JP2000249366A - Heat pump, dehumidifier and dehumidifying method employing it - Google Patents

Heat pump, dehumidifier and dehumidifying method employing it

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JP2000249366A
JP2000249366A JP11047537A JP4753799A JP2000249366A JP 2000249366 A JP2000249366 A JP 2000249366A JP 11047537 A JP11047537 A JP 11047537A JP 4753799 A JP4753799 A JP 4753799A JP 2000249366 A JP2000249366 A JP 2000249366A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat pump, a dehumidifier/air conditioner and a dehumidifying method having high COP. SOLUTION: The heat pump comprises a refrigerant compressor 260, a first heat exchanger 220 for robbing heat from a compressed refrigerant through a high temperature fluid B and condensing the refrigerant under a first pressure, a first throttle 360 for reducing the pressure of condensed refrigerant to a second pressure, a second heat exchanger 300 for evaporating the refrigerant subjected to pressure reduction through the first throttle 360 with heat from a first fluid A under the second pressure and condensing a second fluid C by robbing heat therefrom, a second throttle 270 for reducing the pressure of condensed refrigerant to a third pressure, a third heat exchanger 210 for evaporating the refrigerant subjected to pressure reduction through the second throttle 270 by imparting heat from the low temperature fluid A under the third pressure, and a gas/liquid separator 350 for separating the refrigerant subjected to pressure reduction to the second pressure to refrigerant gas and refrigerant gas between the first throttle 360 and the second heat exchanger 300. The refrigerant compressor 260 has an intermediate port 260a for sucking gas at an intermediate pressure between first and third pressures and the refrigerant gas separated by the gas/liquid separator 350 is sucked through the intermediate port 260a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプとそ
れを用いる除湿装置及び除湿方法に関し、特に熱交換器
を利用したエコノマイザを有する圧縮ヒートポンプとそ
のような圧縮ヒートポンプを用いる除湿装置及び除湿方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat pump, a dehumidifying apparatus and a dehumidifying method using the same, and more particularly to a compression heat pump having an economizer using a heat exchanger, and a dehumidifying apparatus and a dehumidifying method using such a compressed heat pump. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10に示すように、従来からヒートポ
ンプを熱源とした所謂デシカント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、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22
0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. 10, there has been a so-called desiccant air conditioning system using a heat pump as a heat source. In the air conditioning system of FIG. 10, as a heat pump,
A compression heat pump HP using the compressor 260 is used. This air conditioning system has a desiccant rotor 103
A path of the processing air A for adsorbing the water by the heat source, and a path of the regeneration air B for desorbing and regenerating the moisture in the desiccant after passing through the desiccant rotor 103 after being heated by the heating source and adsorbing the moisture. An air conditioner having a sensible heat exchanger 104 between the treated air to which moisture has been adsorbed and the regenerated air before regenerating the desiccant (desiccant) of the desiccant rotor 103 and before being heated by the heating source; A heat pump HP, and using the high heat source of the compression heat pump HP as a heating source to supply the regenerated air of the air conditioner to a heater 22.
At 0, the desiccant is regenerated, and the cooler 210 cools the processing air of the air conditioner using the low heat source of the compression heat pump 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熱によって圧縮ヒ
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の駆動熱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の多重
効用化を図ることができ、高い省エネルギ効果が得られ
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103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, since the compression heat pump HP is configured to simultaneously cool the processing air of the desiccant air conditioner and heat the regeneration air, the compression heat pump HP is driven by driving heat externally applied to the compression heat pump HP. Generates a cooling effect of the processing air, and furthermore, the desiccant can be regenerated with the heat obtained by summing the heat pumped from the processing air by the heat pump action and the driving heat of the compression heat pump HP. As a result, a high energy saving effect can be obtained. Further, a heat exchanger 121 between the regenerated air between the sensible heat exchanger 104 and the heater 220 and the regenerated air exiting the desiccant rotor 103 is provided to further enhance the energy saving effect.

【0004】ここで、図11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11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。
The operation of the desiccant air conditioner shown in FIG. 10 will now be described with reference to a psychrometric chart shown in FIG.
In FIG. 11, the state of air is indicated by alphabets K to P and Q to X. This symbol corresponds to the alphabet circled in the flowchart of FIG.

【0005】図11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. 11, the processing air (state K) from the air-conditioned space 101 is desiccant adsorbed by the desiccant rotor 103 to lower the absolute humidity, while the desiccant heat of adsorption raises the dry bulb temperature to the 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, and the regenerated air is heated by the heat exchanger 121. As a result, the temperature of the dry bulb itself is lowered, and the air becomes the state V and is exhausted EX.

【0006】さらに、図12のモリエ線図を参照して図
10に示される圧縮ヒートポンプHPの作用を説明す
る。図12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/cm
2 、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1
0℃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。
Further, the operation of the compression heat pump HP shown in FIG. 10 will be described with reference to the Mollier diagram of FIG. FIG. 12 is a Mollier diagram of the refrigerant HFC134a. Point a indicates the state of the refrigerant evaporated in the cooler 210, and is in the state of a saturated gas. The pressure is 4.2kg / cm
2. The temperature is 10 ° C, 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. This refrigerant gas is cooled in the heater (condenser as viewed from the refrigerant side) 220 and reaches a point c on the Mollier diagram. This point is a state of a saturated gas, the pressure is 19.3 kg / cm 2 , and the temperature is 65
° C. Further cooling and condensing under this pressure, the point d
To reach. This point is a state of the saturated liquid, and the pressure and the temperature are the same as those of the point c, the pressure is 19.3 kg / cm 2 , and the temperature is 65
° C, and the enthalpy is 122.97 kcal / kg. This refrigerant liquid is decompressed by the expansion valve 270 and has a temperature of 1
The pressure is reduced to 4.2 kg / cm 2, which is a saturation pressure of 0 ° C., and reaches a cooler (evaporator as viewed from the refrigerant) 210 as a mixture of a refrigerant liquid and a gas at 10 ° C. where heat is taken from the processing air. , Evaporates to become a saturated gas in the state of the point a on the Mollier diagram, is 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ヒ
ートポンプによれば、単位重量当たりの冷媒の冷却効果
を示すエンタルピ差は、冷媒の蒸発圧力における飽和ガ
ス線のエンタルピと凝縮圧力における飽和液線のエンタ
ルピとの差、即ち図12の例では148.83−12
2.97=25.86kcal/kgであり、必ずしも
大きくはないので、圧縮ヒートポンプHPの成績係数C
OPが低くならざるを得なかった。またそのようなヒー
トポンプを用いるデシカント空調機(除湿装置)もまた
COPが低くならざるを得なかった。
According to the conventional heat pump described above, the enthalpy difference indicating the cooling effect of the refrigerant per unit weight is determined by the enthalpy of the saturated gas line at the evaporation pressure of the refrigerant and the enthalpy of the saturated gas at the condensation pressure. The difference from the enthalpy of the line, that is, 148.83-12 in the example of FIG.
2.97 = 25.86 kcal / kg, which is not necessarily large, so that the coefficient of performance C of the compression heat pump HP
The OP had to be low. Also, desiccant air conditioners (dehumidifiers) using such heat pumps have had to reduce COP.

【0008】そこで本発明は、COPの高いヒートポン
プとそれを用いる除湿装置及び除湿方法を提供すること
を目的としている。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat pump having a high COP, a dehumidifier using the same, and a dehumidifying method.

【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に係る発明によるヒートポンプは、例えば
図1に示されるように、冷媒を圧縮する冷媒圧縮機26
0と;冷媒圧縮機260で圧縮された冷媒から高温流体
Bにより熱を奪って該冷媒を第1の圧力下で凝縮させる
第1の熱交換器220と;第1の熱交換器220で凝縮
した冷媒を第2の圧力に減圧する第1の絞り360と;
前記第2の圧力下で第1の流体Aからの熱により第1の
絞り360で減圧された冷媒を蒸発させ、前記蒸発させ
た後に前記冷媒から第2の流体Cにより熱を奪って該冷
媒を凝縮させる第2の熱交換器300と;第2の熱交換
器300で凝縮した後に前記冷媒を第3の圧力に減圧す
る第2の絞り270と;前記第3の圧力下で、低温流体
Aから熱を与えて、第2の絞り270で減圧した冷媒を
蒸発させるように構成された第3の熱交換器210と;
第1の絞り360と第2の熱交換器300との間に、前
記第2の圧力に減圧された前記冷媒を冷媒液と冷媒ガス
とに分離する気液分離器350とを備え;冷媒圧縮機2
60は、前記第1の圧力と前記第3の圧力との中間の圧
力でガスを吸入する中間ポート260aを有し、気液分
離器350で分離された冷媒ガスを中間ポート260a
に吸入させるように構成されたこと特徴とする。典型的
には、気液分離器350で分離された冷媒液は、第2の
熱交換器300に流されるように構成される。
In order to achieve the above object, a heat pump according to the first aspect of the present invention comprises a refrigerant compressor 26 for compressing a refrigerant as shown in FIG.
0; a first heat exchanger 220 for removing heat from the refrigerant compressed by the refrigerant compressor 260 by the high-temperature fluid B and condensing the refrigerant under a first pressure; and a first heat exchanger 220 for condensing the refrigerant. A first throttle 360 for reducing the pressure of the cooled refrigerant to a second pressure;
Under the second pressure, the refrigerant decompressed by the first throttle 360 is evaporated by the heat from the first fluid A, and after the evaporation, the refrigerant is deprived of heat by the second fluid C to remove the refrigerant. A second heat exchanger 300 for condensing the refrigerant; a second restrictor 270 for condensing the refrigerant in the second heat exchanger 300 and then depressurizing the refrigerant to a third pressure; and a cryogenic fluid under the third pressure. A third heat exchanger 210 configured to apply heat from A to evaporate the refrigerant depressurized by the second throttle 270;
A gas-liquid separator 350 for separating the refrigerant decompressed to the second pressure into a refrigerant liquid and a refrigerant gas between the first throttle 360 and the second heat exchanger 300; Machine 2
60 has an intermediate port 260a for suctioning gas at a pressure intermediate between the first pressure and the third pressure, and supplies the refrigerant gas separated by the gas-liquid separator 350 to the intermediate port 260a.
It is characterized by being constituted so that it may be inhaled. Typically, the refrigerant liquid separated by the gas-liquid separator 350 is configured to flow to the second heat exchanger 300.

