JP2007327684A - デシカント空調機 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、幅広い用途に使用できるデシカント空調機を提供する。
【解決手段】 給気用の第１送風路Ａと、第２送風路Ｂと、第１送風路Ａの送風空気を吸着減湿剤で吸着除湿すると共に第２送風路Ｂの送風空気で吸着減湿剤を乾燥させて再生するデシカントロータ２と、送風空気の冷却・加熱切換自在な圧縮式空気熱源の第１と第２のヒートポンプＣ、Ｄと、を備える。第１送風路Ａにおいて、デシカントロータ２の空気入口側と空気出口側に第１ヒートポンプＣの給気側熱交換器６と第２ヒートポンプＤの給気側熱交換器７とを分配する。第２送風路Ｂにおいて、デシカントロータ２の空気入口側に第１ヒートポンプＣと第２ヒートポンプＤで共用する熱源側熱交換器８を配置する。
【選択図】図２

Description

本発明はデシカント空調機に関するものである。

空気をシリカゲルやゼオライトなどの吸着減湿剤に接触させ、空気中の水分を吸着除湿するデシカントロータを用いた除湿機が、冷凍ショーケースなどのコールドアイル防止などに用いられている。この除湿機は、給気用の第１送風路と、第２送風路と、デシカントロータと、冷媒−空気熱交換用の給気側熱交換器及び熱源側熱交換器を有する空気熱源のヒートポンプと、を備え、第１送風路において、デシカントロータの空気入口側に給気側熱交換器を配置し、第２送風路において、デシカントロータの空気入口側に熱源側熱交換器を配置してある。

特公昭５８−１８５６６号公報

そして、この除湿機とは別個に熱源及び熱交換コイルを設けて給気の温度調整をしている。そのため設備コストや運転コストがかかる問題があった。また、１つのヒートポンプだけでは熱源側熱交換器の冷媒凝縮時の空気出口温度が低く、デシカントロータの吸着減湿剤の乾燥・再生が不十分となり、除湿能力が低下する問題があった。

本発明は、上記課題を解決するため、給気用の第１送風路と、第２送風路と、前記第１送風路の送風空気を吸着減湿剤で吸着除湿すると共に前記第２送風路の送風空気で吸着減湿剤を乾燥させて再生するデシカントロータと、送風空気の冷却・加熱切換自在な圧縮式空気熱源の第１と第２のヒートポンプと、を備え、前記第１送風路において、前記デシカントロータの空気入口側と空気出口側に前記第１ヒートポンプの給気側熱交換器と前記第２ヒートポンプの給気側熱交換器とを分配し、前記第２送風路において、前記デシカントロータの空気入口側に前記第１ヒートポンプと前記第２ヒートポンプで共用する熱源側熱交換器を配置したことを最も主要な特徴とする。

請求項１の発明によれば、空調のための温湿度制御幅が広く、別個に熱源やコイルなどが不要となりコストダウンを図れ、コールドアイル対策のみならず各種空調にも対応でき、幅広い用途に使用できる。第１と第２のヒートポンプの熱源側熱交換器を共用しているので部品点数の削減とコンパクト化を図れる。熱源側熱交換器のフィン群を共用してあるので伝熱面積が大きくなって第１と第２のヒートポンプの一方のみの運転でも熱交換能力が高くなる。
請求項２の発明によれば、２つのヒートポンプの能力の相乗効果に加えて、空気出口に向かうにしたがって冷媒温度が高くなるようにしてあるので、熱源側熱交換器の冷媒凝縮時の空気出口温度が高くなり、デシカントロータの吸着減湿剤の乾燥・再生不足が解消され、除湿能力の安定化と向上を図れる。
請求項３の発明によれば、圧力損失が減少して熱交換効率が向上するので小型の送風機を用いることができ騒音低減を図れる。ヒートポンプの熱交換器も小型化でき空調機をコンパクト化できる。

