JP2000093733A

JP2000093733A - 除湿空調装置

Info

Publication number: JP2000093733A
Application number: JP10286091A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Maeda; 健作前田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】ＣＯＰの高いかつコンパクトにまとまった除
湿空調装置を提供する。【解決手段】デシカントを有する水分吸着装置１０３
と、第１のヒートポンプＨＰＡと第２のヒートポンプＨ
ＰＢと、エコノマイザとして作用する処理空気冷却器３
００とを備え、デシカントで水分を吸着された処理空気
を、第１と第２のヒートポンプの蒸発器２１０Ａ、２１
０Ｂで順番に冷却し、デシカントを再生する再生空気
を、第２と第１のヒートポンプの凝縮器２２０Ｂ、２２
０Ａで順番に加熱し、かつ前記蒸発器２１０Ａ、２１０
Ｂで冷却する前の処理空気を処理空気冷却器３００で冷
却し、前記凝縮器２２０Ｂ、２２０Ａで加熱する前の再
生空気を処理空気冷却器３００で加熱するように構成さ
れた除湿空調装置。ヒートポンプを少なくとも２つ備え
るので、各々のヒートポンプの熱落差は、ヒートポンプ
が１つしか備えられていない場合と比べて小さくなり、
また処理空気冷却器３００がヒートポンプＨＰＡ、ＨＰ
Ｂのエコノマイザとして作用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、またデシカントの再生用熱
源として圧縮ヒートポンプを用いた除湿空調装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０に示すように、従来から熱源とし
てヒートポンプをいわゆるデシカント空調機と組合せた
空調システムがあった。図１０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、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。

【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。

【０００４】先ず、図１１のモリエ線図を参照して図１
０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。

【０００５】ここで、図１２の湿り空気線図を参照して
図１０に示されるデシカント空調機の作用を説明する。
図１２中、アルファベットＫ〜Ｎ、Ｑ〜Ｘで、空気の状
態を示す。この記号は、図１０のフロー図中に丸で囲ん
だアルファベットに対応する。

【０００６】図１２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、空調空間１０１に戻される。一方、状態Ｑの
外気が送風機１４０により顕熱熱交換器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、次に加熱器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の空気となって排気ＥＸされる。ここでヒート
ポンプＨＰで汲み上げなければならない温度リフトは、
状態Ｔと状態Ｎとの差に相当する４６℃である。

【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１０４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、圧縮ヒートポンプが汲み上げなければならな
い温度リフトも大きく、ヒートポンプのＣＯＰあるいは
除湿空調装置全体のＣＯＰは必ずしも高くはなかった。

【０００８】そこで本発明は、ＣＯＰの高いかつコンパ
クトにまとまった除湿空調装置を提供することを目的と
している。

【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、処理空気中の水分を吸着し、再生空
気により水分を脱着されるデシカントを有する水分吸着
装置１０３と（図１３）；冷媒を循環させて、第１の蒸
発温度から第１の凝縮温度まで熱を汲み上げる第１のヒ
ートポンプＨＰＡであって、前記第１の凝縮温度と前記
第１の蒸発温度との中間の第１の中間温度で前記冷媒を
蒸発させた後に前記第１の中間温度とほぼ等しい温度で
前記冷媒を凝縮させるように構成された第１のヒートポ
ンプＨＰＡと；冷媒を循環させて、前記第１の蒸発温度
より低い第２の蒸発温度から前記第１の凝縮温度より低
い第２の凝縮温度まで熱を汲み上げる第２のヒートポン
プＨＰＢであって、前記第２の凝縮温度と前記第２の蒸
発温度との中間の第２の中間温度で前記冷媒を蒸発させ
た後に前記第２の中間温度とほぼ等しい温度で前記冷媒
を凝縮させるように構成された第２のヒートポンプＨＰ
Ｂとを備え；前記デシカントで水分を吸着された処理空
気を、前記第１の中間温度と前記第２の中間温度のうち
高い方の中間温度で蒸発する冷媒で冷却し、次に低い方
の中間温度で蒸発する冷媒で冷却し、次に前記第１の蒸
発温度で蒸発する冷媒で冷却し、次に前記第２の蒸発温
度で蒸発する冷媒で冷却するように構成し；前記再生空
気を、前記第１の中間温度とほぼ等しい温度と前記第２
の中間温度とほぼ等しい温度のうち低い方の温度で凝縮
する冷媒で加熱し、次に高い方の温度で凝縮する冷媒で
加熱し、次に前記第２の凝縮温度で凝縮する冷媒で加熱
し、次に前記第１の凝縮温度で凝縮する冷媒で加熱し、
次に加熱された前記再生空気で前記デシカントから水分
を脱着するように構成したことを特徴とする。

【００１０】このように構成すると、ヒートポンプを少
なくとも２つ備えるので、各々のヒートポンプの熱落差
は、ヒートポンプが１つしか備えられていない場合と比
べて小さくなり、また処理空気冷却器がヒートポンプの
エコノマイザとして作用する。

【００１１】また上記目的を達成するために、請求項２
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、処理空気中の水分を吸着し、再生空気により水分を
脱着されるデシカントを有する水分吸着装置１０３と；
水分吸着装置１０３に対して前記処理空気の流れの後流
側に設けられ、前記処理空気を冷却する処理空気冷却器
３００と；冷媒を第１の凝縮圧力で凝縮し前記再生空気
を加熱する第１の凝縮器２２０Ａと；冷媒を前記第１の
凝縮圧力より低い第２の凝縮圧力で凝縮し前記再生空気
を加熱する第２の凝縮器２２０Ｂとを備え；処理空気冷
却器３００は、前記処理空気を冷媒の蒸発により冷却
し、蒸発した前記冷媒を、前記水分吸着装置１０３でデ
シカントの水分を脱着する前の前記再生空気により冷却
して凝縮するように構成され；第２の凝縮器２２０Ｂと
第１の凝縮器２２０Ａとはこの順に処理空気冷却器３０
０と水分吸着装置１０３との間の前記再生空気の経路中
に配置され；処理空気冷却器３００は、前記処理空気を
冷却する冷媒の蒸発圧力として第３の圧力と前記第３の
圧力より低い第４の圧力を有するように構成され；処理
空気冷却器３００は、前記冷媒を前記再生空気により冷
却して、ほぼ前記第３の圧力と、ほぼ前記第４の圧力で
凝縮させるように構成され；処理空気冷却器３００は、
前記処理空気が前記第３の圧力で蒸発する冷媒で冷却さ
れた後に前記第４の圧力で蒸発する冷媒で冷却され、前
記再生空気が前記ほぼ第４の圧力で凝縮する冷媒で加熱
された後に前記ほぼ第３の圧力で凝縮する冷媒で加熱さ
れるように構成され；第１の凝縮器２２０Ａで凝縮した
冷媒を前記第３の圧力と前記第４の圧力の一方の圧力で
蒸発させるように供給し、第２の凝縮器２２０Ｂで凝縮
した冷媒を前記第３の圧力と前記第４の圧力の他方の圧
力で蒸発させるように供給するように構成したことを特
徴とする。

【００１２】この場合典型的には、第１の凝縮器２２０
Ａで凝縮した冷媒は前記第３の蒸発圧力で蒸発させるよ
うに供給し、第２の凝縮器２２０Ｂで凝縮した冷媒は前
記第４の蒸発圧力で蒸発させるように供給される。

【００１３】また、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、処理空気冷却器３００から
の処理空気の後流側に配置され、第１の蒸発圧力で冷媒
を蒸発させ前記処理空気を冷却する第１の蒸発器２１０
Ａと；第１の蒸発器２１０Ａからの処理空気の後流側に
配置され、前記第１の蒸発圧力より低い第２の蒸発圧力
で冷媒を蒸発させ前記処理空気を冷却する第２の蒸発器
２１０Ｂと；第１の蒸発器２１０Ａで蒸発した冷媒を圧
縮して第１の凝縮器２２０Ａに供給する第１の圧縮機２
６０Ａと；第２の蒸発器２１０Ｂで蒸発した冷媒を圧縮
して第２の凝縮器２２０Ｂに供給する第２の圧縮機２６
０Ｂとを備えるようにしてもよい。

