the vicinity thereof with the rotation axis directed in the vertical direction, and is connected to the electric motor 105 by a belt, a chain, or the like, and is configured to be rotatable at a low speed of about one rotation in a few minutes. . As described above, when the desiccant rotor 103 is arranged so as to rotate in a substantially horizontal plane around a rotation axis oriented in the vertical direction, the height of the entire apparatus can be suppressed low, and the apparatus is compactly assembled. In addition, if most of the blowers 102 and 140, which are movable elements or rotating bodies, including the heavy compressor 260, and the desiccant rotor 103 are collected in the lower part of the apparatus, the lower part of the cabinet 700, that is, near the foundation, the influence of vibration will be reduced. And the installation stability of the device is increased.
【0077】送風機102の吐出口は通路108により
デシカントロータ103に接続されている。通路108
は、キャビネット700を形成しているのと同様な例え
ば薄い鋼板で他の部分と区切られるようにして形成され
ている。処理空気が流入するのは、円形のデシカントロ
ータ103の、約半分(半円)の領域である。The outlet of the blower 102 is connected to the desiccant rotor 103 through a passage 108. Passage 108
Is formed so as to be separated from other parts by, for example, a thin steel plate similar to that forming the cabinet 700. The processing air flows into an area of about half (semicircle) of the circular desiccant rotor 103.
【0078】デシカントロータ103の鉛直方向上方、
特に処理空気が流入する方の半分(半円)の領域の上方
には、第3の冷媒空気熱交換器300の第1の区画31
0、即ち蒸発セクション251が配置されている。デシ
カントロータ103と第1の区画310とを接続する経
路109は、図8の構造においては水平に置かれたロー
タとやはり水平に置かれた蒸発セクションのチューブ
(及びこれらチューブに取り付けられたフィン)との間
の狭い空間として形成されている。Vertically above the desiccant rotor 103,
In particular, above the half (semicircle) region where the process air flows, the first section 31 of the third refrigerant air heat exchanger 300
0, that is, the evaporation section 251 is arranged. The path 109 connecting the desiccant rotor 103 and the first section 310 is, in the structure of FIG. 8, a horizontally placed rotor and also horizontally placed evaporation section tubes (and fins attached to these tubes). And is formed as a narrow space between them.
【0079】第1の区画310の鉛直方向上方には、第
1の冷媒空気熱交換器210がその冷却管を水平にして
配置されている。図8に示す例では、経路110は、第
1の区画310と第1の冷媒空気熱交換器210との間
の空間であるが、両者は密接して配置されているので、
その空間はほとんど存在しない。第1の冷媒空気熱交換
器210の鉛直方向上方には、供給空気SAを空調空間
に吹き出す開口がキャビネット700にあけられてい
る。Above the first section 310 in the vertical direction, a first refrigerant air heat exchanger 210 is arranged with its cooling pipe horizontal. In the example shown in FIG. 8, the path 110 is a space between the first section 310 and the first refrigerant air heat exchanger 210, but since both are arranged closely,
The space hardly exists. Above the first refrigerant air heat exchanger 210 in the vertical direction, an opening for blowing the supply air SA into the air-conditioned space is provided in the cabinet 700.