【0010】このように構成すると、第2の熱交換器を
備え、第2の熱交換器は、第1の流体例えば処理空気を
冷媒の蒸発により冷却し、蒸発した冷媒を第2の流体例
えば外気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第1の流体と第2の流体と
の伝熱を達成できる。また、第1の流体と第2の流体と
の伝熱を冷媒を介して行うので、ヒートポンプの構成要
素の配置が容易になる。また気液分離器を備えるので、
ここで分離した冷媒ガスを圧縮機の中間ポートに導くこ
とができる。したがって、冷媒サイクルをいわゆるエコ
ノマイザサイクルとして構成することもできる。
[0010] With this configuration, the second heat exchanger is provided, and the second heat exchanger cools the first fluid, for example, the processing air by evaporating the refrigerant, and converts the evaporated refrigerant into the second fluid, for example. Since it is configured to cool and condense by the outside air, it is possible to use evaporation heat transfer and condensation heat transfer having a high heat transfer coefficient, so that heat transfer between the first fluid and the second fluid with a high heat transfer coefficient is achieved. Can be achieved. Further, since the heat transfer between the first fluid and the second fluid is performed via the refrigerant, the components of the heat pump can be easily arranged. In addition, since it has a gas-liquid separator,
Here, the separated refrigerant gas can be led to the intermediate port of the compressor. Therefore, the refrigerant cycle can be configured as a so-called economizer cycle.

【0011】さらに低温流体を第1の流体例えば処理空
気とすれば、処理空気を第2の熱交換器で冷却した後
に、第3の熱交換器でさらに冷却することができる。
If the low-temperature fluid is a first fluid, for example, processing air, the processing air can be cooled by the second heat exchanger and then further cooled by the third heat exchanger.

【0012】また、気液分離器350で分離された冷媒
液を、第2の熱交換器としての処理空気冷却器300、
特に第1の流体流路としての蒸発セクション251に流
すように構成するときは、蒸発により例えば処理空気を
冷却するために処理空気冷却器300に流入させる冷媒
を液相を主体とするようにでき、また例えば外気により
凝縮させる冷媒の気相分を一様にすることができる。
Further, the refrigerant liquid separated by the gas-liquid separator 350 is converted into a processing air cooler 300 as a second heat exchanger.
In particular, when configured to flow through the evaporating section 251 as the first fluid flow path, the refrigerant that flows into the processing air cooler 300 to cool, for example, the processing air by evaporation can be mainly composed of the liquid phase. Also, for example, the gas phase of the refrigerant condensed by the outside air can be made uniform.

【0013】さらに請求項2に記載のように、気液分離
器350と中間ポート260aとの間に第3の絞り26
2を備えるようにしてもよい。このときは第3の絞り
で、第2の圧力と中間ポートの吸い込み圧力との差圧を
調整できる。
Further, the third restriction 26 is provided between the gas-liquid separator 350 and the intermediate port 260a.
2 may be provided. At this time, the differential pressure between the second pressure and the suction pressure of the intermediate port can be adjusted by the third throttle.

【0014】さらに、請求項3に記載され、例えば図2
に示されるように、以上のヒートポンプでは、第2の熱
交換器300は、前記第1の流体Aを流す第1の区画3
10と;前記第2の流体Cを流す第2の区画320と;
第1の区画310を貫通する、第1の流体Aと熱交換す
る前記冷媒を流す第1の流体流路251と;第2の区画
320を貫通する、第2の流体Cと熱交換する前記冷媒
を流す第2の流体流路252とを備え;前記冷媒は、第
1の流体流路251から第2の流体流路252に貫通し
て流れ、第1の流体流路251の流路側伝熱面では前記
冷媒は前記第2の圧力下で蒸発し、第2の流体流路25
2の流路側伝熱面では前記冷媒はほぼ前記第2の圧力下
で凝縮するように構成してもよい。
Further, according to claim 3, for example, FIG.
As shown in the above, in the above heat pump, the second heat exchanger 300 is provided in the first section 3 in which the first fluid A flows.
10; a second section 320 through which the second fluid C flows;
A first fluid flow path 251 through which the refrigerant that exchanges heat with the first fluid A passes through the first compartment 310; and a heat exchange with the second fluid C that passes through the second compartment 320 A second fluid flow path 252 through which a refrigerant flows; the refrigerant flows from the first fluid flow path 251 to the second fluid flow path 252, and flows along the flow path of the first fluid flow path 251. On the hot side, the refrigerant evaporates under the second pressure and the second fluid flow path 25
In the second flow path side heat transfer surface, the refrigerant may be condensed substantially under the second pressure.

【0015】このように構成すると、冷媒は第1の流体
流路251から第2の流体流路252に貫通して流れ、
全体として一方向に流れるので伝熱係数が高い。
With this configuration, the refrigerant flows from the first fluid passage 251 to the second fluid passage 252,
The heat transfer coefficient is high because it flows in one direction as a whole.

【0016】前記目的を達成するために、請求項4に係
る発明による除湿装置は、図1に示されるように、請求
項1乃至請求項3のいずれかに記載のヒートポンプHP
1と;第2の熱交換器300に対して第1の流体Aの流
れの上流側に設けられ、第1の流体A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とを備える。
In order to achieve the above object, a dehumidifying device according to a fourth aspect of the present invention provides a heat pump HP according to any one of the first to third aspects, as shown in FIG.
1; a moisture adsorbing device 103 that is provided upstream of the flow of the first fluid A with respect to the second heat exchanger 300 and has a desiccant that adsorbs moisture in the first fluid A.

【0017】このように構成すると、第2の熱交換器に
対して第1の流体の流れの上流側に設けられ、第1の流
体A中の水分を吸着するデシカントを有する水分吸着装
置とを備えるので、デシカントで水分を吸着された第1
の流体を第2の熱交換器で冷却することができる。
According to this structure, a water adsorbing device which is provided on the upstream side of the flow of the first fluid with respect to the second heat exchanger and has a desiccant for adsorbing the water in the first fluid A is provided. First, water content is adsorbed by desiccant
Can be cooled by the second heat exchanger.

【0018】さらに水分吸着装置103は、前記第1の
熱交換器220に対して、前記高温流体の下流側に設け
られ、前記高温流体によりデシカントに含まれる水分を
脱着するように構成してもよい。このときは、第1の熱
交換器で加熱された高温流体によりデシカントを再生す
ることができる。
Further, the moisture adsorption device 103 may be provided on the downstream side of the high-temperature fluid with respect to the first heat exchanger 220 so as to desorb moisture contained in the desiccant by the high-temperature fluid. Good. At this time, the desiccant can be regenerated by the high-temperature fluid heated by the first heat exchanger.

【0019】前記目的を達成するために、請求項5に係
る発明による流体の除湿方法は、例えば図1の熱交換器
220により、第1の圧力で冷媒を凝縮させる第1工程
と;例えば絞り360により、前記第1の圧力で凝縮し
た冷媒を第2の圧力に減圧して冷媒の一部を蒸発させる
第2工程と;前記第2工程で蒸発した一部の冷媒ガスと
残りの冷媒液とを、例えば気液分離器350で、分離す
る第3工程と;前記分離した冷媒液を、例えば第1の流
体流路251(図2)において、ほぼ前記第2の圧力下
で蒸発させて、その蒸発する冷媒で第1の流体を冷却す
る第4工程と;前記第4工程で蒸発した冷媒ガスを、例
えば第2の流体流路252(図2)において、ほぼ前記
第2の圧力下で凝縮させる第5工程と;前記第5工程で
凝縮した冷媒を、例えば絞り270で、第3の圧力に減
圧する第6工程と;前記第6工程で減圧した冷媒を、例
えば熱交換器210で、蒸発させて前記第1の流体Aを
冷却する第7工程と;前記第7工程で蒸発した冷媒ガス
を、例えば圧縮機260により、前記第1の圧力まで昇
圧する第8工程と;前記第3工程で分離した冷媒ガス
を、前記第8工程で昇圧される冷媒ガスと、例えば圧縮
機の中間ポート260aにおいて、前記昇圧途中で合流
させる第9工程と;前記第1の流体中の水分を、例えば
水分吸着装置103のデシカントで吸着する第10工程
と;前記第1工程で凝縮する冷媒により高温流体Bを加
熱し、該加熱された高温流体で、前記第10工程で水分
を吸着したデシカントから水分を脱着して該デシカント
を再生する第11工程とを備える。典型的には第1の流
体は除湿空調装置の処理空気であり、高温流体は再生空
気である。
In order to achieve the above object, a method for dehumidifying a fluid according to the present invention according to claim 5 includes, for example, a first step of condensing a refrigerant at a first pressure by a heat exchanger 220 of FIG. 1; 360, a second step in which the refrigerant condensed at the first pressure is reduced to a second pressure to evaporate a part of the refrigerant; a part of the refrigerant gas evaporated in the second step and a remaining refrigerant liquid And e.g., in a first fluid flow path 251 (FIG. 2), evaporating the separated refrigerant liquid substantially under the second pressure. A fourth step of cooling the first fluid with the evaporating refrigerant; and causing the refrigerant gas evaporated in the fourth step to pass through the second fluid flow path 252 (FIG. 2) substantially under the second pressure. A fifth step of condensing the refrigerant in the fifth step; For example, a sixth step of reducing the pressure of the refrigerant in the sixth step by the throttle 270 to a third pressure; and a seventh step of evaporating the refrigerant reduced in the sixth step by, for example, the heat exchanger 210 to cool the first fluid A. An eighth step of increasing the pressure of the refrigerant gas evaporated in the seventh step to the first pressure by, for example, a compressor 260; and increasing the pressure of the refrigerant gas separated in the third step in the eighth step. A ninth step of merging with the refrigerant gas, for example, at the intermediate port 260a of the compressor during the pressurization; a tenth step of adsorbing moisture in the first fluid with, for example, a desiccant of the moisture adsorbing device 103; An eleventh step of heating the high-temperature fluid B with the refrigerant condensed in the first step, and desorbing water from the desiccant adsorbed in the tenth step with the heated high-temperature fluid to regenerate the desiccant. . Typically, the first fluid is process air of a dehumidifying air conditioner, and the high temperature fluid is regeneration air.

【0020】このように構成すると、気液分離工程とし
ての第3工程を備え、分離した冷媒液を蒸発させて第1
の流体を冷却する第4工程と、第4工程で蒸発した冷媒
ガスを凝縮させる第5工程とを備えるので、熱伝達率の
高い蒸発伝熱と凝縮伝熱を利用できる。また気液分離工
程で分離された冷媒ガスを第8工程で昇圧される冷媒ガ
スと昇圧途中で合流させる第9工程とを備えるので、い
わゆるエコノマイザサイクルを実現できる。
With this configuration, a third step as a gas-liquid separation step is provided, and the separated refrigerant liquid is evaporated to form the first liquid.
And a fifth step of condensing the refrigerant gas evaporated in the fourth step, so that evaporation heat transfer and condensation heat transfer having a high heat transfer coefficient can be utilized. In addition, since a ninth step of combining the refrigerant gas separated in the gas-liquid separation step with the refrigerant gas pressurized in the eighth step while the pressure is rising is provided, a so-called economizer cycle can be realized.