【００１４】このように構成すると、圧縮機をそれぞれ
備えるヒートポンプを少なくとも２つ備えるので、各々
のヒートポンプの熱落差は、ヒートポンプが１つしか備
えられていない場合と比べて小さくなることと相まっ
て、圧縮機の所要動力が小さくなる。また処理空気冷却
器３００がヒートポンプのエコノマイザとして作用す
る。

【００１５】また、請求項４に記載のように、請求項２
または請求項３に記載の除湿空調装置では、前記第３の
圧力がさらに複数の圧力を含むように構成してもよい。
このときは、第３の圧力がさらに複数の圧力を含むの
で、処理空気と冷媒の熱交換が理想的な対向流に近づ
く。

【００１６】また、請求項５に記載のように、請求項２
乃至請求項４のいずれか１項に記載の除湿空調装置で
は、第１及び第２の凝縮器２２０Ａ、２２０Ｂとが、処
理空気冷却器３００よりも鉛直方向上方に配置されてい
るように構成してもよい。

【００１７】このようにすると、凝縮した冷媒液が下方
に流れるので、冷媒液を凝縮器から処理空気冷却器に送
るのに冷媒圧力の他に重力をも利用して送ることができ
るため、いわゆる低圧冷媒を用いるのに好適である。

【００１８】

【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。

【００１９】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処理空気冷却器としての熱交換器の
一例を示す模式断面図、図３は、本発明の実施の形態で
ある除湿空調装置の湿り空気線図、図４は、図１の空調
システムに含まれるヒートポンプＨＰＡ、ＨＰＢの冷媒
モリエ線図である。

【００２０】図１を参照して、本発明の第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、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水分吸着装置とし
てのデシカントロータ１０３、本発明の処理空気冷却器
３００、本発明の第１の蒸発器（処理空気から見れば冷
却器）２１０Ａ、本発明の第２の蒸発器（処理空気から
見れば冷却器）２１０Ｂとが、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。

【００２１】また、屋外ＯＡから再生空気Ｂの経路に沿
って、先ず外気を冷却流体として注入させる処理空気冷
却器３００、次に本発明の第２の凝縮器（再生空気から
見れば加熱器）２２０Ｂ、本発明の第１の凝縮器（再生
空気から見れば加熱器）２２０Ａ、デシカントロータ１
０３、再生空気を循環するための送風機１４０とが、こ
の順番で配列され、そして冷却流体であり、再生空気と
して用いられた外気を屋外に排気ＥＸするように構成さ
れている。

【００２２】さらに、冷媒蒸発器２１０Ａから冷媒の経
路に沿って、冷媒蒸発器２１０Ａで蒸発してガスになっ
た冷媒を圧縮する第１の圧縮機としての圧縮機２６０
Ａ、冷媒凝縮器２２０Ａ、絞り２３０Ａ、そして処理空
気冷却器３００、絞り２３０Ａに対応する絞り２４０
Ａ、膨張弁２７０Ａがこの順番で配列され、そして冷媒
が再び冷媒蒸発器２１０Ａに戻るように構成されてい
る。冷媒蒸発器２１０Ａ、圧縮機２６０Ａ、冷媒凝縮器
２２０Ａ、絞り２３０Ａ、処理空気冷却器３００、絞り
２４０Ａを含んで第１のヒートポンプＨＰＡが構成され
ている。

【００２３】全く同様に、第２のヒートポンプＨＰＢ
が、第１のヒートポンプＨＰＡと並列に設けられてい
る。即ち、冷媒蒸発器２１０Ｂから冷媒の経路に沿っ
て、冷媒蒸発器２１０Ｂで蒸発してガスになった冷媒を
圧縮する第２の圧縮機としての圧縮機２６０Ｂ、冷媒凝
縮器２２０Ｂ、絞り２３０Ｂ、そして処理空気冷却器３
００、絞り２３０Ｂに対応する絞り２４０Ｂ、膨張弁２
７０Ｂがこの順番で配列され、そして冷媒が再び冷媒蒸
発器２１０Ｂに戻るように構成されている。冷媒蒸発器
２１０Ｂ、圧縮機２６０Ｂ、冷媒凝縮器２２０Ｂ、絞り
２３０Ｂ、処理空気冷却器３００、絞り２４０Ｂを含ん
でヒートポンプＨＰＢが構成されている。

【００２４】デシカントロータ１０３は、図１３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。このデシカントロータ１０３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１３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１
０３ａ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。処理空気と再生空
気の流路は、両系統の空気が相互に混じり合わないよう
に、不図示の適切な仕切り板で区分されている。

【００２５】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。

【００２６】次に図２を参照して、本発明の実施の形態
の除湿空調装置に利用して好適な処理空気冷却器として
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（再生空気として利用される）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。

【００２７】第１の区画３１０と第２の区画３２０及び
隔壁３０１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（図示の例では２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２５１
Ａ、２５１Ｂ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とする）
である。

【００２８】図２に示す熱交換器の形態では、蒸発セク
ション２５１Ａ、２５１Ｂと凝縮セクション２５２Ａ、
２５２Ｂとは、それぞれ１本のチューブで一体の流路と
して構成されている。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。こ
こで蒸発セクション２５１Ａは、図示のように１本では
なく、セクションの長さ、断面積、冷媒流量に応じて、
１個の絞り２３０Ａに対して複数のセクション２５１Ａ
１、２５１Ａ２、２５１Ａ３・・・を備えるようにして
もよい。凝縮セクションもそれに応じて、複数のセクシ
ョン２５２Ａ１、２５２Ａ２、２５２Ａ３・・・とな
る。この複数のセクションは、処理空気・再生空気の流
れの方向に複数配列してもよいし、その流れの方向に直
交する方向に複数配列してもよいし、勿論両方向に複数
配列してもよい。

【００２９】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の順番で並んでお
り、凝縮セクションも図中上から２５２Ａ、２５２Ｂの
順番で並んでいる。蒸発セクション２５１Ａ、凝縮セク
ション２５２Ａが、それぞれ処理空気・再生空気の流れ
の方向に複数配列されているときは、図中上から蒸発セ
クション２５１Ａ１、２５１Ａ２、２５１Ａ３・・・と
並び、凝縮セクション２５２Ａ１、２５２Ａ２、２５２
Ａ３・・・と並ぶ。

【００３０】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、冷却流体であり、再生空気とし
て用いられる外気は、図中で第２の区画にダクト１２４
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。すなわち、処理空気Ａと外気Ｂとは、互いに対向流
方向に流れるように構成される。

【００３１】このような処理空気冷却器乃至は熱交換器
では、蒸発セクション２５１Ａでの蒸発圧力、ひいては
凝縮セクション２５２Ａに於ける凝縮圧力は、処理空気
Ａの温度と冷却流体である外気Ｂの温度とによって定ま
る。図２に示す熱交換器３００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
２５１Ａから凝縮セクション２５２Ａ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ＴＰ２、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＝（ＴＰ１−ＴＰ２）／（Ｔ
Ｐ１−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−ＴＣ
１）／（ＴＰ１−ＴＣ１）と定義されるものである。

【００３２】ここで、冷媒は蒸発セクション２５１Ａか
ら凝縮セクション２５２Ａに向けて流れるので、蒸発圧
力の方が凝縮圧力よりも若干高いが、蒸発セクション２
５１Ａと凝縮セクション２５２Ａとは連続した熱交換チ
ューブで構成されているので、蒸発圧力と凝縮圧力とは
実質的にはほぼ同一と考えられる。