【0080】一方キャビネット700の、処理空気入口
とは反対側の側方の上部には、外気OA導入口が開口し
ており、ここには外気の埃を遮断するためのフィルター
502が設けられている。フィルター502の内側の空
間が経路124を構成しており、その空間124の一部
を画成する形で直交流型の熱交換器121が設置されて
いる。熱交換器121の一方の出口側に第2の冷媒空気
熱交換器220が配置されている。第2の冷媒空気熱交
換器220は、熱交換器チューブがほぼ水平に配設さ
れ、ほぼ第1の冷媒空気熱交換器210と並べて配置さ
れている。第2の冷媒空気熱交換器220の鉛直方向下
方の、デシカントロータ103との間の空間が経路12
7を構成しており、ここを経由してデシカントロータ1
03の、先述の処理空気側の半分に対して、残りの半分
の領域に再生空気が導かれるように構成されている。前
記再生空気の通過すべきデシカントロータ103の半分
の領域の鉛直方向下方の空間は、経路128を構成して
おり、この空間内に送風機140が吸込口をこの空間に
向けて設置されている。送風機140の吐出口は、側方
を向いており、キャビネット700内で鉛直方向に画成
された経路129により、熱交換器121に接続されて
いる。ここを通った再生空気は、熱交換器121におい
て、先に説明した経路124を通って導かれた空気の流
路と直交する流路を通って、熱交換器121とキャビネ
ット700で画成される空間である経路131に到り、
キャビネット700に開けられた開口を通して排気EX
される。On the other hand, an outside air OA introduction port is opened at an upper portion of the cabinet 700 on the side opposite to the processing air inlet, and a filter 502 for blocking outside dust is provided here. I have. The space inside the filter 502 constitutes the path 124, and the cross-flow type heat exchanger 121 is installed so as to define a part of the space 124. A second refrigerant air heat exchanger 220 is arranged on one outlet side of the heat exchanger 121. The second refrigerant air heat exchanger 220 has a heat exchanger tube disposed substantially horizontally and is disposed substantially side by side with the first refrigerant air heat exchanger 210. The space below the second refrigerant air heat exchanger 220 in the vertical direction and between the desiccant rotor 103
7 through which the desiccant rotor 1
With respect to the above-mentioned half of the process air 03, the regeneration air is guided to the other half. A space vertically below a half area of the desiccant rotor 103 through which the regeneration air passes forms a path 128, and a blower 140 is installed in this space with its suction port facing the space. The outlet of the blower 140 faces sideward, and is connected to the heat exchanger 121 by a path 129 defined in the cabinet 700 in a vertical direction. The regenerated air passing therethrough is defined by the heat exchanger 121 and the cabinet 700 in the heat exchanger 121 through a flow path orthogonal to the flow path of the air guided through the path 124 described above. To the path 131 which is a space
Exhaust EX through opening in cabinet 700
Is done.
【0081】ここで、経路129の最上部のキャビネッ
ト700部分には、排気口が開口しており、この開口と
熱交換器121の経路129からの再生空気入口とを選
択的に開きあるいは閉じる蝶番運動をする蓋が設けられ
ている。この蓋が3方弁145として作用する。即ち経
路129の流れを熱交換器121あるいは外気に選択的
に連通させる。Here, an exhaust port is opened in the cabinet 700 at the uppermost part of the path 129, and a hinge is provided to selectively open or close the opening and the regeneration air inlet from the path 129 of the heat exchanger 121. A lid for exercise is provided. This lid acts as a three-way valve 145. That is, the flow of the path 129 is selectively communicated with the heat exchanger 121 or the outside air.
【0082】さらに、キャビネット700の側方、処理
空気RAの吸入口のほぼ直上部に、外気OA取り入れ口
が開口している。この開口には、外気の埃を装置内に持
ち込まないようにフィルター503が設けられている。
フィルター503の内側の空間が経路171を構成して
おり、この空間の上方には加湿器165がほぼ水平に設
けられている。加湿器165の上方の空間は、第2の区
画320を構成しており、この空間内には凝縮セクショ
ン252の熱交換チューブがほぼ水平方向に配置されて
いる。凝縮セクション252と先に説明した蒸発セクシ
ョン251とは一体のチューブで構成されている。凝縮
セクション252の上方の空間には散水パイプ325が
配置されており、凝縮セクション252のチューブ(及
びフィン)の上方から水を散布できるようになってい
る。散水パイプ325には、調節弁が備わっており、散
布される水の量を適切に調節するように構成されてい
る。例えば、加湿器165が適度に湿り、かつ湿り過ぎ
ないように調節する。なお、経路171を構成する空間
の下部は、ドレンパンになっており、散水パイプで水を
散布し過ぎたとき、余剰の水をキャビネット700の外
部に排出できるように構成されている。第2の区画32
0の鉛直方向上方の空間は、同時に経路172でもあ
り、この空間の上方のキャビネット700の部分には空
気排出口が開けられている。この空気排出口には、送風
機160が設けられている。Further, an outside air OA intake port is opened on the side of the cabinet 700 and almost immediately above the intake port of the processing air RA. A filter 503 is provided in this opening to prevent outside dust from being brought into the apparatus.