【0021】[0021]

【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.

【0022】図1を参照して、本発明の第1の実施の形
態である圧縮ヒートポンプHP1及びヒートポンプHP
1を含んで構成される本発明の第2の実施の形態である
除湿空調装置(空調システム)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。
Referring to FIG. 1, a compression heat pump HP1 and a heat pump HP according to a first embodiment of the present invention.
A configuration of a dehumidifying air-conditioning apparatus (air-conditioning system) according to a second embodiment of the present invention including the above-described configuration will be described. This air conditioning system lowers the humidity of processing air by a desiccant (drying agent), and supplies air-conditioned space 101 to which processing air is supplied.
Is to maintain a comfortable environment.

【0023】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、本発明の第2の熱交換器としての処理空
気冷却器300、第3の熱交換器としての冷媒蒸発器
(処理空気から見れば冷却器)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。
In the figure, a blower 102 for circulating the processing air along the path of the processing air A from the air-conditioned space 101,
Desiccant rotor 103 as a moisture adsorber filled with desiccant, processing air cooler 300 as a second heat exchanger of the present invention, refrigerant evaporator as a third heat exchanger (cooler as viewed from processing air) 210 and in this order, and is configured to return to the air-conditioned space 101.

【0024】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121、第1の熱交
換器としての冷媒凝縮器(再生空気から見れば加熱器)
220、デシカントロータ103、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。
A heat exchanger 121 for exchanging heat between the regeneration air before entering the desiccant rotor 103 and the subsequent regeneration air along a path from the outdoor OA to the regeneration air B, a refrigerant as a first heat exchanger Condenser (heater as seen from regenerated air)
220, a desiccant rotor 103, a blower 140 for circulating regeneration air, and a heat exchanger 121 are arranged in this order, and are configured to exhaust EX to the outside.

【0025】また、屋外OAから冷却流体としての外気
Cの経路に沿って、処理空気冷却器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 processing air cooler 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 C as the cooling fluid, and the exhaust air is exhausted to the outside. It is configured.

【0026】冷媒蒸発器210から冷媒の経路に沿っ
て、冷媒蒸発器で蒸発してガスになった冷媒を圧縮する
圧縮機260、冷媒凝縮器220、絞り360、気液分
離器350、処理空気冷却器300、絞り270がこの
順番で配列され、そして再び冷媒蒸発器210に戻るよ
うになっている。
A compressor 260, a refrigerant condenser 220, a throttle 360, a gas-liquid separator 350, and a processing air for compressing the refrigerant evaporated and gasified by the refrigerant evaporator along the path of the refrigerant from the refrigerant evaporator 210. The cooler 300 and the throttle 270 are arranged in this order, and return to the refrigerant evaporator 210 again.

【0027】ここで圧縮機260は、冷媒蒸発器210
における蒸発圧力と冷媒凝縮器220における凝縮圧力
との中間圧力を与える中間ポート260aを備えてお
り、気液分離器350と該中間ポート260aとは冷媒
ガス配管340で接続されている。気液分離器350と
該中間ポート260aとの間の冷媒ガス配管340に
は、絞り262が挿入配置されている。このようにし
て、ヒートポンプHP1が構成されている。
Here, the compressor 260 is a refrigerant evaporator 210
And an intermediate port 260a for giving an intermediate pressure between the evaporation pressure in the refrigerant condenser 220 and the condensation pressure in the refrigerant condenser 220. The gas-liquid separator 350 and the intermediate port 260a are connected by a refrigerant gas pipe 340. A throttle 262 is inserted and arranged in the refrigerant gas pipe 340 between the gas-liquid separator 350 and the intermediate port 260a. Thus, the heat pump HP1 is configured.

【0028】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
心軸線が回転軸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103は回転軸AX回りに一方向
に回転するように構成されている。また、処理空気Aの
流路と再生空気Bの流路とは、回転軸AXを含む平面を
含み、デシカントロータ103の厚さ方向表面に端部が
近接して設けられた仕切り板で分離されており、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。このように、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
れている。
The desiccant rotor 103 is formed as a thick disk-shaped rotor that rotates around a rotation axis AX as shown in FIG. 13, 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 is parallel to the rotation axis AX. The rotor 103 is configured to rotate in one direction around the rotation axis AX. Further, the flow path of the processing air A and the flow path of the regeneration air B include a plane including the rotation axis AX, and are separated by a partition plate whose end is provided close to the surface in the thickness direction of the desiccant rotor 103. The processing air A and the regeneration air B flow in and out of the axis of rotation AX. As described above, each of the drying elements 103a is arranged so as to alternately contact the processing air A and the regeneration air B as the rotor 103 rotates.

【0029】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。
In FIG. 13, the desiccant rotor 103
Is partially broken away. 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.

【0030】このような装置において、典型的には処理
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。
In such an apparatus, typically, 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) are each circular in parallel with the rotation axis AX. Is configured to flow in a substantially half area of the desiccant rotor 103 in the counterflow type.

【0031】デシカントは、粒状にしてチューブ状の乾
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 granulated and 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. Alternatively, the drying element 103a may be made of a porous material, and the material may contain desiccant. The drying element 103a may be formed in a cylindrical shape with a circular cross section as shown in the figure, or formed in a hexagonal cylindrical shape,
They may be 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.

【0032】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14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13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13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 a large amount of regeneration air must be passed through the heat exchanger 121, for example, as shown in FIG. 14, a cross-flow type in which low-temperature regeneration air B1 and high-temperature regeneration air B2 flow orthogonally. And 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. In this case, the processing air A in FIG.
1 corresponds to the regeneration air B and the high-temperature regeneration air B2.

【0033】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2の熱交換器の構成の一例を説明す
る。図中、熱交換器300は、第1の流体としての処理
空気Aを流す第1の区画310と、第2の流体としての
冷却流体である外気C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
An example of the configuration of the second heat exchanger suitable for use in the second embodiment will be described. In the figure, a heat exchanger 300 includes a first section 310 through which processing air A as a first fluid flows, and a second section 320 through which outside air C, which is a cooling fluid as a second fluid, flows.
They are provided adjacent to each other with one partition 301 interposed therebetween.

【0034】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、251
Cとする。以下複数の蒸発セクションを個別に論じる必
要のないときは単に251という)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、25
2B、252Cとする。以下複数の凝縮セクションを個
別に論じる必要のないときは単に252という)であ
る。
A plurality of heat exchange tubes as a fluid flow path through which the refrigerant 250 flows are provided substantially horizontally through the first section 310, the second section 320, and the partition wall 301. In the heat exchange tube, a portion penetrating the first section has an evaporating section 251 as a first fluid flow path.
(A plurality of evaporating sections 251A, 251B, 251
C. Hereinafter, when it is not necessary to discuss a plurality of evaporation sections individually, the part passing through the second section is simply a condensing section 252 (a plurality of condensing sections are referred to as 252A). , 25
2B and 252C. Hereinafter, when it is not necessary to discuss a plurality of condensation sections individually, it is simply referred to as 252).

【0035】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. .

【0036】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 of 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,
52B and 252C.

【0037】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C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 C, 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.

【0038】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、あるいは外気C中に
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 be sprayed to the heat exchange tube constituting 52 or to the outside air C.

【0039】また、第2の区画の第2の流体としての冷
却流体である外気C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 outside air C which is a cooling fluid as a 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.

【0040】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Cの温度とによって定まる。図2に示す熱交換器3
00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
252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。
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 C which is a cooling fluid. Heat exchanger 3 shown in FIG.
No. 00 utilizes 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.
Further, since the refrigerant flows from the evaporating section 251 to the condensing section 252, that is, is forced to flow in substantially one direction, the heat exchange efficiency between the processing air and the outside air as the cooling fluid is high.

【0041】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)/(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 heat exchange efficiency φ is defined as TP1, the inlet temperature of the heat exchanger of the fluid on the high temperature side, TP2, 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 the cooling of the fluid on the high temperature side, that is, when the purpose of the heat exchange is cooling, φ = (TP1-
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 =
It is defined as (TC2-TC1) / (TP1-TC1).

【0042】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.

【0043】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
ニウムまたは銅あるいはこれらの合金を用いるのが好ま
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 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, copper, or an alloy thereof.

【0044】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、第2の実施の形態である除湿空調装置
の作用を説明する。図3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 dehumidifying air-conditioning apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, an alphabet symbol D,
E, K to N, and Q to X indicate the state of air in each part. This symbol corresponds to the circled alphabet in the flow diagram of FIG.

【0045】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
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. 3, 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. 13) 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.

【0046】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、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、冷
媒凝縮器(再生空気から見れば加熱器)220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10
3a(図13)中のデシカントから水分を奪い、即ち水
分を脱着しこれを再生して、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. 3, 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 is sent to a refrigerant condenser (heater as viewed from the regeneration air) 220 through a path 126, where it is heated to increase the dry-bulb temperature and become air in state T. This air is sent through a path 127 to the desiccant rotor 103 where the drying element 10
The desiccant in 3a (FIG. 13) deprives the desiccant of water, that is, desorbs and regenerates the water, thereby increasing the absolute humidity and lowering the dry-bulb temperature by the heat of desiccant water desorption to reach the state U. This air is sucked through a passage 128 into a blower 140 for circulating the regeneration air, sent through a passage 129 to the heat exchanger 121, and as described above, before being sent to the desiccant rotor 103 (state). The air itself exchanges heat with the air (Q air) to lower the temperature to become air in the state V, and is exhausted EX through the passage 130.

【0047】次に第2の流体としての冷却流体である外
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320内でさらに散水パイプ325で供
給されスプレー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 which is a cooling fluid as the second fluid will be described. Outside air C (state Q) is outdoor OA
Through the path 171 to the second section 320 of the process air cooler 300. Here, first, the humidifier 165
Absorbs water, changes the enthalpy, raises the absolute humidity, and lowers the dry-bulb temperature to form air in state D.
State D is almost on the saturation line of the wet vapor diagram. This air cools the refrigerant in the condensing section 252 while absorbing the water sprayed and supplied by the watering pipe 325 in the second compartment 320. 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.

【0048】ここでさらに図3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3中
で、状態Lと状態Mとの中間に位置する状態M’と、状
態Mと状態Nとの中間に位置する状態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 further to FIG. 3, humidifier 16
5. The operation of the watering pipe 325 will be described. In the air conditioner as described above, as can be seen from the cycle on the air side shown in the psychrometric chart of FIG. 3, the amount of heat added to the regenerated air for the desiccant regeneration 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. 3, points indicated as a state M ′ located between the states L and M and a state N ′ located between the states M and N are points where the evaporating humidifier 165 and the sprinkling pipe 325 are illustrated. 7 conceptually shows the positions of state M and state N when not used.