【００３３】以上蒸発セクション２５１Ａと凝縮セクシ
ョン２５２Ａについて説明したが、蒸発セクション２５
１Ｂと凝縮セクション２５２Ｂについても作用は全く同
様である。ただし、処理空気の流れの方向が蒸発セクシ
ョン２５１Ａから２５１Ｂの方向であり、また冷却流体
の流れの方向が凝縮セクション２５２Ｂから２５２Ａの
方向であるので、蒸発セクション２５１Ａあるいは凝縮
セクション２５２Ａの蒸発・凝縮圧力の方が、蒸発セク
ション２５１Ｂあるいは凝縮セクション２５２Ｂの蒸発
・凝縮圧力よりも高い。

【００３４】蒸発セクション２５１Ａ、２５１Ｂ、凝縮
セクション２５２Ａ、２５２Ｂ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。

【００３５】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プレートフィン
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の区画にも、同様にプレートフィン
は流体の流れを乱すように構成するのが好ましい。ま
た、プレートフィンはアルミニウムまたは銅を用いるの
が好ましい。

【００３６】図３を参照して、また構成については適宜
図１を参照して、本発明の実施の形態の作用を説明す
る。図４中、アルファベット記号Ｋ〜Ｎ、Ｐ、Ｙ、Ｑ〜
Ｕ、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。

【００３７】先ず処理空気Ａの流れを説明する。図３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１３）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
５１Ａ（図２）内において本発明の第１の中間温度ある
いは第３の圧力で蒸発する冷媒により冷却されて状態Ｐ
の空気になり、さらに蒸発セクション２５１Ｂ（図２）
内において本発明の第２の中間温度あるいは第４の圧力
で蒸発する冷媒により冷却されて状態Ｍの空気になり、
経路１１０を通して冷却器２１０Ａに入る。ここでやは
り絶対湿度一定で本発明の第１の蒸発温度あるいは第１
の蒸発圧力でさらに冷却されて状態Ｙの空気になり、続
けて冷却器２１０Ｂに入り、本発明の第２の蒸発温度あ
るいは第２の蒸発圧力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（図３の場合は、絶対湿度６ｋｇ／ｋｇ、
１９℃）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。

【００３８】次に再生空気Ｂの流れを説明する。図３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、処理空気冷却器３０
０の第２の区画３２０に送り込まれる。ここの凝縮セク
ション２５２Ｂにおいて本発明の第２の中間温度にほぼ
等しい温度あるいは第４の圧力にほぼ等しい圧力で凝縮
する冷媒と熱交換して乾球温度を上昇させ状態Ｓの空気
になり、続けて凝縮セクション２５２Ａにおいて本発明
の第１の中間温度にほぼ等しい温度あるいは第３の圧力
にほぼ等しい圧力で凝縮する冷媒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、冷媒凝縮器（再生空気から見れば加熱器）２
２０Ｂに送り込まれ、ここで第２の凝縮温度あるいは第
２の凝縮圧力で加熱されて乾球温度を上昇させ状態Ｘの
空気になり、冷媒凝縮器２２０Ａに流入し、ここで第１
の凝縮温度あるいは第１の凝縮圧力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１２
７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１３）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１２９を通して排気ＥＸされる。

【００３９】以上のような空調装置では、図３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Δ
Ｑ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。また、状
態Ｑと状態Ｍとの温度差、状態Ｒと状態Ｌとの温度差が
小さいほど大きくなる。本実施の形態では、処理空気冷
却器３００の熱交換効率が非常に高いので、冷房効果を
著しく高めることができる。またヒートポンプが汲み上
げるべき温度リフトは、第１のヒートポンプＨＰＡにつ
いては状態Ｔと状態Ｙとの差である３７℃、第２のヒー
トポンプＨＰＢについては状態Ｘと状態Ｎとの差である
３５℃となる。

【００４０】次に図１と図４を参照して、各機器間の冷
媒の流れ及びヒートポンプＨＰＡ、ＨＰＢの作用を説明
する。図１において、第１の冷媒圧縮機２６０Ａ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２０１Ａを経由して第１の凝縮器である再生
空気加熱器（冷媒凝縮器）２２０Ａに導かれる。圧縮機
２６０Ａで圧縮された冷媒ガスは、圧縮熱により昇温し
ており、この熱で再生空気を加熱する。冷媒ガス自身は
熱を奪われ冷却され、さらに凝縮する。

【００４１】冷媒凝縮器２２０Ａの冷媒出口は、処理空
気冷却器３００の蒸発セクション２５１Ａの入り口に冷
媒経路２０２Ａにより接続されており、冷媒経路２０２
Ａの途中、蒸発セクション２５１Ａの入り口近傍には、
絞り２３０Ａが設けられている。図１にはヒートポンプ
ＨＰＡ系統の絞りは１個のみ示されているが、蒸発セク
ション２５１Ａ乃至は凝縮セクション２５２Ａの数に応
じて、２個以上いくつにでも構成可能である。

【００４２】冷媒凝縮器（再生空気から見れば加熱器）
２２０Ａを第１の凝縮圧力の状態で出た液冷媒は、絞り
２３０Ａにより第３の圧力まで減圧され、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２５１Ａ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。

【００４３】蒸発セクション２５１Ａと凝縮セクション
２５２Ａ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２５２Ａに流
入して、第２の区画を流れる外気により熱を奪われ凝縮
する。

【００４４】処理空気Ａは、第１の区画内では蒸発セク
ションで２５１Ａの熱交換チューブに直交して流れ、冷
媒との間の熱交換を行い、入り口温度が処理空気より低
温の外気Ｂは、第２の区画内で凝縮セクションで２５２
Ａの熱交換チューブに直交して流れる。

【００４５】図２においては、第１の区画と第２の区画
とは仕切板３０１を介して隣接して設けられており、蒸
発セクションと凝縮セクションとは一体の連続した熱交
換チューブで形成されているが、不図示の別の形態とし
て、第１の区画と第２の区画を分離して、さらに第１の
流路と第２の流路も分離した熱交換器としてもよい。即
ち、蒸発セクション２５１Ａを、適切なヘッダーと接続
配管を介して、対応する凝縮セクション２５２Ａに接続
した構造とする。この場合も図２と熱交換器としての機
能、作用は変わらない。しかしながら、第１の区画３１
０と第２の区画３２０とを分離した結果、機器配置の多
様性が高まる。

【００４６】凝縮セクション２５２Ａは絞り２４０Ａを
介して冷媒液配管２０３Ａにより冷媒蒸発器（処理空気
からにれば冷却器）２１０Ａに接続されている。絞り２
４０Ａにより第３の圧力から第１の蒸発圧力まで減圧さ
れる。絞り２４０Ａの取付位置は、凝縮セクション２５
２Ａの直後から冷媒蒸発器２１０Ａの入り口までのどこ
でもよいが、冷媒蒸発器２１０Ａの入り口直前にすれ
ば、大気温度よりかなり温度が低くなる絞り２４０Ａ後
の冷媒のための、配管保冷を薄くできる。凝縮セクショ
ン２５２Ａで凝縮した冷媒液は、絞り２４０Ａで減圧さ
れ膨張して温度を下げて、冷媒蒸発器２１０Ａに入り蒸
発し、その蒸発熱で処理空気を冷却する。絞り２３０Ａ
あるいは２４０Ａ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。

【００４７】ここで、絞り２４０Ａとしては通常は開度
一定のオリフィス等が用いられる。そして、この固定絞
りの他に、絞り２４０Ａと冷媒蒸発器２１０Ａとの間に
膨張弁２７０Ａを設けて、また冷媒蒸発器２１０Ａの熱
交換部あるいは冷媒蒸発器２１０Ａの冷媒出口箇所に温
度検知器（不図示）を取り付けて過熱温度を検知できる
ようにし、その温度検知器により膨張弁２７０Ａの開度
を調節できるように構成してもよい。このようにすれ
ば、冷媒蒸発器２１０Ａに過剰な冷媒液が供給されて、
圧縮機２６０Ａに蒸発しきれなかった冷媒液が吸い込ま
れるようなことを防止することができる。冷媒蒸発器２
１０Ａで蒸発してガス化した冷媒は、冷媒圧縮機２６０
Ａの吸込側に導かれ、以上のサイクルを繰り返す。