図１〜図３は、本発明のデシカント空調機の一実施例を示しており、このデシカント空調機は、ケーシング１内に、給気用の第１送風路Ａと、第２送風路Ｂと、第１送風路Ａと第２送風路Ｂとの間で吸着減湿剤を回転駆動等により循環移動させて第１送風路Ａの送風空気を吸着減湿剤で吸着除湿すると共に第２送風路Ｂの送風空気で吸着減湿剤を乾燥させて再生するデシカントロータ２と、送風空気の冷却・加熱切換自在な圧縮式空気熱源の第１と第２のヒートポンプＣ、Ｄと、加湿器３と、第１送風路Ａに配置されて外気や還気あるいはその混合空気などを送風する給気側送風機４と、外気や還気あるいはその混合空気などの熱交換用空気を送風する熱源側送風機５と、を備えている。

この第１送風路Ａにおいて、デシカントロータ２の空気入口側と空気出口側に第１ヒートポンプＣの給気側熱交換器６と第２ヒートポンプＤの給気側熱交換器７とを分配すると共に加湿器３を配置し、第２送風路Ｂにおいて、デシカントロータ２の空気入口側に第１ヒートポンプＣと第２ヒートポンプＤで共用する熱源側熱交換器８を配置すると共にデシカントロータ２の通風量を制御するダンパなどのバイパス機構１２を設ける。

第１ヒートポンプＣは、循環冷媒に対して蒸発・圧縮・凝縮・膨張の工程順を繰返し、この循環冷媒と熱交換する空気に対して冷媒蒸発工程で吸熱を冷媒凝縮工程で放熱を各々行うもので、循環冷媒の蒸発工程と凝縮工程であって互いに異なる工程を行う給気側熱交換器６及び熱源側熱交換器８と、循環冷媒を圧縮する圧縮機１０と、循環冷媒を膨張させる膨張弁等の減圧機構と、給気側熱交換器６及び熱源側熱交換器８の蒸発工程と凝縮工程を切換えるバルブ等の切換機構と、を少なくとも備え、これらを冷媒が循環するように配管接続して成る。

第２ヒートポンプＤも、循環冷媒に対して蒸発・圧縮・凝縮・膨張の工程順を繰返し、この循環冷媒と熱交換する空気に対して冷媒蒸発工程で吸熱を冷媒凝縮工程で放熱を各々行うもので、循環冷媒の蒸発工程と凝縮工程であって互いに異なる工程を行う給気側熱交換器７及び熱源側熱交換器８と、循環冷媒を圧縮する圧縮機１１と、循環冷媒を膨張させる膨張弁等の減圧機構と、給気側熱交換器７及び熱源側熱交換器８の蒸発工程と凝縮工程を切換えるバルブ等の切換機構と、を少なくとも備え、これらを冷媒が循環するように配管接続して成る。

熱源側熱交換器８は、フィン群９と、このフィン群９に装着される第１ヒートポンプＣの冷媒流通管１３及び第２ヒートポンプＤの冷媒流通管１４と、を備え、熱源側熱交換器８の流通冷媒が、熱源側熱交換器８の冷媒凝縮時の空気出口温度を高くするために熱源側熱交換器８の空気出口側から空気入口側へ流れるようにする。冷媒流通管１３と冷媒流通管１４は一段毎に交互にフィン群９に装着し、これにより第１ヒートポンプＣと第２ヒートポンプＤの能力（冷媒凝縮温度等）に差が生じても熱源側熱交換器８での熱交換ムラが無くなり効率化と安定化を図れる。なお、冷媒流通管１３と冷媒流通管１４は、フィン群９に複数段毎に交互に装着したり任意に装着するも自由である。第１・第２ヒートポンプＣ、Ｄの給気側熱交換器６、７及び熱源側熱交換器８の冷媒流通管は圧損の少ない楕円管にするのが好ましいが円形管でもよい。