【0049】ここで図1に戻って、ヒートポンプHP1
の構成と作用を説明する。図中、冷媒圧縮機260によ
り圧縮された冷媒ガスは、圧縮機260の吐出口に接続
された冷媒ガス配管201を経由して再生空気加熱器2
20に導かれるように構成されている。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
の熱で再生空気(後で説明)を加熱する。冷媒ガス自身
は熱を奪われ凝縮する。
Returning now to FIG. 1, the heat pump HP1
Will be described. In the figure, the refrigerant gas compressed by the refrigerant compressor 260 passes through the refrigerant gas pipe 201 connected to the discharge port of the compressor 260 and is supplied to the regeneration air heater 2.
20. The temperature of the refrigerant gas compressed by the compressor 260 is increased by the heat of compression, and the heat heats the regeneration air (described later). The refrigerant gas itself is deprived of heat and condenses.

【0050】加熱器220の冷媒出口は、熱交換器30
0の蒸発セクション251A、B、Cの入り口に冷媒経
路202により接続されており、冷媒経路202の途中
には、膨張弁等の絞り360が設けられており、絞り3
60と蒸発セクション251A、B、Cとの間には気液
分離器350が設けられている。
The refrigerant outlet of the heater 220 is connected to the heat exchanger 30
The refrigerant passage 202 is connected to the inlets of the evaporating sections 251A, 251A, B, and C through a refrigerant path 202. A throttle 360 such as an expansion valve is provided in the middle of the refrigerant path 202.
A gas-liquid separator 350 is provided between 60 and the evaporation sections 251A, 251B, 251C.

【0051】加熱器(冷媒側から見れば冷却器あるいは
凝縮器)220から第1の圧力をもって出た、液冷媒は
第1の絞りとしての膨張弁360で第2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、気液分離器350
で冷媒液と冷媒ガスとに分離され、冷媒液は蒸発セクシ
ョン251A、B、Cに到り、その冷媒は蒸発セクショ
ンのチューブ内で蒸発して、第1の区画を流れる処理空
気を冷却する。
The liquid refrigerant discharged from the heater (cooler or condenser as viewed from the refrigerant side) 220 at a first pressure is reduced to a second pressure by an expansion valve 360 as a first throttle, and expands. Some liquid refrigerant evaporates (flashes). The refrigerant in which the liquid and the gas are mixed is supplied to the gas-liquid separator 350.
The refrigerant liquid is separated into a refrigerant liquid and a refrigerant gas, and the refrigerant liquid reaches the evaporating sections 251A, B, and C, and the refrigerant evaporates in the tubes of the evaporating section to cool the processing air flowing through the first section.

【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, ie, configured as an integral flow path, so that the evaporated refrigerant gas (and the non-evaporated refrigerant liquid) flows into the condensing section 252 and passes through the second section. The heat is deprived by the flowing outside air and the sprayed water and condensed.

【0053】凝縮セクション252の出口側は、凝縮セ
クション252A、B、Cを集合するヘッダに接続さ
れ、そのヘッダは冷媒液配管203により第2の絞りと
しての膨張弁270に、さらに冷媒配管204により冷
却器210に接続されている。凝縮セクション252で
第2の圧力下で凝縮した冷媒液は、絞り270で第3の
圧力に減圧され膨張して温度を下げて、冷却器210に
入り蒸発し、その蒸発熱で第1の流体あるいは低温流体
としての処理空気を冷却する。絞り360、270とし
ては、膨張弁の他例えばオリフィス、キャピラリチュー
ブであってもよい。
The outlet side of the condensing section 252 is connected to a header that collects the condensing sections 252A, B, and C. The header is connected to an expansion valve 270 as a second restrictor by a refrigerant liquid pipe 203 and further to a refrigerant pipe 204. It is connected to a cooler 210. The refrigerant liquid condensed under the second pressure in the condensing section 252 is reduced to a third pressure by the throttle 270 and expanded to lower the temperature, enters the cooler 210 and evaporates. Alternatively, the processing air as a low-temperature fluid is cooled. As the throttles 360 and 270, for example, an orifice or a capillary tube other than the expansion valve may be used.

【0054】冷却器(冷媒側から見れば蒸発器)210
で蒸発してガス化した冷媒は、冷媒圧縮機260の吸込
側に導かれ、以上のサイクルを繰り返す。
Cooler (evaporator as viewed from refrigerant side) 210
The refrigerant evaporated and gasified by the above is guided to the suction side of the refrigerant compressor 260, and the above cycle is repeated.

【0055】気液分離器350は、ガスと液の混合体が
流入する容器と、前記ガス液混合体の流入口に対向して
前記容器中に配置された邪魔板355を含んで構成され
ている。ガス液混合体は、邪魔板355に衝突して液が
ガスから分離され、ガスは前記容器のガス液混合体流入
口と並んで設けられたガス流出口から流出し、ガス流出
口に接続された冷媒配管340を通して圧縮機260の
中間ポート260aに流れる。気液分離器350の冷媒
ガスの出口付近には、不図示のエリミネータを設けても
よい。冷媒液は、気液分離器350の前記容器の鉛直方
向下方に設けられた液流出口から流出する。液流出口に
は、冷媒配管430A、430B、430Cが接続され
ており、それぞれ蒸発セクション251A、B、Cに連
通している。
The gas-liquid separator 350 includes a container into which a mixture of gas and liquid flows, and a baffle plate 355 disposed in the container so as to face the inlet of the gas-liquid mixture. I have. The gas-liquid mixture collides with the baffle plate 355 and the liquid is separated from the gas, and the gas flows out of the gas outlet provided in the vessel alongside the gas-liquid mixture inlet, and is connected to the gas outlet. The refrigerant flows through the refrigerant pipe 340 to the intermediate port 260a of the compressor 260. An eliminator (not shown) may be provided near the refrigerant gas outlet of the gas-liquid separator 350. The refrigerant liquid flows out from a liquid outlet provided below the container of the gas-liquid separator 350 in the vertical direction. Refrigerant pipes 430A, 430B, and 430C are connected to the liquid outlets, and communicate with the evaporation sections 251A, 251B, and 251C, respectively.

【0056】なお主として冷媒の種類と第1の流体の温
度と第2の流体の温度とによって定まる第2の圧力に対
応する圧力になるように、中間ポート260aの圧力を
定める。即ち圧縮機260における中間ポート260a
の位置を定める。この両者の圧力がほぼ同一であれば、
図1に示す第3の絞り262は不要である。
The pressure of the intermediate port 260a is determined so as to be a pressure corresponding to the second pressure mainly determined by the type of the refrigerant, the temperature of the first fluid, and the temperature of the second fluid. That is, the intermediate port 260a in the compressor 260
Determine the position of If these two pressures are almost the same,
The third stop 262 shown in FIG. 1 is unnecessary.

【0057】しかしながら一般に、第1の流体としての
処理空気の温度は、空調空間101の空調負荷、その中
の人間の好みによって変化させる必要があり、また第2
の流体としての外気の温度は季節によって、また1日の
時間によっても変化する。したがって、これらの変化に
柔軟に対応するためには、中間ポート260aの吸い込
み圧力は、第2の圧力として考えられる最低の圧力と同
じに、あるいはそれよりも僅かに低くなるように設計
し、両者の圧力差を補償するために第3の絞り262を
用いる。絞り262は、図中ではオリフィスであるもの
として示してあるが、絞り度を調節できる手動弁、自動
調節弁であってもよい。自動調節弁の場合は、不図示の
例えば第2の圧力を設定された値に調節する調節器から
の信号を受信して、作動するようにしてもよい。
However, in general, the temperature of the processing air as the first fluid must be changed according to the air-conditioning load of the air-conditioned space 101 and the preference of humans therein.
The temperature of the outside air as a fluid varies depending on the season and the time of day. Therefore, in order to flexibly respond to these changes, the suction pressure of the intermediate port 260a is designed to be equal to or slightly lower than the lowest pressure considered as the second pressure. The third throttle 262 is used to compensate for the pressure difference. The throttle 262 is shown as an orifice in the drawing, but may be a manual valve or an automatic control valve capable of adjusting the degree of throttle. In the case of an automatic control valve, it may be operated by receiving a signal from a controller (not shown) for adjusting the second pressure to a set value, for example.

【0058】図4のモリエ線図を参照して、図1の空調
システム中の本発明の第1の実施の形態であるヒートポ
ンプHP1の作用をさらに説明する。図4は、冷媒HF
C134a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。
Referring to the Mollier diagram of FIG. 4, the operation of the heat pump HP1 according to the first embodiment of the present invention in the air conditioning system of FIG. 1 will be further described. FIG. 4 shows the refrigerant HF
It is a Mollier diagram in case C134a is used. In this diagram, the horizontal axis is enthalpy and the vertical axis is pressure.

【0059】図中、点aは図1の冷媒蒸発器210の冷
媒出口の状態であり、飽和ガスの状態にある。第1の圧
力としての蒸発圧力は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で吸込み、第2の圧力まで圧縮
した状態、即ち中間ポート260aの圧力での状態が点
kで示されている。この状態は圧力は40℃の飽和圧力
である。ここで流れの圧力損失は無視するものとする。
また図4(a)は、第3の絞り262が無い場合、ある
いは絞りとしての調節弁が全開の場合を示している。
In the figure, the point a is the state of the refrigerant outlet of the refrigerant evaporator 210 of FIG. 1 and is in the state of saturated gas. The evaporation pressure as the first pressure is 4.2 kg / cm 2 , and the temperature is 10
° C, enthalpy is 148.83 kcal / kg.
The state where this gas is sucked by the compressor 260 and compressed to the second pressure, that is, the state at the pressure of the intermediate port 260a is indicated by a point k. In this state, the pressure is a saturation pressure of 40 ° C. Here, the pressure loss of the flow is neglected.
FIG. 4A shows a case where the third throttle 262 is not provided or a case where the control valve as the throttle is fully opened.

【0060】点kの状態の冷媒ガスと、後述のように中
間ポート260aから圧縮機に流入する点hの状態の飽
和ガスとが混合し、点mの状態のガスとして、圧縮機2
60によりさらに圧縮され、点bに到る。点bでは冷媒
ガスは、圧力が19.3kg/cm2 、温度は約75℃
であり、過熱ガスの状態にある。
The refrigerant gas in the state at the point k and the saturated gas in the state at the point h flowing into the compressor from the intermediate port 260a as will be described later are mixed, and as a gas at the state at the point m, the compressor 2
Further compression by 60 leads to point b. At point b, the refrigerant gas has a pressure of 19.3 kg / cm 2 and a temperature of about 75 ° C.
And is in a state of superheated gas.