The space inside the filter 503 forms a path 171, and a humidifier 165 is provided substantially horizontally above this space. The space above the humidifier 165 constitutes a second compartment 320 in which the heat exchange tubes of the condensation section 252 are arranged substantially horizontally. The condensing section 252 and the evaporating section 251 described above are constituted by an integral tube. A watering pipe 325 is disposed in a space above the condensing section 252 so that water can be sprayed from above the tubes (and fins) of the condensing section 252. The watering pipe 325 is provided with a control valve, and is configured to appropriately adjust the amount of water to be sprayed. For example, the humidifier 165 is adjusted to be moderately moist and not too moist. In addition, the lower part of the space constituting the path 171 is a drain pan, and is configured so that excess water can be discharged to the outside of the cabinet 700 when water is excessively sprayed with a watering pipe. Second section 32
The space above the vertical direction 0 is also the path 172, and an air outlet is opened in the portion of the cabinet 700 above this space. A blower 160 is provided at the air outlet.
【0083】一方、圧縮機260に隣接して4方弁26
5が設置されており、4方弁265からは(冷房運転モ
ードで)圧縮機260から吐出した冷媒ガスを第2の冷
媒空気熱交換器220に送る冷媒配管201が、キャビ
ネット700の底部を横に這って、さらに立ち上がって
設けられている。第2の冷媒空気熱交換器220の上部
の再生空気経路131内には4方弁280が設置されて
おり、4方弁280の下方には、絞り(冷媒ヘッダも兼
ねる)230が設けられており、凝縮した冷媒を減圧し
て第3の冷媒空気熱交換器300の蒸発セクション25
1に導く。絞りを経由して減圧された冷媒は、複数のチ
ューブからなる蒸発セクション251に送られ蒸発す
る。続けて凝縮セクション252で凝縮した冷媒を集合
するヘッダ240が、凝縮セクション252の出口に設
けられている。ヘッダ240からの冷媒配管は、ヘッダ
240から立ち上がり、その最上部近傍に設けられた膨
張弁270で減圧される。なお絞りは、ヘッダ240内
に設けて、図8の絞り270は省いてもよい。このとき
は、絞り240で減圧されてから4方弁280を経由し
て第1の冷媒空気熱交換器210に到るまでの保冷は十
分にしなければならない。On the other hand, the four-way valve 26
The refrigerant pipe 201 for sending the refrigerant gas discharged from the compressor 260 to the second refrigerant air heat exchanger 220 from the four-way valve 265 (in the cooling operation mode) extends horizontally across the bottom of the cabinet 700. Crawling up and standing up further. A four-way valve 280 is installed in the regeneration air path 131 above the second refrigerant air heat exchanger 220, and a throttle (also serving as a refrigerant header) 230 is provided below the four-way valve 280. The condensed refrigerant is decompressed to reduce the pressure of the condensed refrigerant to the evaporation section 25 of the third refrigerant air heat exchanger 300.
Lead to 1. The refrigerant decompressed via the throttle is sent to the evaporation section 251 composed of a plurality of tubes and evaporates. A header 240 for collecting the refrigerant condensed in the condensing section 252 is provided at the outlet of the condensing section 252. The refrigerant pipe from the header 240 rises from the header 240 and is decompressed by an expansion valve 270 provided near the uppermost portion. The aperture may be provided in the header 240 and the aperture 270 in FIG. 8 may be omitted. At this time, it is necessary to sufficiently maintain the cooling from the pressure reduction by the throttle 240 to the first refrigerant air heat exchanger 210 via the four-way valve 280.