第１送風路Ａと第２送風路Ｂの空気入口と空気出口はダクトなどを介して室内などの被空調空間や屋外と連通させる。このデシカント空調機は、所望の給気温湿度になるように、第１送風路Ａの出入口の空気温湿度などに応じて、第１と第２のヒートポンプＣ、Ｄと給気側送風機４と熱源側送風機５と加湿器３の各々の容量制御をすると共に給気側熱交換器６、７と熱源側熱交換器８の冷媒蒸発・冷媒凝縮を切換する制御手段（図示省略）を、備え、給気側送風機４と熱源側送風機５にて給気側熱交換器６、７及び熱源側熱交換器８、デシカントロータ２に通風させることにより空気を冷却、加熱及び除湿等して被空調空間に給気し、様々な目的に応じた空調運転を行う。

たとえば低湿空気を給気するには、所望の給気温湿度に対して第１送風路Ａの入口空気又は出口空気の湿度が高い場合、給気側熱交換器６にて冷却してから又は冷却せずにデシカントロータ２にて吸着減湿し、このときの吸着熱や再生熱などにより加熱された空気を給気側熱交換器７にて冷却又は加熱して温調し、所定の給気温湿度に制御する。第２送風路Ｂでは、熱源側熱交換器８にて加熱し、その加熱された空気でデシカントロータ２の吸着減湿剤を乾燥させて吸着減湿可能な状態に再生する。第２送風路Ｂの風量が第１送風路Ａより多い場合など必要に応じ、バイパス機構１２にてデシカントロータ２の通風量を調節する。また、所望の給気温湿度に対して第１送風路Ａの入口空気又は出口空気の湿度が低い場合は、デシカントロータ２による除湿を止めて、給気側熱交換器６、７の一方又は両方で加熱又は冷却してから加湿器２にて加湿し、所定の給気温湿度に制御する。

なお、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由であり、たとえば、第１と第２のヒートポンプＣ、Ｄや制御手段の構成、加湿器２の配置や数量などの変更は自由である。

本発明のデシカント空調機の実施例を示す正面図。 本発明のデシカント空調機の内部構成の簡略説明図。 熱源側熱交換器の簡略平面図。

符号の説明

２ デシカントロータ
３ 加湿器
６ 給気側熱交換器
７ 給気側熱交換器
８ 熱源側熱交換器
Ａ 第１送風路
Ｂ 第２送風路
Ｃ 第１ヒートポンプ
Ｄ 第２ヒートポンプ

Claims (3)

1. 給気用の第１送風路Ａと、第２送風路Ｂと、前記第１送風路Ａの送風空気を吸着減湿剤で吸着除湿すると共に前記第２送風路Ｂの送風空気で吸着減湿剤を乾燥させて再生するデシカントロータ２と、送風空気の冷却・加熱切換自在な圧縮式空気熱源の第１と第２のヒートポンプＣ、Ｄと、を備え、前記第１送風路Ａにおいて、前記デシカントロータ２の空気入口側と空気出口側に前記第１ヒートポンプＣの給気側熱交換器６と前記第２ヒートポンプＤの給気側熱交換器７とを分配し、前記第２送風路Ｂにおいて、前記デシカントロータ２の空気入口側に前記第１ヒートポンプＣと前記第２ヒートポンプＤで共用する熱源側熱交換器８を配置したことを特徴とするデシカント空調機。
2. 第１ヒートポンプＣと第２ヒートポンプＤで共用する熱源側熱交換器８の流通冷媒を、前記熱源側熱交換器８の冷媒凝縮時の空気出口温度を高くするために前記熱源側熱交換器８の空気出口側から空気入口側へ流れるようにした請求項１記載のデシカント空調機。
3. 第１・第２ヒートポンプＣ、Ｄの給気側熱交換器６、７及び熱源側熱交換器８の熱媒流通管を楕円管にした請求項１又は２記載のデシカント空調機。

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