JP3037648B2 - 除湿空調システム - Google Patents

除湿空調システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デシカントを用い
た空調システムに係り、特に再生空気の加熱および処理
空気の冷却用の熱源としてヒートポンプを使用する空調
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、吸収ヒートポンプ（２００：Ｈ
Ｐとして標記）を熱源機とし、デシカントを用いた空調
機所謂デシカント空調機と組合せた空調システムを示す
もので、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の経路Ａ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
する再生空気の経路Ｂ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再生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、ヒートポンプ２００とを有し、前記ヒー
トポンプ２００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１２０で加熱してデシカントの再生を行
うとともに前記ヒートポンプの低熱源を冷却熱源として
冷却器１１５で前記空調機の処理空気の冷却を行うもの
である。
【０００３】そして、この空調システムでは、ヒートポ
ンプ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、ヒートポンプに
外部から加えた駆動エネルギによってヒートポンプが処
理空気の冷却効果を発生させ、さらにヒートポンプ作用
で処理空気から組み上げた熱とヒートポンプの駆動エネ
ルギ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が図れて高い省
エネルギ効果が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような空調装置の
熱源ヒートポンプとして電動式のヒートポンプ例えば蒸
気圧縮式ヒートポンプを用いる場合には、夏期日中の電
力消費を低減し、安価な深夜電力を利用して運転コスト
を節約する目的から、従来の空調装置で通常行われてい
るように、蓄熱装置を併設することが考えられる。図８
はそのような目的から、従来例を参考にして考えられる
蓄熱装置を内蔵した熱源機と所謂デシカント空調機を結
合した空調装置を示す図である。図８において示すよう
に、この種の空調システムによれば、蓄熱機能を有する
熱源機３００は、再生空気加熱のための高温蓄熱槽３１
０と、処理空気を冷却するための低温蓄熱槽３３０を有
していて、夜間の蓄熱運転の際には圧縮機３６０、凝縮
器３２０、膨張弁３５０、蒸発器３４０によって構成さ
れるヒートポンプ２００と、ポンプ３１２、経路３１
３、凝縮器３２０、経路３１４、高温蓄熱槽３１０、経
路３１１によって形成される温熱媒体循環系統と、ポン
プ３３２、経路３３３、蒸発器３４０、経路３３４、低
温蓄熱槽３３０、経路３３１によって形成される冷熱媒
体循環系統を運転して、熱を低温蓄熱槽３３０から汲み
上げて、高温蓄熱槽３１０に移送することによって、冷
熱と温熱を同時に蓄える。一方、日中の蓄熱を利用した
空調運転の際には、前記蓄熱運転時に行ったヒートポン
プ２００および熱源側の冷温熱移送媒体循環系統の運転
に加えて、ポンプ３１５、経路３１６、高温蓄熱槽３１
０、経路１２２、加熱器１２０、経路１２３によって形
成される空調機側の温熱媒体循環系統と、ポンプ３３
５、経路３３６、低温蓄熱槽３３０、経路１１７、冷却
器１１５、経路１１８によって形成される空調機側の冷
熱媒体循環系統を運転して冷熱と温熱の両方の蓄熱を利