【００４８】ヒートポンプＨＰＢについても、ヒートポ
ンプＨＰＡと全く同様な構成と作用を有する。異なるの
は、作動圧力（蒸発圧力、凝縮圧力）がヒートポンプＨ
ＰＡより低い点である。そして第２の蒸発器２１０Ｂは
第１の蒸発器２１０Ａの、処理空気の流れに関して下流
側に設けられており、第２の凝縮器２２０Ｂは第１の凝
縮器２２０Ａの、再生空気の流れに関して上流側に設け
られている。また、蒸発セクション２５１Ａには第１の
凝縮器２２０Ａから冷媒が流入するように、冷媒経路２
０２Ａが接続されており、蒸発セクション２５１Ｂには
第２の凝縮器２２０Ｂから冷媒が流入するように、冷媒
経路２０２Ｂが接続されている。

【００４９】このような構造において、処理空気Ａは、
第１の区画内では蒸発セクションを２５１Ａ、２５１Ｂ
の順番に接触するように熱交換チューブに直交して流
れ、冷媒との間の熱交換を行い、入り口温度が処理空気
温度より低い外気Ｂは、第２の区画内で凝縮セクション
を２５２Ｂ、２５２Ａの順番に接触するように熱交換チ
ューブに直交して流れる。この場合、蒸発圧力乃至は蒸
発温度は、蒸発セクションでは２５１Ａ、２５１Ｂの順
番に、高から低になり、また凝縮セクションでは、２５
２Ｂ、２５２Ａの順番に、低から高になる。即ち、処理
空気冷却器３００は、処理空気Ａを冷却する冷媒の蒸発
圧力が第３、第４の圧力と２つあり、かつ冷却流体であ
る外気Ｂにより冷却して凝縮する冷媒の凝縮圧力が前記
蒸発圧力に対応して２つある。このようにして、処理空
気Ａと外気Ｂの流れに注目すると、いわば両者は対向流
で熱交換することになるので、著しく高い熱交換効率
φ、例えば８０％以上の熱交換効率φも実現できる。

【００５０】次に図４を参照して、ヒートポンプＨＰ
Ａ、ＨＰＢの作用を説明する。図４は、冷媒ＨＦＣ１３
４ａ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。また、図４（ａ）
は、第１のヒートポンプＨＰＡのモリエ線図であり、図
４（ｂ）は、第２のヒートポンプＨＰＢのモリエ線図で
ある。図４（ａ）中、点ａは図１に示す冷却器２１０Ａ
の冷媒出口の状態であり、飽和ガスの状態である。第１
の蒸発圧力としての圧力は６．４ｋｇ／ｃｍ²、第１の
蒸発温度としての温度は２３℃、エンタルピは１５０．
５６ｋｃａｌ／ｋｇである。このガスを圧縮機２６０Ａ
で吸込圧縮した状態、圧縮機２６０Ａの吐出口での状態
が点ｂで示されている。この状態は、第１の凝縮圧力と
しての圧力が１９．３ｋｇ／ｃｍ²、温度は過熱してお
り７８℃である。

【００５１】この冷媒ガスは、加熱器（冷媒凝縮器）２
２０Ａ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、第１の凝縮温度としての温度は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。

【００５２】この冷媒液のうち、絞り２３０Ａで減圧さ
れ蒸発セクション２５１Ａに流入した冷媒の状態は、モ
リエ線図上では、点ｅで示されている。第１の中間温度
としての温度は約４０℃になる。第３の圧力としての圧
力は、温度４０℃に対応する飽和圧力である。

【００５３】点ｅでは、冷媒は一部の液が蒸発（フラッ
シュ）して液とガスが混合した状態にある。蒸発セクシ
ョン内で、第３の圧力である飽和圧力下で冷媒液は蒸発
して、その圧力における飽和液線と飽和ガス線の中間の
点ｆに到る。

【００５４】この状態の冷媒が、凝縮セクション２５２
Ａに流入する。凝縮セクションでは、冷媒は第２の区画
を流れる外気により熱を奪われ、点ｇに到る。この点は
モリエ線図では飽和液線上にある。温度はほぼ４０℃で
ある。これらの冷媒液は、絞り２４０Ａを経て、点ｊに
到る。点ｊの圧力は本発明の第１の蒸発圧力であり２３
℃の飽和圧力の６．４ｋｇ／ｃｍ²である。

【００５５】ここでは冷媒は、液とガスが混合した状態
にある。この冷媒は、冷却器（冷媒蒸発器）２１０Ａ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２６０Ａに吸入さ
れ、以上のサイクルを繰り返す。

【００５６】第２のヒートポンプＨＰＢの作用も全く同
様である。但し、ヒートポンプＨＰＢは、ヒートポンプ
ＨＰＡよりも、全体として低圧（低温）側で作動する。
即ち、第２の蒸発器２１０Ｂでの第２の蒸発圧力として
の蒸発圧力は５．０ｋｇ／ｃｍ²、第２の蒸発温度とし
ての蒸発温度は１５℃、第２の凝縮器２２０Ｂでの第２
の凝縮圧力としての凝縮圧力は１４．８ｋｇ／ｃｍ²、
第２の凝縮温度としての凝縮温度は５４℃、処理空気冷
却器の蒸発セクション２５１Ｂ、凝縮セクション２５２
Ｂの第２の中間温度としての蒸発・凝縮温度は３６℃で
ある。

【００５７】以上説明したように、熱交換器３００内で
は、冷媒は各蒸発セクションで蒸発を、各凝縮セクショ
ンで凝縮をしており、蒸発伝熱と凝縮伝熱であるため、
熱伝達率が非常に高い。しかも、第１の区画３１０では
図中上から下に流れるにしたがって高い温度から低い温
度に冷却される処理空気を、それぞれ４０℃、３６℃と
並んだ温度で冷却するので、一つの温度例えば４０℃で
冷却する場合と比較して熱交換効率を高めることができ
る。凝縮セクションも同様である。即ち、第２の区画３
２０では図中下から上に流れるにしたがって低い温度か
ら高い温度に加熱される外気（再生空気）を、それぞれ
３６℃、４０℃と並んだ温度で加熱するので、一つの温
度例えば４０℃で加熱する場合と比較して熱交換効率を
高めることができる。

【００５８】さらに、圧縮機２６０Ａ、加熱器（冷媒凝
縮器）２２０Ａ、絞り及び冷却器（冷媒蒸発器）２１０
Ａを含む圧縮ヒートポンプＨＰＡとしては、熱交換器３
００を設けない場合は、加熱器（凝縮器）２２０Ａにお
ける点ｄの状態の冷媒を、絞りを介して冷却器（蒸発
器）２１０Ａに戻すため、冷却器（蒸発器）で利用でき
るエンタルピ差は２７．５９ｋｃａｌ／ｋｇしかないの
に対して、熱交換器３００を設けた本発明の実施例の場
合は、１５０．５６−１１３．５１＝３７．０５ｋｃａ
ｌ／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（温度リフトが同じとしても）所
要動力を２６％も小さくすることができる。逆に同一動
力で達成できる冷却効果で見れば、冷却効果を３４％も
高めることができる。すなわち、圧縮機２６０Ａが単段
型であっても、複数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を有する場合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ＣＯ
Ｐを達成できる。

【００５９】このことは、第２のヒートポンプＨＰＢで
も全く同様である。図４（ｂ）に示すように、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（温
度リフトが同じとしても）所要動力を１８％も小さくす
ることができる。逆に同一動力で達成できる冷却効果で
見れば、冷却効果を２１％も高めることができる。