【0084】4方弁265を介して第1の冷媒空気熱交
換器210と圧縮機260を接続する冷媒配管207
が、第1の冷媒空気熱交換器210から鉛直方向下方に
向けて配設されている。なお絞り270は、(冷房運転
モードでは)第1の冷媒空気熱交換器210の出口の冷
媒ガス配管に感温部を付けた温度調節器により開度、即
ち絞り度を調節するように構成してもよい。このように
すれば、過剰な冷媒液が第1の冷媒空気熱交換器210
に供給され、その結果圧縮機260に液冷媒が吸入され
るのを防ぐことができる。The refrigerant pipe 207 connecting the first refrigerant air heat exchanger 210 and the compressor 260 via the four-way valve 265
Are disposed vertically downward from the first refrigerant air heat exchanger 210. The opening of the throttle 270 (in the cooling operation mode) is adjusted by a temperature controller having a temperature-sensitive portion attached to the refrigerant gas pipe at the outlet of the first refrigerant air heat exchanger 210, that is, the degree of throttle is adjusted. You may. In this way, the excess refrigerant liquid is removed from the first refrigerant air heat exchanger 210.
, And as a result, the liquid refrigerant can be prevented from being sucked into the compressor 260.
【0085】[0085]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第3の冷
媒空気熱交換器を備え、また第2の冷媒出入口と第3の
冷媒出入口への、冷媒圧縮機の吸込口と吐出口との選択
的接続関係を切り換えことができ、また第4の冷媒出入
口と第1の冷媒出入口への、第5の冷媒出入口と第6の
冷媒出入口との選択的接続関係を切り換えができるの
で、冷房運転と暖房運転が可能な、COPが高く、かつ
コンパクトにまとまった除湿空調装置を提供することが
可能となる。As described above, according to the present invention, a third refrigerant air heat exchanger is provided, and a suction port and a discharge port of a refrigerant compressor are provided to the second refrigerant port and the third refrigerant port. And the selective connection relationship between the fourth refrigerant port and the first refrigerant port, and between the fifth refrigerant port and the sixth refrigerant port, can be switched. It is possible to provide a compact and compact dehumidifying air conditioner capable of cooling operation and heating operation, having a high COP.
【図1】本発明の第1の実施の形態である除湿空調装置
のフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart of a dehumidifying air conditioner according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の除湿空調装置に使用されているヒートポ
ンプに使用して好適な熱交換器の模式的断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a heat exchanger suitable for use in a heat pump used in the dehumidifying air conditioner of FIG.
【図3】図1の除湿空調装置に使用されているヒートポ
ンプのモリエ線図である。FIG. 3 is a Mollier diagram of a heat pump used in the dehumidifying air conditioner of FIG.
【図4】図1の除湿空調装置の作動を説明する湿り空気
線図である。FIG. 4 is a psychrometric chart for explaining the operation of the dehumidifying air conditioner of FIG. 1;
【図5】本発明の第1の実施の形態である除湿空調装置
を暖房運転モードで運転している場合のフローチャート
である。FIG. 5 is a flowchart when the dehumidifying air conditioner according to the first embodiment of the present invention is operated in a heating operation mode.
【図6】本発明の第1の実施の形態である除湿空調装置
を除霜運転モードで運転している場合のフローチャート
である。FIG. 6 is a flowchart when the dehumidifying air conditioner according to the first embodiment of the present invention is operated in a defrosting operation mode.
【図7】本発明の実施の形態である除湿空調装置の運転
モードと各機器の作動を示す表を示す図である。FIG. 7 is a table showing an operation mode of a dehumidifying air conditioner according to an embodiment of the present invention and an operation of each device.