用して空調負荷の一部をまかない、日中の電力を節約し
た空調運転を行えることが期待でき、しかも夜間には冷
熱と温熱を同時に蓄熱することができるため、外気に一
切熱を放出せず、夜間の熱汚染すなわち都市のヒートア
イランド化を防止できる効果も期待できる。
【０００５】しかしながら、図９の湿り空気線図上に示
すような夏期の標準的な空調条件でデシカント空調のサ
イクルを実現するためには、各熱交換器や蓄熱槽で伝熱
によって熱を移送するために温度差が必要で、高温側の
熱源温度をデシカント再生前（状態Ｔ：７０℃）の再生
空気温度よりも高くする必要があり、さらに低温側の熱
源温度も加湿器前（状態Ｎ：１９℃）の処理空気温度よ
りも低くする必要があって、そのため蓄熱運転の際のヒ
ートポンプ２００の温度リフトが異常に高くなる問題が
生じる。
【０００６】以下に事例を用いて説明する。デシカント
空調の空気側のサイクルは、夏期の気象条件では以下の
ように状態変化をしてサイクルを形成する。すなわち空
調される室内１０１の空気（処理空気：状態Ｋ：２７
℃、１０.８ｇ／ｋｇ）は経路１０７を経て送風機１０
２に吸引され昇圧されて経路１０８を経てデシカントロ
ータ１０３に送られ、デシカントロータの吸湿剤たとえ
ばシリカゲルなどによって空気中の水分を吸着されて絶
対湿度が低下するとともに吸着熱によって空気は温度上
昇する（状態Ｌ：４５℃、５.８ｇ／ｋｇ）。湿度が下
がり温度上昇した空気は経路１０９を経て顕熱熱交換器
１０４に送られ外気（再生空気）と熱交換して冷却され
る（状態Ｍ：３３℃ ）。冷却された空気は経路 １１０
を経て冷水熱交換器（冷却器）１１５に送られさらに冷
却される（状態Ｎ：１９℃）。冷却された空気は経路１
１１を経て加湿器１０５に送られ水噴射または気化式加
湿によって等エンタルピ過程で温度低下し（状態Ｐ）、
経路１１１を経て空調空間１０１に戻される。このよう
にして室内の還気（状態Ｋ）と給気（状態Ｐ）との間に
はエンタルピ差ΔＱが生じ、これによって空調空間１０
１の冷房が行われる。デシカントの再生は次のように行
われる。再生用の外気（ＯＡ：状態Ｑ：３０℃、１９ｇ
／ｋｇ）は経路１２４経て送風機１４０に吸引され昇圧
されて顕熱熱交換器１０４に送られ、処理空気を冷却し
て自らは温度上昇し（状態Ｒ ：４２℃）経路１２５を
経て次の顕熱熱交換器１２１に流入し、再生後の高温の
空気と熱交換して温度上昇する（状態Ｓ：５０℃）。さ
らに顕熱熱交換器１２１を出た再生空気は経路１２６を
経て温水熱交換器（加熱器）１２０に流入し温水によっ
て加熱され７０℃まで温度上昇し、相対湿度が低下する
（状態Ｔ）。相対湿度が低下した再生空気はデシカント
ロータ１０３を通過してデシカントロータの水分を脱着
する（状態Ｕ：５２℃、２８.５ｇ／ｋｇ）。デシカン
トロータ１０３を通過した再生空気は経路１２８を経て
顕熱熱交換器１２１に流入し、顕熱熱交換器１０４を出
た再生前の再生空気の余熱を行って自らは温度低下した
（状態Ｖ）のち経路１２９を経て排気として外部に捨て
られる。このようにしてデシカントの再生と処理空気の
除湿、冷却をくりかえし行うことによって、デシカント
による空調を行う。
【０００７】次に図８のような蓄熱槽を有する空調シス
テムにおいて、このように処理空気を３３℃から１９℃
まで冷却するために必要な低熱源の温度関係を図１０に
示す。図１０から、処理空気を冷却する空調機側の熱媒
体（冷水）は、温度効率７５％を想定すると、冷水入口
温度は再生空気出口よりも４℃低い１５℃が必要であ
り、さらに、低温蓄熱媒体が該空調機側の冷熱媒体（冷
水）から熱を奪うためには、低温蓄熱媒体の相変化温度
は該冷熱媒体（冷水）よりも３℃低い１２℃が必要であ
り、さらに蓄熱運転において、熱源側の低熱媒体（冷
水）が低温蓄熱媒体から熱を奪うためには、熱源側の低
温熱媒体（冷水）の入口温度は低温蓄熱媒体の相変化温
度よりも７℃低い５℃が必要であり、さらに熱源ヒート
ポンプ２００が熱源側の冷熱媒体（冷水）から熱を奪う