【0061】この冷媒ガスは、冷媒凝縮器220内で冷
却され、モリエ線図上の点cに到る。点c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。
This refrigerant gas is cooled in the refrigerant condenser 220 and reaches a point c on the Mollier diagram. Point c is a saturated gas state, the pressure is 19.3 kg / cm 2 , and the temperature is 65
° C. Further cooling and condensing under this pressure, the point d
To reach. This point is a state of the saturated liquid, and the pressure and the temperature are the same as those of the point c, the pressure is 19.3 kg / cm 2 , and the temperature is 65
° C, and the enthalpy is 122.97 kcal / kg.

【0062】点dの状態の冷媒液は、絞り360で減圧
され気液分離器350に流入し点sに到る。点sの状態
の冷媒ガスは、本発明の第2の圧力である、40℃に対
応する飽和圧力の等圧力線上の飽和ガス線との交点hの
状態のガスと、飽和液線との交点eの状態の液とに分離
される。点hの状態の冷媒ガスは、配管340を介し
て、圧縮機260の中間ポート260aに流入する。前
述のように、ここで点kの状態の冷媒ガスと混合し、点
mの状態のガスとなり、圧縮機260の中間ポート26
0a以降の圧縮行程を受ける。
The refrigerant liquid in the state at the point d is decompressed by the throttle 360 and flows into the gas-liquid separator 350 to reach the point s. The refrigerant gas in the state at point s is the second pressure of the present invention, the gas in the state of intersection h with the saturated gas line on the isobar at the saturation pressure corresponding to 40 ° C. and the intersection with the saturated liquid line. The liquid in the state of e is separated. The refrigerant gas in the state at the point h flows into the intermediate port 260a of the compressor 260 via the pipe 340. As described above, the refrigerant gas is mixed with the refrigerant gas in the state at the point k, and becomes a gas in the state at the point m.
The compression stroke after 0a is received.

【0063】ここで点sにおいては、冷媒液とガスとの
割合は、第2の圧力の等圧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(点s)のエンタルピの差の
逆比となるのであるから、点eの状態の液の重量流量と
点hの状態のガスの重量流量との比は、線分sh:線分
esに等しい。また以下説明するように、点eの状態の
液が蒸発器210を経由して点kに到るのであるから、
点kの状態のガスの量は、点eの状態の液の量に等し
い。したがって、点mの等圧線上での位置は、線分h
m:線分mk=線分sh:線分esである。
At the point s, the ratio between the refrigerant liquid and the gas is determined by the difference between the enthalpy at the point where the equal pressure line of the second pressure crosses the saturated liquid line and the saturated gas line and the enthalpy at the point d (point s). Since the inverse ratio is obtained, the ratio between the weight flow rate of the liquid at the point e and the weight flow rate of the gas at the point h is equal to the line segment sh: line segment es. Further, as described below, since the liquid in the state at the point e reaches the point k via the evaporator 210,
The amount of gas at point k is equal to the amount of liquid at point e. Therefore, the position of the point m on the isobar is represented by the line segment h.
m: line segment mk = line segment sh: line segment es.

【0064】気液分離器350で分離された点eの状態
の冷媒液は、第2の熱交換器である処理空気冷却器30
0の蒸発セクション251に流入する。気液分離器35
0と蒸発セクション251A、B、Cとは、それぞれ冷
媒配管430A、B、Cで接続されている。このように
して、蒸発セクション251A、B、Cには、ほとんど
液だけが流入する。
The refrigerant liquid at the point e separated by the gas-liquid separator 350 is supplied to the processing air cooler 30 which is the second heat exchanger.
0 evaporating section 251. Gas-liquid separator 35
0 and the evaporating sections 251A, B, C are connected by refrigerant pipes 430A, B, C, respectively. In this way, almost only the liquid flows into the evaporation sections 251A, B, C.

【0065】蒸発セクション251内で、前記第2の圧
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
っていてもよいし、一部の液が残っていてもよい(図4
(a)には一部の液が残っている状態を示してある)。
In the evaporating section 251, the refrigerant liquid evaporates under the second pressure and reaches a point f between the saturated liquid line and the saturated gas line at the same pressure. Here, most of the liquid may have evaporated, or some of the liquid may remain (FIG. 4).
(A) shows a state in which some liquid remains.)

【0066】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40℃、エンタルピは1
13.51kcal/kgである。点eと点gとは、ほ
ぼ一致している。冷媒が蒸発セクション251と凝縮セ
クション252とを流れるときの圧力損失分のずれが存
在するだけである。
The refrigerant in the state indicated by the point f flows into the condensing 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 40 ° C, enthalpy 1
13.51 kcal / kg. The point e and the point g substantially match. The only difference is the pressure loss when the refrigerant flows through the evaporating section 251 and the condensing section 252.

【0067】点gの冷媒液は、絞り270で、温度10
℃の飽和圧力である(第3の圧力としての)4.2kg
/cm2 まで減圧され、10℃の冷媒液とガスの混合物
として冷媒蒸発器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。
The refrigerant liquid at the point g is supplied to the throttle 270 at a temperature of 10 ° C.
4.2 kg (as third pressure) which is the saturation pressure of ° C.
/ Cm 2, and reaches a refrigerant evaporator 210 as a mixture of a refrigerant liquid and a gas at 10 ° C., where it takes heat from the processing air and evaporates to become a saturated gas in the state of point a on the Mollier diagram. Is sucked into the compressor 260 again, and the above cycle is repeated.

【0068】以上説明したように、処理空気冷却器30
0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, the processing air cooler 30
In 0, the refrigerant evaporates from the point e to the point f in the evaporating section 251, and changes state from the point f to the point g in the condensing section 252. Very high heat transfer coefficient.

【0069】さらに、圧縮機260、冷媒凝縮器(再生
空気加熱器)220、絞り360、270及び冷媒蒸発
器210を含む圧縮ヒートポンプとしては、気液分離器
350及び処理空気冷却器300を設けない場合は、冷
媒凝縮器220における点dの状態の冷媒を、絞りを介
して冷媒蒸発器210に戻すため、冷媒蒸発器210で
利用できるエンタルピ差は148.83−122.97
=25.86kcal/kgしかないのに対して、気液
分離器350及び処理空気冷却器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.
83−113.51=35.32kcal/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著しく(15%前後も)小さくする
ことができる。いわゆるエコノマイザサイクルである。
即ち、気液分離器350及び処理空気冷却器300を設
けるので、高い熱伝達率をもって処理空気と外気との熱
交換ができる上に、所要動力を大幅に低減することがで
きる。
Further, as a compression heat pump including the compressor 260, the refrigerant condenser (regeneration air heater) 220, the throttles 360 and 270, and the refrigerant evaporator 210, the gas-liquid separator 350 and the processing air cooler 300 are not provided. In this case, the refrigerant in the state at the point d in the refrigerant condenser 220 is returned to the refrigerant evaporator 210 through the throttle, so that the enthalpy difference that can be used in the refrigerant evaporator 210 is 148.83-122.97.
= 25.86 kcal / kg, whereas in the case of the heat pump HP1 used in the present embodiment provided with the gas-liquid separator 350 and the processing air cooler 300, 148.
83-113.51 = 35.32 kcal / kg, and the gas amount circulating to the compressor for the same cooling load is
As a result, the required power can be significantly reduced (about 15%). This is a so-called economizer cycle.
That is, since the gas-liquid separator 350 and the processing air cooler 300 are provided, the heat exchange between the processing air and the outside air can be performed with a high heat transfer coefficient, and the required power can be greatly reduced.

【0070】ここで圧縮機260は、多段圧縮機(遠心
圧縮機であるか往復動圧縮機であるかを問わない)であ
れば、段間に中間ポート260aをとることによって以
上のようなサイクルを実現できる。また単段圧縮機であ
っても、後述のような方法で中間ポート260aをとっ
て以上のようなサイクルを実現できる。
Here, if the compressor 260 is a multi-stage compressor (regardless of whether it is a centrifugal compressor or a reciprocating compressor), an intermediate port 260a is provided between the stages to make the above cycle possible. Can be realized. In addition, even with a single-stage compressor, the above-described cycle can be realized by taking the intermediate port 260a by a method described later.

【0071】以上説明したように、本発明の実施の形態
では気液分離器350を備えるので、熱交換器300の
蒸発セクション251A、B、Cを構成する熱交換チュ
ーブ(伝熱管)に導かれる冷媒に含まれる気相分がほと
んどなくなる。そのため、蒸発セクション251A、
B、Cに導かれる冷媒量は均一になり、よって蒸発セク
ション251A、B、Cでの蒸発による第1の流体であ
る処理空気の冷却は均一になり、また凝縮セクション2
52A、B、Cの伝熱管で凝縮する冷媒量は蒸発セクシ
ョンで251A、B、Cで蒸発した冷媒で占められる。
気相が含まれていると、特に気相を多く含む凝縮セクシ
ョンでの凝縮量が多くなる不均一な伝熱となるが、液層
だけであればそのような問題は起こらない。
As described above, in the embodiment of the present invention, since the gas-liquid separator 350 is provided, the gas-liquid separator 350 is guided to the heat exchange tubes (heat transfer tubes) constituting the evaporation sections 251A, B, and C of the heat exchanger 300. Almost no gas phase is contained in the refrigerant. Therefore, the evaporating section 251A,
The amounts of the refrigerant guided to B and C become uniform, so that the cooling of the processing air as the first fluid by the evaporation in the evaporation sections 251A, B and C becomes uniform, and the condensation section 2
The amount of refrigerant condensed in the heat transfer tubes 52A, B, and C is occupied by the refrigerant evaporated in 251A, B, and C in the evaporating section.
When a gas phase is contained, non-uniform heat transfer occurs, particularly in a condensing section containing a large amount of gas phase, but such a problem does not occur if only a liquid layer is used.

【0072】このようにして、各伝熱管のヒートパイプ
作用(冷媒の相変化、特に蒸発と凝縮による伝熱作用)
で熱伝達する熱量が伝熱管同士の間で均一化するので、
熱交換器300全体で均一な熱伝達が可能となり、伝熱
に関与せずに第1の流体、第2の流体としての空気が通
過してしまう不都合を防止することができる。したがっ
て、熱交換器300を用いた除湿空調装置においては、
第1の流体としての処理空気と第2の流体としての冷却
媒体(外気)あるいは再生空気との熱交換効率の向上と
作動の信頼性向上を図ることができる。
In this way, the heat pipe function of each heat transfer tube (the phase change of the refrigerant, especially the heat transfer function by evaporation and condensation)
Since the amount of heat transferred by the heat becomes uniform between the heat transfer tubes,
The uniform heat transfer can be performed in the entire heat exchanger 300, and the inconvenience that air as the first fluid and the second fluid passes without being involved in the heat transfer can be prevented. Therefore, in the dehumidifying air conditioner using the heat exchanger 300,
It is possible to improve the heat exchange efficiency between the processing air as the first fluid and the cooling medium (outside air) or the regeneration air as the second fluid, and to improve the operation reliability.