【図8】本発明の第1の実施の形態である除湿空調装置
の実際の構造の例を示す模式的正面断面図である。FIG. 8 is a schematic front sectional view showing an example of the actual structure of the dehumidifying air conditioner according to the first embodiment of the present invention.
【図9】従来の除湿空調装置のフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart of a conventional dehumidifying air conditioner.
【図10】図9に示す従来の除湿空調装置の作動を説明
する湿り空気線図である。FIG. 10 is a psychrometric chart for explaining the operation of the conventional dehumidifying air conditioner shown in FIG.
【図11】図9に示す従来の除湿空調装置に使用されて
いるヒートポンプのモリエ線図である。FIG. 11 is a Mollier diagram of a heat pump used in the conventional dehumidifying air conditioner shown in FIG.
【図12】デシカントロータの構造の一例を示す斜視図
である。FIG. 12 is a perspective view showing an example of the structure of a desiccant rotor.
【図13】直交流型熱交換器の一例を示す斜視図であ
る。FIG. 13 is a perspective view showing an example of a cross-flow heat exchanger.
101 空調空間 102、140、160 送風機 103 デシカントロータ 121 熱交換器 165 気化加湿器 210 第1の冷媒空気熱交換器 220 第2の冷媒空気熱交換器 230 ヘッダ絞り 240 ヘッダ 251 蒸発セクション 252 凝縮セクション 260 圧縮機 300、300b 第3の冷媒空気熱交換機 310 第1の区画 320 第2の区画 325 散水パイプ 470 冷却塔 501、502、503 フィルター 700 キャビネット HP、HP1 ヒートポンプ 101 air conditioning space 102, 140, 160 blower 103 desiccant rotor 121 heat exchanger 165 evaporative humidifier 210 first refrigerant air heat exchanger 220 second refrigerant air heat exchanger 230 header throttle 240 header 251 evaporating section 252 condensation section 260 Compressor 300, 300b Third refrigerant air heat exchanger 310 First section 320 Second section 325 Watering pipe 470 Cooling tower 501, 502, 503 Filter 700 Cabinet HP, HP1 Heat pump
Claims (7)
を有し、冷媒と処理空気間で熱交換させる第1の冷媒空
気熱交換器と;冷媒をそれぞれ吸込み吐出する吸込口と
吐出口とを有する冷媒圧縮機であって、前記第2の冷媒
出入口が前記吸込口と前記吐出口とのいずれかと選択的
に接続されるように配置された冷媒圧縮機と;第3の冷
媒出入口と第4の冷媒出入口とを有し、冷媒と空気間で
熱交換させる第2の冷媒空気熱交換器であって、前記吸
込口と前記吐出口のうち前記第2の冷媒出入口と接続さ
れなかった方が前記第3の冷媒出入口と接続されるよう
に配置された第2の冷媒空気熱交換器と;前記第1の冷
媒空気熱交換器を通過する処理空気の流れの上流側に配
置され、処理空気と冷媒と冷却流体間で熱交換させる、
第5の冷媒出入口と第6の冷媒出入口とを有する第3の
冷媒空気熱交換器であって、前記第4の冷媒出入口が前
記第5の冷媒出入口と前記第6の冷媒出入口とのいずれ
かと選択的に接続されるように配置された第3の冷媒空
気熱交換器と;前記第3の冷媒空気熱交換器を通過する
前記処理空気の流れの上流側に配置され、前記処理空気
中の水分を吸着するデシカントを有する水分吸着装置と
を備え;前記第5の冷媒出入口と前記第6の冷媒出入口
のうち前記第4の冷媒出入口と接続されなかった方が前
記第1の冷媒出入口と接続されるように構成されてお
り;前記第3の冷媒空気熱交換器は、前記第4の冷媒出
入口と前記第5の冷媒出入口とが接続されているとき、
前記第4の冷媒出入口から前記第5の冷媒出入口に供給
された冷媒の蒸発により前記第3の冷媒空気熱交換器を
通過する処理空気を冷却し、蒸発した前記冷媒を冷却流
体により冷却して凝縮し、凝縮した冷媒を前記第1の冷
媒空気熱交換器に供給することが可能なように構成され
たことを特徴とする;除湿空調装置。A first refrigerant air heat exchanger having a first refrigerant port and a second refrigerant port for exchanging heat between the refrigerant and the processing air; a suction port for sucking and discharging the refrigerant and a discharge port, respectively. A refrigerant compressor having an outlet, the refrigerant compressor being arranged such that the second refrigerant port is selectively connected to one of the suction port and the discharge port; and a third refrigerant port. And a fourth refrigerant inlet / outlet, and a second refrigerant / air heat exchanger for exchanging heat between refrigerant and air, wherein the second refrigerant air inlet / outlet is not connected to the second refrigerant inlet / outlet. A second refrigerant air heat exchanger disposed so as to be connected to the third refrigerant inlet / outlet; and a second refrigerant air heat exchanger disposed upstream of a flow of processing air passing through the first refrigerant air heat exchanger. Heat exchange between the processing air, the refrigerant and the cooling fluid,