【００６０】また冷媒サイクルにおける汲み上げる温度
リフトは、第１のヒートポンプＨＰＡでは、６５−２３
＝４２℃、第２のヒートポンプＨＰＡでは、５４−１５
＝３９℃であり、ヒートポンプが１つであるとしたとき
の、６５−１５＝５０℃と比較してはるかに小さいリフ
トとなる。したがって、処理空気冷却器３００により所
要冷却負荷・加熱負荷当たりの冷媒流量が少なくなるこ
とと相まって、ヒートポンプのＣＯＰは著しく向上す
る。

【００６１】以上の説明では、好ましい形態として、凝
縮器２２０Ａは蒸発セクション２５１Ａに接続され、凝
縮器２２０Ｂは蒸発セクション２５１Ｂに接続されるも
のとして説明したが、逆に凝縮器２２０Ａを蒸発セクシ
ョン２５１Ｂに接続し、凝縮器２２０Ｂを蒸発セクショ
ン２５１Ａに接続してもよい。

【００６２】次に図５を参照して、本発明の第２の実施
の形態の除湿空調装置の説明をする。図５は、第２の実
施の形態に用いる処理空気冷却器３００ｂ回りだけを抜
き出して拡大して示したフロー図であり、その他の構成
は図１と同じである。

【００６３】この熱交換器である処理空気冷却器３００
ｂは、図１の熱交換器と同様に、第１の区画３１０ｂと
第２の区画３２０ｂ及び隔壁３０１を貫通して、冷媒２
５０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。但し、第１のヒートポンプ
ＨＰＡ系統について、第１の区画を貫通している部分は
蒸発セクション２５１Ａが１本ではなく、処理空気の流
れの方向に配列された複数の蒸発セクション（図５では
３本、２５１Ａ１、２５１Ａ２、２５１Ａ３を図示）で
あり、第２の区画を貫通している部分は、蒸発セクショ
ンに対応する、再生空気の流れの方向に配列された複数
の凝縮セクション２５２Ａ１、２５２Ａ２、２５２Ａ３
である。そして、各蒸発セクション２５１Ａ１、２５１
Ａ２、２５１Ａ３には、それぞれ、絞り２３０Ａ１、２
３０Ａ２、２３０Ａ３が設けられており、それらは、冷
媒経路２０２Ａに設けられた一つのヘッダ２３５Ａから
分岐した経路に設けられている。また、各凝縮セクショ
ン２５２Ａ１、２５２Ａ２、２５２Ａ３には、それぞれ
絞り２４０Ａ１、２４０Ａ２、２４０Ａ３が設けられて
おり、それらは、一つのヘッダ２４５Ａにまとめられ、
そのヘッダは冷媒経路２０３Ａに接続されている。これ
ら蒸発セクション２５１Ａ１、２５１Ａ２、２５１Ａ３
は、処理空気の流れに沿ってこの順番に並べられてお
り、凝縮セクション２５２Ａ３、２５２Ａ２、２５２Ａ
１は、再生空気の流れに沿ってこの順番に並べられてい
る。なお、一つの絞り例えば２４０Ａ１につき処理空気
の流れの方向に直交する方向に複数の蒸発セクション２
４０Ａ１１、２４０Ａ１２、２４０Ａ１３・・・として
構成してもよい。これは、セクションの長さ、流路面
積、冷媒流量によって適宜定めればよい。

【００６４】第２のヒートポンプＨＰＢ系統について
も、全く同様であり、蒸発セクション２５１Ｂ１、２５
１Ｂ２、２５１Ｂ３は、処理空気の流れに沿ってこの順
番に、蒸発セクション２５１Ａ３の下流側に並べられて
おり、凝縮セクション２５２Ｂ３、２５２Ｂ２、２５２
Ｂ１は、再生空気の流れに沿ってこの順番に、凝縮セク
ション２５２Ａ３の上流側に並べられている。

【００６５】このような構造において、処理空気Ａは、
第１の区画内では蒸発セクションを２５１Ａ１、２５１
Ａ２、２５１Ａ３、２５１Ｂ１、２５１Ｂ２、２５１Ｂ
３の順番に接触するように熱交換チューブに直交して流
れ、冷媒との間の熱交換を行い、入り口温度が処理空気
より低温の外気Ｂは、第２の区画内で凝縮セクションを
２５２Ｂ３、２５２Ｂ２、２５２Ｂ１、２５２Ａ３、２
５２Ａ２、２５２Ａ１、の順番に接触するように熱交換
チューブに直交して流れる。このような場合、冷媒の蒸
発圧力（温度）あるいは凝縮圧力（温度）は、絞りでグ
ループ化されたセクション毎に定まるが、蒸発セクショ
ンでは２５１Ａ１、２５１Ａ２、２５１Ａ３、２５１Ｂ
１、２５１Ｂ２、２５１Ｂ３の順番に、高から低にな
り、また凝縮セクションでは２５２Ｂ３、２５２Ｂ２、
２５２Ｂ１、２５２Ａ３、２５２Ａ２、２５２Ａ１、の
順番に、低から高になる。即ち、処理空気冷却器３００
ｂは、第１のヒートポンプＨＰＡと第２のヒートポンプ
ＨＰＢとについて、処理空気Ａを冷却する冷媒の蒸発圧
力がそれぞれ複数あり、かつ冷却流体である外気Ｂによ
り冷却して凝縮する冷媒の凝縮圧力が前記蒸発圧力に対
応して複数あり、その複数の蒸発圧力乃至は凝縮圧力は
高さの順に配列されるように構成されていることにな
る。このようにして、処理空気Ａと外気Ｂの流れに注目
すると、各ヒートポンプの温度差と、各ヒートポンプ内
での複数の蒸発セクションと凝縮セクションとの温度勾
配とにより、いわば両者は対向流で熱交換することにな
るので、著しく高い熱交換効率φ、例えば８０％以上の
熱交換効率φも実現できる。

【００６６】ここで、複数の蒸発圧力が高さの順に配列
されることをさらに説明すれば、複数の蒸発セクション
２５１Ａ１、２５１Ａ２、２５１Ａ３における、各蒸発
圧力は、各蒸発セクションの入り口に独立した絞り２３
０Ａ１、２３０Ａ２、２３０Ａ３を設けた結果、それぞ
れ異なった値をとることができ、第１の区画３１０に処
理空気を、蒸発セクション２５１Ａ１、２５１Ａ２、２
５１Ａ３にこの順番で接触するように流し、処理空気は
顕熱を奪われる結果、温度が入り口から出口にかけて低
下する。その結果、蒸発セクション２５１Ａ１、２５１
Ａ２、２５１Ａ３内の蒸発圧力は、この順番で低下する
ことになり、蒸発温度は順番に並ぶことになる。

【００６７】全く同様に、凝縮温度はセクション２５２
Ａ３、２５２Ａ２、２５２Ａ１の順番に低温から高温に
並ぶが、蒸発セクションと同様に、各凝縮セクションは
独立した絞り２４０Ａ３、２４０Ａ２、２４０Ａ１を備
える結果、独立した凝縮圧力即ち凝縮温度を持つことが
でき、ここに外気を第２の区画３２０の入り口から出口
に向かって凝縮セクション２５２Ａ３、２５２Ａ２、２
５２Ａ１の順番に接触するように流す結果として、凝縮
圧力はこの順番に並ぶことになる。第２のヒートポンプ
ＨＰＢ系統についても同様である。したがって、処理空
気Ａと外気Ｂに注目すると、前記のように、いわゆる対
向流形の熱交換器を形成することになり、高い熱交換効
率を達成できる。