【0073】次に図4(b)に示すモリエ線図の一部抽
出図(点h及び圧縮機260による圧縮行程付近のみを
抽出)を参照して、第3の絞り262が設けられている
場合のモリエ線図を説明する。第2の圧力と圧縮機の中
間ポート260aの吸い込み圧力を考えると、第2の圧
力は主として第1の流体である処理空気及び第2の流体
である外気の温度で支配される。このとき処理空気及び
外気の温度で定まる圧力よりも、中間ポート260aの
圧力が高いと、気液分離器350から中間ポート260
aへの冷媒ガスの流れが生じない。したがって圧縮機2
60の構造(中間ポート260aの開口位置)で定まる
中間ポート圧力は、処理空気及び外気の温度で定まる圧
力よりも低くなるように設計する必要がある。このよう
にして設定された両者の圧力差(h−h’)は、冷媒経
路340に設けられたオリフィス、手動弁、調節弁等の
絞り262により補償される。
Next, referring to a partial extraction diagram of the Mollier diagram shown in FIG. 4B (only the point h and the vicinity of the compression stroke by the compressor 260 are extracted), a third throttle 262 is provided. The Mollier diagram in the case will be described. Considering the second pressure and the suction pressure of the intermediate port 260a of the compressor, the second pressure is mainly governed by the temperature of the processing air as the first fluid and the temperature of the outside air as the second fluid. At this time, if the pressure of the intermediate port 260a is higher than the pressure determined by the temperatures of the processing air and the outside air, the intermediate port 260
No flow of refrigerant gas to a occurs. Therefore, compressor 2
The intermediate port pressure determined by the structure 60 (the opening position of the intermediate port 260a) needs to be designed to be lower than the pressure determined by the temperatures of the processing air and the outside air. The pressure difference (h-h ') between the two thus set is compensated by the throttle 262 such as an orifice, a manual valve, and a control valve provided in the refrigerant passage 340.

【0074】また万一中間ポート260aの圧力が第2
の圧力よりも高くなったとしても中間ポート260a側
から気液分離器350側への冷媒ガスの逆流が生じない
ように気液分離器350から中間ポート260a向きの
(不図示の)逆止弁を設けるのが好ましい。
In the unlikely event that the pressure at the intermediate port 260a
Check valve (not shown) from the gas-liquid separator 350 to the intermediate port 260a so that the backflow of the refrigerant gas from the intermediate port 260a side to the gas-liquid separator 350 side does not occur even if the pressure becomes higher. Is preferably provided.

【0075】図4(b)において、点hの状態の冷媒ガ
スは、中間ポート260aの圧力まで絞り262により
等エンタルピで減圧され、点h’に到り、圧縮機260
の前半部で圧縮された点k’の状態のガスと混合して点
m’の状態のガスとなる。そして圧縮されて点bに到
る。このような設計をしておけば、処理空気あるいは外
気の温度が多少変動しても、処理空気と外気の安定した
熱交換サイクルとエコノマイザサイクルの運転が可能で
ある。
In FIG. 4B, the refrigerant gas in the state at the point h is decompressed by the throttle 262 with equal enthalpy to the pressure of the intermediate port 260a, and reaches the point h '.
Is mixed with the gas in the state of the point k ′ compressed in the first half of the above, and becomes the gas in the state of the point m ′. Then, it is compressed and reaches point b. With such a design, even if the temperature of the processing air or the outside air fluctuates somewhat, the stable heat exchange cycle between the processing air and the outside air and the operation of the economizer cycle can be performed.

【0076】次に図5を参照して、第3の実施の態様で
あるヒートポンプHP2を組み込んだ第4の実施の形態
の除湿空調装置を説明する。処理空気冷却器300bの
第2の区画に流す冷却流体として水を用いる点を除け
ば、第1、第2の実施の形態と構成及び作用は同様であ
る。図中、屋外に設置された冷却塔470で、夏場で約
32℃に冷却された冷却水が、冷却塔470の底部に接
続された冷却水配管471を通して、冷却水ポンプ46
0の吸込口に導かれ、その吐出口に接続された冷却水配
管472を通して、処理空気冷却器300bの第2の区
画320に送り込まれる。
Next, with reference to FIG. 5, a description will be given of a dehumidifying air conditioner according to a fourth embodiment incorporating a heat pump HP2 according to a third embodiment. The configuration and operation are the same as those of the first and second embodiments except that water is used as a cooling fluid flowing to the second section of the processing air cooler 300b. In the figure, in a cooling tower 470 installed outdoors, cooling water cooled to about 32 ° C. in summer passes through a cooling water pipe 471 connected to the bottom of the cooling tower 470 and a cooling water pump 46.
The cooling water pipe 472 connected to the suction port of the processing air cooler 300b is sent to the second section 320 of the processing air cooler 300b.

【0077】処理空気冷却器300bの第2の区画32
0では、熱交換チューブに直交するように設けられた邪
魔板をぬって、冷却水は熱交換チューブの外側をチュー
ブに直交して流れる。第2の区画320の冷却水出口に
は冷却水配管473が接続されており、処理空気冷却器
300bで温度が上昇した冷却水を冷却塔470に戻す
ように構成されている。このようにして、図1の第1、
第2の実施の形態においては、外気により凝縮セクショ
ンで冷媒を凝縮させたのに対して、第3、第4の実施の
形態では、冷却水により凝縮セクションで冷媒を凝縮さ
せている。ヒートポンプHP2の冷媒サイクルは、図4
と同様であるので重複した説明は省略する。
The second section 32 of the processing air cooler 300b
In the case of 0, the cooling water flows outside the heat exchange tube perpendicular to the tube by removing the baffle plate provided to be perpendicular to the heat exchange tube. A cooling water pipe 473 is connected to a cooling water outlet of the second section 320, and is configured to return the cooling water whose temperature has increased in the processing air cooler 300 b to the cooling tower 470. Thus, the first of FIG.
In the second embodiment, the refrigerant is condensed in the condensing section by the outside air, whereas in the third and fourth embodiments, the refrigerant is condensed in the condensing section by the cooling water. The refrigerant cycle of the heat pump HP2 is shown in FIG.
The description is omitted because it is the same as that described above.

【0078】次に、図6の表を参照して、本発明の第2
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
の作動を説明する。表に示されるように、第2の実施の
形態の除湿空調装置は、冷房運転モードと除湿運転モー
ドの運転が可能である。冷房運転モードでは、デシカン
トロータ103、送風機102、送風機140、送風機
160、水スプレイ325、圧縮機260の全てが、運
転されまたは作動している。冷却流体、冷媒等の流れは
既にこれまでに説明した通りである。
Next, referring to the table of FIG. 6, the second embodiment of the present invention will be described.
The operation mode of the dehumidifying air conditioner and the operation of each device according to the embodiment will be described. As shown in the table, the dehumidifying air conditioner of the second embodiment can operate in the cooling operation mode and the dehumidification operation mode. In the cooling operation mode, all of the desiccant rotor 103, the blower 102, the blower 140, the blower 160, the water spray 325, and the compressor 260 are operated or operated. The flows of the cooling fluid, the refrigerant, and the like are as described above.

【0079】除湿モードでは、デシカントロータ10
3、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360と絞り270の
間で冷媒からほとんど熱が奪われない。もっともこのと
きは、第2の圧力は圧縮機260の中間ポート260a
の吸い込み圧力で決まるので、処理空気はその吸い込み
圧力に対応する温度により冷却されるが、その冷却にあ
ずかって蒸発した冷媒も膨張弁270を介して蒸発器2
10に送られるので、結局処理空気は蒸発器210のみ
で冷却された場合とあまり変わらないことになる。
In the dehumidifying mode, the desiccant rotor 10
3. The 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.
Since the outside air C, which is the cooling fluid, is not flowing, and water is not sprayed to the second section 320, little heat is taken from the refrigerant between the throttles 360 and 270. However, at this time, the second pressure is set at the intermediate port 260a of the compressor 260.
The processing air is cooled by the temperature corresponding to the suction pressure, and the refrigerant evaporated due to the cooling is also evaporated through the expansion valve 270 into the evaporator 2.
Since it is sent to 10, the processing air is not much different from the case where it is cooled only by the evaporator 210.

【0080】したがって、図3の湿り空気線図で考えれ
ば、状態Lと状態Mとの間の冷却がほとんどなくなり、
処理空気はデシカントロータ103により除湿された後
に冷媒蒸発器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。なお、図5の第3、第4の実施の形
態では、冷却水ポンプ460を停止すれば、以上説明し
たのと同様な除湿運転モードが可能である。また除湿運
転モードでも気液分離器350は作動するので、エコノ
マイザサイクルは有効である。
Therefore, considering the psychrometric chart of FIG. 3, there is almost no cooling between the state L and the state M,
Since the processing air is only cooled by the refrigerant evaporator 210 after being dehumidified by the desiccant rotor 103, the state in which the processing air is returned to the air-conditioned space has a lower absolute humidity than the state K, and the dry bulb temperature is lower. This is a state that is not much different from the state K. That is, this operation mode is basically a dehumidification operation mode. In the third and fourth embodiments of FIG. 5, if the cooling water pump 460 is stopped, the same dehumidifying operation mode as described above is possible. Also, the gas-liquid separator 350 operates in the dehumidifying operation mode, so that the economizer cycle is effective.

【0081】図7に、図1のフローを有する第1の実施
の形態であるヒートーポンプHP1を含んで構成される
第2の実施の形態である除湿空調装置の典型的な機械的
配置の例を示す。この機械的配置では、熱交換器300
は、デシカントロータ103の鉛直方向上方、冷却器2
10の鉛直方向下方に配置されている。加熱器220
は、冷却器210の水平方向横に、且つ回転軸を鉛直方
向に向けて置かれたデシカントロータ103の上方に配
置されている。気液分離器350は、加熱器220の下
方で熱交換器300の第1の区画310の近傍に配置さ
れている。第2の区画320は、デシカントロータ10
3の空気流通領域外に置かれ、鉛直方向下方から上方に
流れる処理空気流路内に配置されている。
FIG. 7 shows an example of a typical mechanical arrangement of a dehumidifying air-conditioning apparatus according to the second embodiment including the heat pump HP1 according to the first embodiment having the flow shown in FIG. Show. In this mechanical arrangement, the heat exchanger 300
Is located above the desiccant rotor 103 in the vertical direction,
10 are arranged vertically below. Heater 220
Is disposed horizontally beside the cooler 210 and above the desiccant rotor 103 whose rotation axis is oriented vertically. The gas-liquid separator 350 is arranged below the heater 220 and near the first section 310 of the heat exchanger 300. The second section 320 includes the desiccant rotor 10
3 and is disposed in a processing air flow path that flows upward from below in the vertical direction.