ためには、熱源ヒートポンプ２００の蒸発温度は熱源側
の冷熱媒体（冷水）入口温度よりも２℃高い３℃が必要
であることが判る。このように、熱源ヒートポンプ２０
０の蒸発温度は処理空気の冷却後の温度である１９℃よ
りも１６℃低い３℃にする必要がある。
【０００８】同様に再生空気を５０℃から７０℃まで昇
温するために必要な熱源の温度関係を図１１に示す。図
１１から、再生空気を加熱する空調機側の熱媒体（温
水）は、温度効率７５％を想定すると、温水入口温度は
再生空気出口よりも７℃高い７７℃が必要であり、さら
に、蓄熱媒体から該空調機側の熱媒体（温水）に熱を伝
達するためには、蓄熱媒体の相変化温度は該熱媒体（温
水）よりも３℃高い８０℃が必要であり、さらに蓄熱運
転において、熱源側の熱媒体（温水）から蓄熱媒体に熱
を伝達するためには、熱源側の熱媒体（温水）の入口温
度は蓄熱媒体の相変化温度よりも７℃高い８７℃が必要
であり、さらに熱源ヒートポンプ２００から熱源側の熱
媒体（温水）に熱を伝達するためには、熱源ヒートポン
プ２００の凝縮温度は熱源側の熱媒体（温水）入口温度
よりも２℃高い８９℃が必要であることが判る。このよ
うに、熱源ヒートポンプ２００の凝縮温度は再生空気の
最高温度である７０℃よりも１９℃高い８９℃にする必
要がある。
【０００９】このように、図８の空調システムでは、蓄
熱をするために、３℃の蒸発温度と８９℃の凝縮温度で
ヒートポンプ２００を運転する必要を生じ、そのためヒ
ートポンプ２００の温度リフトが８６℃と極めて高くな
って、効率の低下を招く問題がある。
【００１０】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、電動式ヒートポンプを熱源とするデシカント空調シ
ステムに蓄熱装置の併設を可能にし、安価な深夜電力の
利用を可能にし、かつ蓄熱運転においても蓄熱を利用し
た除湿空調運転においても熱源となるヒートポンプの温
度リフトを低く抑えて成績係数を高め、空調システム全
体のエネルギ効率を高めることによって、運転コストが
安く、しかも日中の電力消費が少なく、しかも夜間蓄熱
運転中の外気への放熱が最小になる除湿空調システムを
提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルを形成するヒート
ポンプを有し、デシカントにより水分を吸着されたのち
該ヒートポンプの低熱源によって冷却される処理空気の
経路と、該ヒートポンプの高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の経路を有し、デシ
カントを処理空気と再生空気が交互に流通するようにし
た除湿空調システムにおいて、前記ヒートポンプの低熱
源によって処理空気を冷却するための冷熱媒体循環経路
を設けるとともに、前記ヒートポンプの高熱源によって
再生空気を加熱するための温熱媒体循環経路を設け、前
記ヒートポンプの低熱源によって冷却される前の冷熱媒
体を冷却する第１の蓄熱装置と、ヒートポンプの高熱源
によって加熱される前の温熱媒体を加熱する第２の蓄熱
装置を設け、該第１の蓄熱装置を低熱源とし、該第２の
蓄熱装置を高熱源として作動するヒートポンプによっ
て、第１および第２の蓄熱装置に蓄熱することを特徴と
する除湿空調システムである。
【００１２】このように、デシカント空調の処理空気お
よび再生空気の伝熱過程が空気の顕熱変化であることを
利用して、蓄熱装置が負担する処理空気の冷却過程を温
度が高い部分とし、かつ蓄熱装置が負担する再生空気の
加熱過程を温度が低い部分として、各蓄熱装置の温度差
を少なくすることによって、蓄熱運転のために必要なヒ
ートポンプの温度リフトを少なくすることができる。
【００１３】請求項２に記載の発明は、第１の蓄熱装置
とヒートポンプの低熱源熱交換器と処理空気を冷却する
ための熱交換器とを循環する第１の冷熱媒体循環経路
と、第１の蓄熱装置とヒートポンプの低熱源熱交換器と