【００６８】次に図６を参照して、ヒートポンプＨＰ
Ａ、ＨＰＢの作用を説明する。図６は、冷媒ＨＦＣ１３
４ａ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。図６（ａ）はヒー
トポンプＨＰＡのモリエ線図、図６（ｂ）はヒートポン
プＨＰＢのモリエ線図である。まず図６（ａ）を説明す
る。図中、点ａは図１に示す冷却器２１０Ａの冷媒出口
の状態であり、飽和ガスの状態である。圧力は６．４ｋ
ｇ／ｃｍ²、温度は２３℃である。このガスを圧縮機２
６０Ａで吸込圧縮した状態、圧縮機２６０Ａ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１
９．３ｋｇ／ｃｍ²、温度は７８℃である。

【００６９】この冷媒ガスは、加熱器（冷媒凝縮器）２
２０Ａ内で冷却され、モリエ線図上の点ｃに到る。この
点の圧力は１９．３ｋｇ／ｃｍ²、温度は６５℃であ
る。冷媒は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℃である。

【００７０】この冷媒液のうち、絞り２３０Ａ１で減圧
され蒸発セクション２５１Ａ１に流入した冷媒の状態
は、モリエ線図上では、点ｅ１で示されている。温度は
約４３℃になる。圧力は、本発明の異なる複数の圧力の
一つであり、温度４３℃に対応する飽和圧力である。同
様に、絞り２３０Ａ２で減圧され蒸発セクション２５１
Ａ２に流入した冷媒の状態は、モリエ線図上では、点ｅ
２で示されており、温度は４１℃、圧力は、本発明の異
なる複数の圧力の一つであり、温度４１℃に対応する飽
和圧力である。同様に、絞り２３０Ａ３で減圧され蒸発
セクション２５１Ａ３に流入した冷媒の状態は、モリエ
線図上では、点ｅ３で示されており、温度は３９℃、圧
力は、本発明の異なる複数の圧力の一つであり、温度３
９℃に対応する飽和圧力である。

【００７１】点ｅ１、ｅ２、ｅ３のいずれにおいても、
冷媒は、一部の液が蒸発（フラッシュ）して液とガスが
混合した状態にある。各蒸発セクション内で、前記各複
数の異なる圧力の一つである圧力下で冷媒液は蒸発し
て、それぞれ各圧力の飽和液線と飽和ガス線の中間の点
ｆ１、ｆ２、ｆ３に到る。

【００７２】この状態の冷媒が、各凝縮セクション２５
２Ａ１、２５２Ａ２、２５２Ａ３に流入する。各凝縮セ
クションでは、冷媒は第２の区画を流れる外気により熱
を奪われ、それぞれ点ｇ１、ｇ２、ｇ３に到る。これら
の点はモリエ線図では飽和液線上にある。温度はそれぞ
れ４３℃、４１℃、３９℃である。これらの冷媒液は、
各絞りを経て、それぞれ点ｊ１、ｊ２、ｊ３に到る。こ
れらの点の圧力は２３℃の飽和圧力の６．４ｋｇ／ｃｍ
²である。

【００７３】ここでは冷媒は、液とガスが混合した状態
にある。これらの冷媒は一つのヘッダ２４５Ａに合流す
るが、ここでのエンタルピは点ｇ１、ｇ２、ｇ３をそれ
ぞれに対応する冷媒の流量で重み付けして平均した値と
なる。この冷媒は、冷却器（冷媒蒸発器）２１０Ａ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２６０Ａに吸入され、
以上のサイクルを繰り返す。

【００７４】ヒートポンプＨＰＢについても同様に、図
６（ｂ）に示すように、凝縮器２２０Ｂでの凝縮温度は
５４℃、ヒートポンプＨＰＡの点ｇ１、ｇ２、ｇ３に対
応する、点ｇ１’、ｇ２’、ｇ３’の温度はそれぞれ、
例えば３７℃、３５℃、３３℃になる。蒸発器２１０Ｂ
の蒸発温度は１５℃である。

【００７５】以上説明したように、熱交換器３００ｂ内
では、冷媒は各蒸発セクションで蒸発を、各凝縮セクシ
ョンで凝縮をしており、蒸発伝熱と凝縮伝熱であるた
め、熱伝達率が非常に高い。しかも、第１の区画３１０
では図中上から下に流れるにしたがって高い温度から低
い温度に冷却される処理空気を、それぞれ４３℃、４１
℃、３９℃、３７℃、３５℃、３３℃と順番に並んだ温
度で冷却するので、２つのヒートポンプ毎に一つの温度
例えば４０℃と３６℃で冷却する場合と比較して熱交換
効率を高めることができる。凝縮セクションも同様であ
る。即ち、第２の区画３２０では図中下から上に流れる
にしたがって低い温度から高い温度に加熱される外気
（再生空気）を、それぞれ３３℃、３５℃、３７℃、３
９℃、４１℃、４３℃と順番に並んだ温度で加熱するの
で、２つのヒートポンプ毎に一つの温度例えば３６℃と
４０℃で加熱する場合と比較して熱交換効率を高めるこ
とができる。

【００７６】図７を参照して、第１の実施の形態の除湿
空調装置の機械的な配置の例を説明する。図７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１７０が設けられている。フィルター１
７０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１７０を介
してキャビネット７００の処理空気吸込口に通じてい
る。

【００７７】送風機１０２とほぼ水平方向に横に並べて
送風機１４０、圧縮機２６０Ａ、圧縮機２６０Ｂが、キ
ャビネット７００の下部の空間に配置されている。ま
た、送風機１０２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１０３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１
０５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２６０Ａ、２
６０Ｂ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。

【００７８】送風機１０２の吐出口は通路１０８により
デシカントロータに接続されている。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（図中右半分の領域）
である。

【００７９】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、処理空気冷却器３００の第１の区画３１０、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７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プレートフィン）との間の
空間として形成されている。

【００８０】第１の区画３１０の鉛直方向上方には、第
１の冷媒蒸発器２１０Ａが、その上方には第２の冷媒蒸
発器２１０Ｂがその冷却管を水平にして配置されてい
る。この実施の形態では、第１の冷媒蒸発器２１０Ａと
第２の冷媒蒸発器２１０Ｂとは、共通のプレートフィン
を貫通するチューブ群として構成されている。また、図
７に示す例では、経路１１０は、第１の区画３１０と冷
媒蒸発器２１０Ａ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。冷媒蒸発器２１０Ｂ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。

【００８１】一方キャビネット７００の上方の中央部に
は、外気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１７１が設けられている。フィ
ルター１７１の内側の空間が経路１２４を構成してい
る。フィルター１７１の下方には、処理空気冷却器３３
０の第２の区画３２０が配置されている。第２の区画３
２０は第１の区画３１０の蒸発セクション２５１の熱交
換器チューブと一体の熱交換器チューブを有する凝縮セ
クション２５２を有する。したがって、この熱交換チュ
ーブは、ほぼ水平に配設されている。

【００８２】第２の区画３２０の下方には、冷媒凝縮器
２２０Ｂが配置されており、続いて冷媒凝縮器２２０Ａ
が配置されている。第２の区画３２０と冷媒凝縮器２２
０Ｂとの間の空間が経路１２６であるが、両熱交換器の
間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。冷媒凝縮器２２０Ｂ、２２０Ａは、熱交換
器チューブがほぼ水平に配設され、経路１０９である空
間とほぼ並べんだ位置にある。

【００８３】冷媒凝縮器２２０Ａの鉛直方向下方には、
デシカントロータ１０３が配置されている。冷媒凝縮器
２２０Ａとデシカントロータ１０３との間の空間が経路
１２７を構成しており、ここを経由してデシカントロー
タ１０３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、キャビネット７００
の上方、外気取り入れ用開口に隣接して設けられた排気
口に接続されている。デシカントを再生した後の再生空
気は、この排気用の開口を通して排気ＥＸされる。