【0082】このような構造において、加熱器(冷媒凝
縮器)220で凝縮された冷媒は、膨張弁360を介し
て気液分離器350に流入し、分離された冷媒液は第1
の区画内の蒸発セクションに流入する。そして凝縮セク
ションで凝縮される。気液分離器350で分離された気
相の冷媒は、圧縮機260の中間ポート260aに導か
れ、ここで圧縮機260に吸入される。
In such a structure, the refrigerant condensed by the heater (refrigerant condenser) 220 flows into the gas-liquid separator 350 via the expansion valve 360, and the separated refrigerant liquid is supplied to the first refrigerant liquid.
Into the evaporation section in the compartment. Then it is condensed in the condensing section. The gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 350 is guided to the intermediate port 260a of the compressor 260, where it is sucked into the compressor 260.

【0083】図8を参照して、本発明の実施の形態に使
用して好適な圧縮機としてスクロール圧縮機を用いた場
合の具体例を説明する。本図は、スクロール圧縮機の回
転軸の軸線方向に見た断面図である。スクロール圧縮機
は、2つの渦巻きの組合せによって流体の圧縮やポンプ
作用を行うものである。図中、渦巻き状のスクロール2
60dは不図示のケーシングに相対的に固定された固定
スクロールである。別の渦巻き状の揺動スクロール26
0cが、固定スクロール260dに、両者の中心をほぼ
一致させて組み立てられている。そのほぼ中心に位置す
る、不図示のケーシングに吐き出し口260bが設けら
れている。
Referring to FIG. 8, a specific example in which a scroll compressor is used as a preferred compressor used in the embodiment of the present invention will be described. This figure is a cross-sectional view as seen in the axial direction of the rotary shaft of the scroll compressor. The scroll compressor performs a fluid compression and a pump action by a combination of two spirals. In the figure, spiral scroll 2
60d is a fixed scroll relatively fixed to a casing (not shown). Another spiral oscillating scroll 26
0c is assembled with the fixed scroll 260d so that the centers of the two scrolls substantially coincide with each other. A discharge port 260b is provided in a casing (not shown) substantially at the center.

【0084】揺動スクロール260cは、固定スクロー
ル260dに接して揺動運動する。その接っする位置2
箇所と2つのスクロールの間には三日月状の圧縮室26
0eが形成される。この圧縮室260eは、揺動スクロ
ールの揺動運動によって、次第に容積を減じながら周辺
部から中心部、即ち吐き出し口260bに向かって移動
する。その結果流体は圧縮され、吐き出し口260bか
ら排出される。三日月状の圧縮室は、同一形状のものが
対で形成され、中央部で合体する。揺動スクロール26
0cの運動によって周辺部で流体の吸入が行われ、三日
月状の圧縮室260eが形成されることによって吸入行
程が完了する。スクロールの巻数は通常3巻前後であ
り、この場合は3対の圧縮室が形成されることになる。
流体の流れは、一方向で、吸入・圧縮・吐き出しが連続
的に行われる。スクロールの形状は、円のインボリュー
トや円弧を組み合わせたものである。スクロール圧縮機
に用いられる渦巻きの枚数を増やせば増やすほど、一回
転当たりの脈動幅が小さくなる。
The swing scroll 260c swings in contact with the fixed scroll 260d. The contact position 2
A crescent-shaped compression chamber 26 between the location and the two scrolls
0e is formed. The compression chamber 260e moves from the peripheral portion toward the central portion, that is, toward the discharge port 260b while gradually reducing the volume by the swinging motion of the swinging scroll. As a result, the fluid is compressed and discharged from the outlet 260b. The crescent-shaped compression chambers are formed in pairs of the same shape and are united at the center. Oscillating scroll 26
The fluid is sucked in the peripheral portion by the movement of 0c, and the suction stroke is completed by forming a crescent-shaped compression chamber 260e. The number of turns of the scroll is usually around three, and in this case, three pairs of compression chambers are formed.
In the flow of the fluid, suction, compression, and discharge are continuously performed in one direction. The scroll shape is a combination of a circular involute and a circular arc. The greater the number of spirals used in the scroll compressor, the smaller the pulsation width per revolution.

【0085】図中、破線で示す中間ポート260aは、
不図示のケーシングの周辺部と中央部との中間の位置に
設けられている。この位置は、欲しい中間圧力に応じて
定めればよい。中央部に近くすればするほど中間圧力は
高くなる。
In the figure, the intermediate port 260a indicated by the broken line
It is provided at an intermediate position between a peripheral portion and a central portion of a casing (not shown). This position may be determined according to the desired intermediate pressure. The closer to the center, the higher the intermediate pressure.

【0086】以上説明したスクロール圧縮機は揺動式で
あるが、対のスクロールの両方が各々の中心回りに回転
して圧縮作用やポンプ作用を行う回転式であってもよ
い。この場合、例えばスクロール260cが、駆動軸に
連結された駆動スクロール、スクロール260dが、駆
動スクロール260cによって駆動される従動スクロー
ルとすればよい。このときも2つのスクロールの相対的
位置関係は、揺動式の場合と同じであるので重複した説
明は省略する。
Although the scroll compressor described above is of the swing type, it may be of a rotary type in which both scrolls of the pair rotate around their respective centers to perform a compression action or a pump action. In this case, for example, the scroll 260c may be a driving scroll connected to a driving shaft, and the scroll 260d may be a driven scroll driven by the driving scroll 260c. At this time, the relative positional relationship between the two scrolls is the same as that in the case of the swing type, and thus the duplicate description will be omitted.

【0087】図9を参照して、本発明の実施の形態に使
用して好適な圧縮機としてスクリュー圧縮機を用いた場
合の具体例を説明する。本図は、スクリュー圧縮機の2
つのスクリューの噛み合い状態を示す一部断面斜視図で
ある。図中、スクリュー圧縮機261のスクリューを収
容するケーシング261hは、前面部分を切断除去して
示されている。
Referring to FIG. 9, a specific example in which a screw compressor is used as a preferred compressor used in the embodiment of the present invention will be described. This figure shows the screw compressor 2
FIG. 3 is a partial cross-sectional perspective view showing a meshing state of two screws. In the figure, a casing 261h accommodating the screw of the screw compressor 261 is shown with its front part cut off.

【0088】図中、ケーシング261hの内部に、ねじ
れた歯形を持つ一対のロータ、凸形の歯形を有する雄ロ
ータ261cと、凹形の歯形を有する雌ロータ261d
とが組み込まれている。各ロータはケーシング261h
の両端にある軸受で平行に支持されている。無給油式の
場合は、両ロータ間の隙間を適正値に保ち、また互いに
接触することなく回転することができるように、軸端に
は同期歯車が配置される。
In the figure, a pair of rotors having a twisted tooth profile, a male rotor 261c having a convex tooth profile, and a female rotor 261d having a concave tooth profile are provided inside a casing 261h.
And is incorporated. Each rotor is casing 261h
Are supported in parallel by bearings at both ends. In the case of the oilless type, a synchronous gear is disposed at the shaft end so that the gap between the rotors can be maintained at an appropriate value and the rotors can rotate without contacting each other.

【0089】図中矢印で示されているように、上側に配
置されている雄ロータ261cは図中左側から見て反時
計方向、下側に配置されている雌ロータ261dは時計
方向に回転するように構成されている。このとき、図中
右方向に吐き出し端261bが、左方向に吸い込み端2
61gが位置する。またケーシングの左端に吸い込み口
261fが位置する。
As indicated by the arrow in the figure, the male rotor 261c arranged on the upper side rotates counterclockwise when viewed from the left side in the figure, and the female rotor 261d arranged on the lower side rotates clockwise. It is configured as follows. At this time, the discharge end 261b moves rightward in the figure, and the suction end 2 moves leftward.
61 g are located. The suction port 261f is located at the left end of the casing.

【0090】このような構成において、上述のような方
向にロータを回転させると、雄ロータ261cと雌ロー
タ261dとケーシング261hとで形成される空間
が、図中左から右に向かって、1’−1’から2’−
2’、3’−3’、4’−4’と、回転と共に増加す
る。この空間の増加に伴い、気体は吸い込み端側から空
間に吸い込まれる。十分に気体を吸い込んだ状態で、雄
雌ロータ間の空間は、吸い込み端と遮断されて回転を続
け、今度は吸い込んだ気体を圧縮する。
In such a configuration, when the rotor is rotated in the above-described direction, the space formed by the male rotor 261c, the female rotor 261d, and the casing 261h becomes 1 'from left to right in the figure. -1 'to 2'-
2 ', 3'-3', 4'-4 ', increasing with rotation. As the space increases, gas is sucked into the space from the suction end side. In a state where the gas is sufficiently sucked, the space between the male and female rotors is shut off from the suction end and continues to rotate, and this time compresses the sucked gas.

【0091】このようにして、吸い込み、圧縮、吐き出
しの行程を次々に歯形が連続して行うので、トルク変動
や気体の流れの脈動が小さく、また回転体のバランスが
よいので振動が低く、高速回転に適し小型に構成するこ
とができる。
As described above, the suction, compression, and discharge processes are performed successively by the tooth profile, so that torque fluctuation and pulsation of gas flow are small, and because the balance of the rotating body is good, vibration is low, and high-speed It is suitable for rotation and can be made compact.

【0092】このようなスクリュー圧縮機において、吐
出端261bと吸い込み端261gとの中間位置の、ケ
ーシング261hに中間ポート261a(破線で示す)
が設けられている。中間ポート261aの圧力は、吸い
込み圧力と吐出圧力との中間のいずれかの圧力である。
ロータの軸方向のどの位置に配置するかによって中間ポ
ートの圧力を自由に選択することができる。このような
スクリュー圧縮機261を、図1または図5の圧縮機2
60に代えて用いることができる。
In such a screw compressor, an intermediate port 261a (shown by a broken line) is provided in a casing 261h at an intermediate position between the discharge end 261b and the suction end 261g.
Is provided. The pressure of the intermediate port 261a is any pressure intermediate between the suction pressure and the discharge pressure.
The pressure in the intermediate port can be freely selected depending on the position in the axial direction of the rotor. Such a screw compressor 261 is used as the compressor 2 in FIG. 1 or FIG.
60 can be used instead.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1の圧
力よりも減圧した第2の圧力下で冷媒を蒸発させ、また
凝縮する第2の熱交換器を備えるので、高い熱伝達率の
熱交換が行われ、さらに第2の圧力下で生じた冷媒ガス
を分離して圧縮機の中間ポートに吸入させるので、第2
の熱交換器の熱交換を安定させることができ、また冷媒
の単位量当たりのエンタルピ差を大きくでき、そのため
COPが著しく改善されたヒートポンプを提供すること
が可能となる。
As described above, according to the present invention, since the second heat exchanger for evaporating and condensing the refrigerant under the second pressure lower than the first pressure is provided, high heat transfer is provided. Rate heat exchange is performed, and the refrigerant gas generated under the second pressure is separated and sucked into the intermediate port of the compressor.
Can stabilize the heat exchange of the heat exchanger, and can increase the enthalpy difference per unit amount of the refrigerant, thereby providing a heat pump with significantly improved COP.