A third refrigerant air heat exchanger having a fifth refrigerant port and a sixth refrigerant port, wherein the fourth refrigerant port is any one of the fifth refrigerant port and the sixth refrigerant port. A third refrigerant air heat exchanger arranged to be selectively connected; and a third refrigerant air heat exchanger arranged upstream of the flow of the processing air passing through the third refrigerant air heat exchanger, A moisture adsorbing device having a desiccant for adsorbing moisture; the fifth refrigerant port and the sixth refrigerant port which are not connected to the fourth refrigerant port are connected to the first refrigerant port. The third refrigerant air heat exchanger, when the fourth refrigerant port and the fifth refrigerant port are connected,
The process air passing through the third refrigerant air heat exchanger is cooled by evaporation of the refrigerant supplied from the fourth refrigerant port to the fifth refrigerant port, and the evaporated refrigerant is cooled by a cooling fluid. The dehumidifying air conditioner is configured to be capable of supplying condensed and condensed refrigerant to the first refrigerant air heat exchanger.
出入口への、前記冷媒圧縮機の前記吸込口と前記吐出口
との選択的接続関係を切り換える第1の切り換え機構
と;前記第4の冷媒出入口と前記第1の冷媒出入口へ
の、前記第5の冷媒出入口と前記第6の冷媒出入口との
選択的接続関係を切り換える第2の切り換え機構とを備
えることを特徴とする;請求項1に記載の除湿空調装
置。2. A first switching mechanism for switching a selective connection relationship between the suction port and the discharge port of the refrigerant compressor to the second refrigerant port and the third refrigerant port, and And a second switching mechanism for selectively switching a connection relationship between the fifth refrigerant port and the sixth refrigerant port between the fourth refrigerant port and the first refrigerant port; Item 2. A dehumidifying air conditioner according to item 1.
換え機構との間の冷媒経路に、第1の感温部と第2の感
温部とを有する膨張弁を備え;前記第1の感温部を、前
記第2の冷媒出入口と前記冷媒圧縮機との間の冷媒経路
に設け、前記第2の感温部を、前記冷媒圧縮機と前記第
3の冷媒出入口との間の冷媒経路に設け;前記第1の感
温部と前記第2の感温部とを選択的に切り換え可能に構
成したことを特徴とする;請求項2に記載の除湿空調装
置。3. An expansion valve having a first temperature sensing portion and a second temperature sensing portion in a coolant path between the sixth coolant inlet / outlet and the second switching mechanism; Is provided in a refrigerant path between the second refrigerant port and the refrigerant compressor, and the second temperature part is provided between the refrigerant compressor and the third refrigerant port. The dehumidifying air conditioner according to claim 2, wherein the first temperature sensing section and the second temperature sensing section are selectively switchable.