【００８４】一方、圧縮機２６０Ａ、２６０Ｂは経路１
２９を構成する空間内の最下部、キャビネット７００の
最下部に設置されている。実質的に、キャビネット７０
０が設置されている基礎上に設置されている。圧縮機２
６０Ａ、Ｂから吐出した冷媒ガスを冷媒凝縮器２２０
Ａ、Ｂに送る冷媒配管２０１Ａ、Ｂが、キャビネット７
００の側方に沿って立ち上がって設けられている。冷媒
凝縮器２２０Ａ、Ｂの冷媒出口は、蒸発セクション２５
１Ａ、Ｂの入口近傍に設けられた絞り２３０Ａ、Ｂに、
冷媒配管２０２Ａ、Ｂによって接続されている。凝縮し
た冷媒を絞り２３０Ａ、Ｂにより減圧して蒸発セクショ
ン２５１に導く。各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。

【００８５】第１の区画内３１０の蒸発セクション２５
１Ａ、Ｂから第２の区画内３２０内の凝縮セクション２
５２Ａ、Ｂに流れた冷媒は、凝縮セクションの各チュー
ブに設けられた絞り２４０Ａ、Ｂに到る。絞り２４０
Ａ、Ｂからの冷媒配管は、キャビネット７００内の最上
部付近において冷媒蒸発器２１０Ａ、Ｂの冷媒入口に到
る。なお、図７に示されるように、絞り２４０Ａ、Ｂ冷
媒蒸発器２１０Ａ、Ｂから離れたところに設けられた場
合は、絞りで減圧されてから冷媒蒸発器２１０Ａ、Ｂに
到るまでの冷媒配管の保冷は十分に行われる。

【００８６】蒸発器２１０Ａ、Ｂと圧縮機２６０Ａ、Ｂ
を接続する冷媒配管２０５Ａ、Ｂが、蒸発器２１０Ａ、
Ｂからキャビネット７００内で横に引かれ、さらに経路
１２９内を鉛直方向下方に向けて配設されている。なお
前述のように、絞り２４０Ａ、Ｂの他に、絞り２４０
Ａ、Ｂと冷媒蒸発器２１０Ａ、Ｂとの間に膨張弁２７０
Ａ、Ｂを設けて、また冷媒蒸発器２１０Ａ、Ｂの熱交換
部に温度検知器を取り付けて過熱温度を検知できるよう
にし、その温度検知器により膨張弁２７０Ａ、Ｂの開度
を調節できるように構成してもよい。このようにすれ
ば、冷媒蒸発器２１０Ａ、Ｂに過剰な冷媒液が供給され
て、圧縮機２６０Ａ、Ｂに蒸発しきれなかった冷媒液が
吸い込まれるようなことを防止できる。

【００８７】図８に、第２の実施の形態の除湿空調装置
の機械的な配置の例を示す。この図の装置は、図７の場
合と比べて、処理空気冷却器３００ｂが異なる。蒸発セ
クションは、図中鉛直方向下方から上方に向けて２５１
Ａ１、２５１Ａ２、２５１Ｂ１、２５１Ｂ２の順番に並
んでおり、凝縮セクションは図中鉛直方向上方から下方
に向けて２５２Ｂ２、２５２Ｂ１、２５２Ａ２、２５２
Ａ１の順番に並んでいる。なお、図５、図６では、各ヒ
ートポンプＨＰＡ、ＨＰＢにつき、蒸発セクションは３
段２５１Ａ１、２５１Ａ２、２５１Ａ３で説明したが、
図８には２段２５１Ａ１、２５１Ａ２の場合で示してあ
る。

【００８８】図９に、第３の実施の形態の除湿空調装置
の機械的な配置の例を示す。図７の例と比べて、全体に
上下逆に配列されている。図７と共通の構成について
は、重複した説明は省略する。図９において、装置を構
成する機器を収容するキャビネット７００の鉛直方向上
面の中央部に処理空気ＲＡの吸込口が開口している。そ
の開口に設けられたフィルター１７０の内側のキャビネ
ット７００内下方には、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。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。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（図中右半分の領
域）である。

【００８９】デシカントロータ１０３の鉛直方向下方、
特に処理空気が流入する方の半分（半円）の領域の下方
には、処理空気冷却器３００の第１の区画３１０、即ち
蒸発セクション２５１が配置されている。第１の区画３
１０の鉛直方向下方には、第１の冷媒蒸発器２１０Ａ
が、その下方には第２の冷媒蒸発器２１０Ｂがその冷却
管を水平にして配置されている。第２の冷媒蒸発器２１
０Ｂの下方は、経路１１１を構成しており、この経路は
第２の冷媒蒸発器２１０Ｂの下方で横方向に引かれ、そ
こからキャビネット７００内で上方に立ち上がり、キャ
ビネットの内側、キャビネット上面の開口に取り付けら
れた送風機１０２を経由して、供給空気ＳＡとして空調
空間に供給される。なお、第２の冷媒蒸発器２１０Ｂの
下方で横方向に引かれたところ、キャビネット７００内
で上方に立ち上がる前には、加湿器１０６が設けられて
おり、供給空気の温度を下げるように構成されている。

【００９０】一方キャビネット７００の下方の側面に
は、外気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１７１が設けられている。フィ
ルター１７１の内側の空間には、冷媒圧縮機２６０Ａ、
Ｂが設置されている。冷媒圧縮機２６０Ａ、Ｂの上方に
は、処理空気冷却器３３０の第２の区画３２０が配置さ
れている。第２の区画３２０は第１の区画３１０の蒸発
セクション２５１の熱交換器チューブと一体の熱交換器
チューブを有する凝縮セクション２５２を有する。した
がって、この熱交換チューブは、ほぼ水平に配設されて
いる。

【００９１】第２の区画３２０の上方には、冷媒凝縮器
２２０Ｂが配置されており、続いて冷媒凝縮器２２０Ａ
が配置されている。冷媒凝縮器２２０Ｂ、２２０Ａは、
熱交換器チューブがほぼ水平に配設されている。

【００９２】冷媒凝縮器２２０Ａの鉛直方向上方には、
デシカントロータ１０３が配置されている。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
方向上方の空間は、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の上方で側方に向けた排気口に
接続されている。デシカントを再生した後の再生空気
は、この排気用の開口を通して排気ＥＸされる。

【００９３】一方、圧縮機２６０Ａ、２６０Ｂはキャビ
ネット７００内の最下部に設置されており、実質的に、
キャビネット７００が設置されている基礎上に設置され
ている。圧縮機２６０Ａ、Ｂから吐出した冷媒ガスを冷
媒凝縮器２２０Ａ、Ｂに送る冷媒配管２０１Ａ、Ｂが、
キャビネット７００の側方に沿って立ち上がって設けら
れている。冷媒凝縮器２２０Ａ、Ｂの冷媒出口は、蒸発
セクション２５１Ａ、Ｂの入口近傍に設けられた絞り２
３０Ａ、Ｂに、冷媒配管２０２Ａ、Ｂによって接続され
ている。凝縮した冷媒を絞り２３０Ａ、Ｂにより減圧し
て蒸発セクション２５１Ａ、Ｂに導く。各絞りを経由し
て減圧された冷媒は、蒸発セクション２５１Ａ、Ｂに送
られ蒸発する。

【００９４】第１の区画内３１０の蒸発セクション２５
１Ａ、Ｂから第２の区画内３２０内の凝縮セクション２
５２Ａ、Ｂに流れた冷媒は、凝縮セクションの各チュー
ブに設けられた絞り２４０Ａ、Ｂに到る。絞り２４０
Ａ、Ｂからの冷媒配管は、キャビネット７００内で冷媒
配管を下方へ下方へと流れ冷媒蒸発器２１０Ａ、Ｂの冷
媒入口に到る。冷媒入口は冷媒蒸発器２１０Ａ、Ｂのな
かでは最下部に設けられている。冷媒蒸発器２１０Ａ、
Ｂ内では、冷媒は蒸発するにつれてガスは上方に流れる
ように配置されている。