【0094】また、そのようなヒートポンプを水分吸着
装置と組み合わせれば、ヒートポンプを水分吸着装置で
水分を吸着された第1の流体を冷却するのに利用するこ
とができ、著しく効率を高めた除湿装置を提供すること
が可能となる。
If such a heat pump is combined with a moisture adsorbing device, the heat pump can be used to cool the first fluid to which the moisture has been adsorbed by the moisture adsorbing device, and the dehumidification with significantly improved efficiency can be achieved. A device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態であるヒートポンプ
を含む、第2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 second embodiment, including a heat pump according to the first embodiment of the present invention.

【図2】図1の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 the heat pump of FIG.

【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。
FIG. 3 is a psychrometric chart for explaining the operation of the dehumidifying air conditioner of FIG. 1;

【図4】第1の実施の形態であるヒートポンプのモリエ
線図である。
FIG. 4 is a Mollier diagram of the heat pump according to the first embodiment.

【図5】本発明の第3の実施の形態であるヒートポンプ
を含む、第4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. 5 is a flowchart of a dehumidifying air conditioner according to a fourth embodiment including a heat pump according to a third embodiment of the present invention.

【図6】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. 6 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7】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。
FIG. 7 is a schematic front sectional view showing an example of an actual structure of a dehumidifying air conditioner according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態に用いて好適なスクロール
圧縮機の模式的断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view of a scroll compressor suitable for use in the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施の形態に用いて好適なスクリュー
圧縮機の模式的一部断面斜視図である。
FIG. 9 is a schematic partial cross-sectional perspective view of a screw compressor suitable for use in the embodiment of the present invention.

【図10】従来の除湿空調装置のフローチャートであ
る。
FIG. 10 is a flowchart of a conventional dehumidifying air conditioner.

【図11】図10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。
11 is a psychrometric chart explaining the operation of the conventional dehumidifying air conditioner shown in FIG.

【図12】図10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. 12 is a Mollier diagram of a heat pump used in the conventional dehumidifying air conditioner shown in FIG.

【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。
FIG. 13 is a perspective view showing an example of the structure of a desiccant rotor.

【図14】直交流型熱交換器の一例を示す斜視図であ
る。
FIG. 14 is a perspective view showing an example of a cross-flow heat exchanger.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 冷媒蒸発器 220 冷媒凝縮器 251A、251B、251C 蒸発セクション 252A、252B、252C 凝縮セクション 260、261 圧縮機 262 絞り 270 絞り 300、300b 処理空気冷却器 310 第1の区画 320 第2の区画 325 散水パイプ 350 気液分離器 360 絞り 470 冷却塔 501、502、503 フィルター HP1、HP2 ヒートポンプ 101 Air-conditioned space 102, 140, 160 Blower 103 Desiccant rotor 121 Heat exchanger 165 Vaporization humidifier 210 Refrigerant evaporator 220 Refrigerant condenser 251A, 251B, 251C Evaporation section 252A, 252B, 252C Condensing section 260, 261 Compressor 262 Restrictor 270 Restrictors 300, 300b Process air cooler 310 First section 320 Second section 325 Watering pipe 350 Gas-liquid separator 360 Restrictor 470 Cooling towers 501, 502, 503 Filter HP1, HP2 Heat pump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F25B 6/04 F25B 6/04 B F28D 21/00 F28D 21/00 Z ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F25B 6/04 F25B 6/04 B F28D 21/00 F28D 21/00 Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 冷媒を圧縮する冷媒圧縮機と;前記冷媒
圧縮機で圧縮された冷媒から高温流体により熱を奪って
該冷媒を第1の圧力下で凝縮させる第1の熱交換器と;
前記第1の熱交換器で凝縮した冷媒を第2の圧力に減圧
する第1の絞りと;前記第2の圧力下で第1の流体から
の熱により前記第1の絞りで減圧された冷媒を蒸発さ
せ、前記蒸発させた後に前記冷媒から第2の流体により
熱を奪って該冷媒を凝縮させる第2の熱交換器と;前記
第2の熱交換器で凝縮した後に前記冷媒を第3の圧力に
減圧する第2の絞りと;前記第3の圧力下で、低温流体
から熱を与えて、前記第2の絞りで減圧した冷媒を蒸発
させるように構成された第3の熱交換器と;前記第1の
絞りと前記第2の熱交換器との間に、前記第2の圧力に
減圧された前記冷媒を冷媒液と冷媒ガスとに分離する気
液分離器とを備え;前記冷媒圧縮機は、前記第1の圧力
と前記第3の圧力との中間の圧力でガスを吸入する中間
ポートを有し、前記気液分離器で分離された冷媒ガスを
前記中間ポートに吸入させるように構成されたことを特
徴とする;ヒートポンプ。
1. A refrigerant compressor for compressing a refrigerant; a first heat exchanger for removing heat from the refrigerant compressed by the refrigerant compressor by a high-temperature fluid and condensing the refrigerant under a first pressure;
A first throttle for reducing the pressure of the refrigerant condensed in the first heat exchanger to a second pressure; a refrigerant reduced in the first throttle by heat from a first fluid under the second pressure; A second heat exchanger for removing heat from the refrigerant by the second fluid and condensing the refrigerant after evaporating; a third heat exchanger for condensing the refrigerant in the second heat exchanger. And a third heat exchanger configured to apply heat from the low-temperature fluid under the third pressure to evaporate the refrigerant depressurized by the second throttle. And a gas-liquid separator between the first throttle and the second heat exchanger for separating the refrigerant decompressed to the second pressure into a refrigerant liquid and a refrigerant gas; The refrigerant compressor has an intermediate port that sucks gas at a pressure intermediate between the first pressure and the third pressure, Characterized in that the refrigerant gas separated in the liquid separator configured to be inhaled into the intermediate port; heat pump.
【請求項2】 前記気液分離器と前記中間ポートとの間
に第3の絞りを備えることを特徴とする、請求項1に記
載のヒートポンプ。
2. The heat pump according to claim 1, further comprising a third throttle between the gas-liquid separator and the intermediate port.
【請求項3】 前記第2の熱交換器は、 前記第1の流体を流す第1の区画と;前記第2の流体を
流す第2の区画と;前記第1の区画を貫通する、前記第
1の流体と熱交換する前記冷媒を流す第1の流体流路
と;前記第2の区画を貫通する、前記第2の流体と熱交
換する前記冷媒を流す第2の流体流路とを備え;前記冷
媒は、前記第1の流体流路から前記第2の流体流路に貫
通して流れ、前記第1の流体流路の流路側伝熱面では前
記冷媒は前記第2の圧力下で蒸発し、前記第2の流体流
路の流路側伝熱面では前記冷媒はほぼ前記第2の圧力下
で凝縮するように構成されていることを特徴とする;請
求項1または請求項2に記載のヒートポンプ。
3. The second heat exchanger, wherein: a first section through which the first fluid flows; a second section through which the second fluid flows; and wherein the second heat exchanger penetrates through the first section. A first fluid flow path through which the refrigerant exchanges heat with the first fluid; and a second fluid flow path through which the refrigerant exchanges heat with the second fluid passes through the second section. The refrigerant flows from the first fluid flow path through the second fluid flow path, and the refrigerant flows under the second pressure on the flow side heat transfer surface of the first fluid flow path; 3. The method according to claim 1, wherein the refrigerant evaporates at the heat transfer surface of the second fluid flow path and the refrigerant is condensed substantially under the second pressure. The heat pump according to 1.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載のヒートポンプと;前記第2の熱交換器に対して前
記第1の流体の流れの上流側に設けられ、前記第1の流
体中の水分を吸着するデシカントを有する水分吸着装置
とを備えることを特徴とする;除湿装置。
4. The heat pump according to claim 1, wherein the heat pump is provided upstream of a flow of the first fluid with respect to the second heat exchanger, And a moisture adsorbing device having a desiccant for adsorbing moisture in the fluid.
【請求項5】 第1の圧力で冷媒を凝縮させる第1工程
と;前記第1の圧力で凝縮した冷媒を第2の圧力に減圧
して冷媒の一部を蒸発させる第2工程と;前記第2工程
で蒸発した一部の冷媒ガスと残りの冷媒液とを分離する
第3工程と;前記分離した冷媒液をほぼ前記第2の圧力
下で蒸発させて、その蒸発する冷媒で第1の流体を冷却
する第4工程と;前記第4工程で蒸発した冷媒ガスをほ
ぼ前記第2の圧力下で凝縮させる第5工程と;前記第5
工程で凝縮した冷媒を第3の圧力に減圧する第6工程
と;前記第6工程で減圧した冷媒を蒸発させて前記第1
の流体を冷却する第7工程と;前記第7工程で蒸発した
冷媒ガスを前記第1の圧力まで昇圧する第8工程と;前
記第3工程で分離した冷媒ガスを、前記第8工程で昇圧
される冷媒ガスと、前記昇圧途中で合流させる第9工程
と;前記第1の流体中の水分を、デシカントで吸着する
第10工程と;前記第1工程で凝縮する冷媒により高温
流体を加熱し、該加熱された高温流体で、前記第10工
程で水分を吸着したデシカントから水分を脱着して該デ
シカントを再生する第11工程とを備えることを特徴と
する;流体の除湿方法。
A first step of condensing the refrigerant at a first pressure; a second step of depressurizing the refrigerant condensed at the first pressure to a second pressure to evaporate a part of the refrigerant; A third step of separating a part of the refrigerant gas evaporated in the second step from the remaining refrigerant liquid; evaporating the separated refrigerant liquid substantially under the second pressure, and first evaporating the refrigerant liquid by the evaporating refrigerant. A fourth step of cooling the fluid; a fifth step of condensing the refrigerant gas evaporated in the fourth step substantially under the second pressure;
A sixth step of depressurizing the refrigerant condensed in the step to a third pressure; evaporating the refrigerant depressurized in the sixth step to the first pressure;
A step of cooling the refrigerant gas evaporated in the seventh step; an eighth step of increasing the pressure of the refrigerant gas evaporated in the seventh step to the first pressure; and a pressure increase of the refrigerant gas separated in the third step in the eighth step. A ninth step of merging with the refrigerant gas to be performed during the pressurization; a tenth step of adsorbing moisture in the first fluid with a desiccant; and heating the high-temperature fluid by the refrigerant condensed in the first step. An eleventh step of desorbing moisture from the desiccant adsorbed in the tenth step with the heated high-temperature fluid to regenerate the desiccant; a method of dehumidifying a fluid.
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