気を流し、前記第2の冷媒空気熱交換器に対して前記再
生空気の下流側に前記再生空気で前記デシカントを再生
する前記水分吸着装置を配置し;前記第2の冷媒空気熱
交換器に対して前記再生空気の上流側に配置した、前記
水分吸着装置を通過した再生空気と、前記第2の冷媒空
気熱交換器で熱交換する前の再生空気とを熱交換させる
ように配置された顕熱熱交換器と;前記顕熱熱交換器を
作動と非作動に切り換える、切り換え機構を備えること
を特徴とする;請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載の除湿空調装置。4. A method for flowing regeneration air through the second refrigerant air heat exchanger, and regenerating the desiccant with the regeneration air downstream of the regeneration air with respect to the second refrigerant air heat exchanger. A moisture adsorber is disposed; the regenerated air passing through the moisture adsorber, which is disposed on the upstream side of the regenerated air with respect to the second refrigerant air heat exchanger, and the second refrigerant air heat exchanger; A sensible heat exchanger arranged to exchange heat with regenerated air before heat exchange; and a switching mechanism for switching the sensible heat exchanger between an active state and an inactive state; The dehumidifying air conditioner according to any one of claims 1 to 3.
3の冷媒空気熱交換器において冷媒を凝縮する際に、前
記空気とともに液状の水分を供給するように構成された
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれか1
項に記載の除湿空調装置。5. The method according to claim 1, wherein air is used as the cooling fluid, and when the refrigerant is condensed in the third refrigerant air heat exchanger, liquid moisture is supplied together with the air. Any one of claims 1 to 4
The dehumidifying air conditioner according to Item.
入口と前記吸込口とを、前記吐出口と前記第3の冷媒出
入口とを、第4の冷媒出入口と前記第5の冷媒出入口と
を、前記第6の冷媒出入口と前記第1の冷媒出入口と
を、それぞれ接続し;暖房運転モードでは、前記第2の
冷媒出入口と前記吐出口とを、前記吸込口と前記第3の
冷媒出入口とを、前記第4の冷媒出入口と前記第6の冷
媒出入口とを、前記第5の冷媒出入口と前記第1の冷媒
出入口とを、それぞれ接続し、且つ第3の冷媒空気熱交
換器を非作動状態に置くことを特徴とする;請求項1乃
至請求項3のいずれか1項に記載の除湿空調装置の運転
方法。6. In the cooling operation mode, the second refrigerant port and the suction port are connected to each other, the discharge port and the third refrigerant port are connected to each other, and the fourth refrigerant port and the fifth refrigerant port are connected to each other. Connecting the sixth refrigerant port and the first refrigerant port; respectively, in the heating operation mode, connecting the second refrigerant port and the discharge port with the suction port and the third refrigerant port; Connect the fourth refrigerant port and the sixth refrigerant port, and connect the fifth refrigerant port and the first refrigerant port, respectively, and deactivate the third refrigerant air heat exchanger. The method for operating a dehumidifying air conditioner according to any one of claims 1 to 3, wherein the method is placed in a state.
冷媒出入口と前記吸込口とを、前記吐出口と前記第3の
冷媒出入口とを、前記第4の冷媒出入口と前記第6の冷
媒出入口とを、前記第5の冷媒出入口と前記第1の冷媒
出入口とを、それぞれ接続することを特徴とする、請求
項6に記載の運転方法。7. Further, in the defrosting operation mode, the second refrigerant port and the suction port, the discharge port and the third refrigerant port, the fourth refrigerant port and the sixth refrigerant are connected. The operating method according to claim 6, wherein an inlet / outlet is connected to the fifth refrigerant inlet / outlet and the first refrigerant inlet / outlet, respectively.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
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