【００９５】蒸発器２１０Ａ、Ｂと圧縮機２６０Ａ、Ｂ
を接続する冷媒配管２０５Ａ、Ｂが、蒸発器２１０Ａ、
Ｂからキャビネット７００内で横に引かれ、さらに経路
１２９内を鉛直方向下方に向けて配設されている。なお
第１の実施の形態と同様に、絞り２４０Ａ、Ｂの他に、
絞り２４０Ａ、Ｂと冷媒蒸発器２１０Ａ、Ｂとの間に膨
張弁２７０Ａ、Ｂを設けて、また冷媒蒸発器２１０Ａ、
Ｂの熱交換部に温度検知器を取り付けて過熱温度を検知
できるようにし、その温度検知器により膨張弁２７０
Ａ、Ｂの開度を調節できるように構成してもよい。

【００９６】このよう構成すると、冷媒ガスは圧縮機で
昇圧され、凝縮器２２０Ａ、Ｂに送られた後は、ほぼ上
方から下方に向けて流れるように、熱交換器が配置でき
る。したがって、冷媒圧力が低いいわゆる低圧冷媒を使
用する場合、即ち凝縮圧力と蒸発圧力との差だけでは、
冷媒液を次の熱交換器に送るのに十分ではないような冷
媒を使用する場合に適する。

【００９７】

【発明の効果】処理空気冷却器を備え、処理空気冷却器
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。また、処理空気と冷却流体との熱交換
をいわゆる対向流に構成することができ、かつ第１と第
２のヒートポンプを備えるので、各温度リフトを小さく
とれ、ＣＯＰの高い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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】図１の除湿空調装置に使用されているヒートポ
ンプに処理空気冷却器として使用して好適な熱交換器の
模式的断面図である。

【図３】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。

【図４】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。

【図５】本発明の第２の実施の形態である除湿空調装置
に用いる処理空気冷却器を拡大して示したフローチャー
トである。

【図６】図５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。

【図７】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。

【図８】本発明の第２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。

【図９】本発明の第３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。

【図１０】従来の除湿空調装置のフローチャートであ
る。

【図１１】図８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。

【図１２】図６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。

【図１３】デシカントロータの構造の一例を示す斜視図
である。

【符号の説明】

１０１空調空間１０２、１４０送風機１０３デシカントロータ２１０Ａ、Ｂ冷媒蒸発器２２０Ａ、Ｂ冷媒凝縮器２５１Ａ、Ｂ蒸発セクション２５２Ａ、Ｂ凝縮セクション２３０Ａ、２３０Ｂ絞り２４０Ａ、２４０Ｂ絞り２６０Ａ、Ｂ圧縮機３００処理空気冷却器３１０第１の区画３２０第２の区画１７１、１７２フィルター７００キャビネットＨＰＡ、ＨＰＢヒートポンプ

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理空気中の水分を吸着し、再生空気に
より水分を脱着されるデシカントを有する水分吸着装置
と；冷媒を循環させて、第１の蒸発温度から第１の凝縮
温度まで熱を汲み上げる第１のヒートポンプであって、
前記第１の凝縮温度と前記第１の蒸発温度との中間の第
１の中間温度で前記冷媒を蒸発させた後に前記第１の中
間温度とほぼ等しい温度で前記冷媒を凝縮させるように
構成された第１のヒートポンプと；冷媒を循環させて、
前記第１の蒸発温度より低い第２の蒸発温度から前記第
１の凝縮温度より低い第２の凝縮温度まで熱を汲み上げ
る第２のヒートポンプであって、前記第２の凝縮温度と
前記第２の蒸発温度との中間の第２の中間温度で前記冷
媒を蒸発させた後に前記第２の中間温度とほぼ等しい温
度で前記冷媒を凝縮させるように構成された第２のヒー
トポンプとを備え；前記デシカントで水分を吸着された
処理空気を、前記第１の中間温度と前記第２の中間温度
のうち高い方の中間温度で蒸発する冷媒で冷却し、次に
低い方の中間温度で蒸発する冷媒で冷却し、次に前記第
１の蒸発温度で蒸発する冷媒で冷却し、次に前記第２の
蒸発温度で蒸発する冷媒で冷却するように構成し；前記
再生空気を、前記第１の中間温度とほぼ等しい温度と前
記第２の中間温度とほぼ等しい温度のうち低い方の温度
で凝縮する冷媒で加熱し、次に高い方の温度で凝縮する
冷媒で加熱し、次に前記第２の凝縮温度で凝縮する冷媒
で加熱し、次に前記第１の凝縮温度で凝縮する冷媒で加
熱し、次に加熱された前記再生空気で前記デシカントか
ら水分を脱着するように構成したことを特徴とする；除
湿空調装置。
【請求項２】処理空気中の水分を吸着し、再生空気に
より水分を脱着されるデシカントを有する水分吸着装置
と；前記水分吸着装置に対して前記処理空気の流れの後
流側に設けられ、前記処理空気を冷却する処理空気冷却
器と；冷媒を第１の凝縮圧力で凝縮し前記再生空気を加
熱する第１の凝縮器と；冷媒を前記第１の凝縮圧力より
低い第２の凝縮圧力で凝縮し前記再生空気を加熱する第
２の凝縮器とを備え；前記処理空気冷却器は、前記処理
空気を冷媒の蒸発により冷却し、蒸発した前記冷媒を、
前記水分吸着装置でデシカントの水分を脱着する前の前
記再生空気により冷却して凝縮するように構成され；前
記第２の凝縮器と前記第１の凝縮器とはこの順に前記処
理空気冷却器と前記水分吸着装置との間の前記再生空気
の経路中に配置され；前記処理空気冷却器は、前記処理
空気を冷却する冷媒の蒸発圧力として第３の圧力と前記
第３の圧力より低い第４の圧力を有するように構成さ
れ；前記処理空気冷却器は、前記冷媒を前記再生空気に
より冷却して、ほぼ前記第３の圧力と、ほぼ前記第４の
圧力で凝縮させるように構成され；前記処理空気冷却器
は、前記処理空気が前記第３の圧力で蒸発する冷媒で冷
却された後に前記第４の圧力で蒸発する冷媒で冷却さ
れ、前記再生空気が前記ほぼ第４の圧力で凝縮する冷媒
で加熱された後に前記ほぼ第３の圧力で凝縮する冷媒で
加熱されるように構成され；前記第１の凝縮器で凝縮し
た冷媒を前記第３の圧力と前記第４の圧力の一方の圧力
で蒸発させるように供給し、前記第２の凝縮器で凝縮し
た冷媒を前記第３の圧力と前記第４の圧力の他方の圧力
で蒸発させるように供給するように構成したことを特徴
とする；除湿空調装置。
【請求項３】前記処理空気冷却器からの処理空気の後
流側に配置され、第１の蒸発圧力で冷媒を蒸発させ前記
処理空気を冷却する第１の蒸発器と；前記第１の蒸発器
からの処理空気の後流側に配置され、前記第１の蒸発圧
力より低い第２の蒸発圧力で冷媒を蒸発させ前記処理空
気を冷却する第２の蒸発器と；前記第１の蒸発器で蒸発
した冷媒を圧縮して前記第１の凝縮器に供給する第１の
圧縮機と；前記第２の蒸発器で蒸発した冷媒を圧縮して
前記第２の凝縮器に供給する第２の圧縮機とを備える；
請求項２に記載の除湿空調装置。
【請求項４】前記第３の圧力がさらに複数の圧力を含
むように構成されたことを特徴とする；請求項２または
請求項３に記載の除湿空調装置。
【請求項５】前記第１及び第２の凝縮器とが、前記処
理空気冷却器よりも鉛直方向上方に配置されていること
を特徴とする、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に
記載の除湿空調装置。