を循環する第２の冷熱媒体循環経路を設けて、第１の冷
熱媒体循環経路と第２の冷熱媒体循環経路を選択的に切
り換え可能にするとともに、第２の蓄熱装置とヒートポ
ンプの高熱源熱交換器と再生空気を加熱するための熱交
換器とを循環する第１の温熱媒体循環経路と、第２の蓄
熱装置とヒートポンプの低熱源熱交換器とを循環する第
２の温熱媒体循環経路を設けて、第１の温熱媒体循環経
路と第２の温熱媒体循環経路を選択的に切り換え可能に
構成したことを特徴とする請求項１に記載の除湿空調シ
ステムである。なおここで選択的に切り換え可能にする
とともに、蓄熱を放出する運転の際は、前記第１の冷熱
媒体循環経路と第１の温熱媒体循環経路を循環する経路
を選択し、蓄熱する運転の際は、前記第２の冷熱媒体循
環経路と第２の温熱媒体循環経路を循環する経路を選択
して熱移送媒体を流動させることを特徴としてもよい。
【００１４】このように、ヒートポンプと第１又は２の
蓄熱装置とデシカント空調装置とを第１乃至２の冷熱媒
体循環経路と第１乃至２の温熱媒体循環経路によって連
結し、運転制御することによって、蓄熱運転や蓄熱放出
運転など多様な運転形態に対応できる。
【００１５】請求項３に記載の発明は、ヒートポンプを
複数のサイクル、第１と第２のサイクルで構成し、冷熱
媒体循環経路で下流となる低熱源を有するサイクルの高
熱源が温熱媒体循環経路で上流となるよう、冷熱媒体循
環経路および温熱媒体循環経路を構成したことを特徴と
する請求項１又は２に記載の除湿空調システムである。
請求項４に記載の発明は、ヒートポンプを２つ以上のサ
イクルで構成し、それぞれの低熱源および高熱源をそれ
ぞれ冷熱媒体経路内および温熱媒体経路内において流れ
方向に対して順逆となるように配置したことを特徴とす
る請求項１又は２に記載の除湿空調システムである。
【００１６】このように、デシカント空調装置の処理空
気および再生空気の冷却・加熱時の温度変化が顕熱変化
で温度変化が大きいことを利用して、ヒートポンプを複
数のヒートポンプサイクルに分割して、温度が低い低熱
源と温度が低い高熱源を組合わせてサイクルを構成し、
温度が高い低熱源と温度が高い高熱源を組合わせてそれ
ぞれサイクルを構成することによって、各ヒートポンプ
の温度リフトを低減して、省エネルギ化が図れる。
【００１７】請求項５に記載の発明は、第１の蓄熱装置
に１３乃至２３℃で潜熱変化する潜熱蓄熱材料を内蔵す
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
除湿空調システムである。請求項６に記載の発明は、第
２の蓄熱装置に６５乃至７５℃で潜熱変化する潜熱蓄熱
材料を内蔵することを特徴とする請求項１乃至５のいず
れかに記載の除湿空調システムである。このように、蓄
熱装置内部に潜熱蓄熱材料を内蔵したことによって、蓄
熱装置の蓄熱密度が高くなり、装置をコンパクトにでき
る。
【００１８】ここで以上の除湿空調システムでは、第１
の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、パラフィン系ｎ−ヘ
キサデカン（ｎ−Ｈｅｘａｄｅｃａｎｅ：Ｃ
１６Ｈ３４）を用いたことを特徴としてもよい。また、
第１の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、少なくとも酢酸
カリウムを溶質とする水溶液を用いたことを特徴として
もよい。
【００１９】ここで以上の除湿空調システムでは、第１
の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、少なくとも塩化カル
シウム６水塩と塩化マグネシウム６水塩と臭化マグネシ
ウム６水塩を含む混合物を用いたことを特徴としてもよ
い。また、第１の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、少な
くとも塩化カルシウム６水塩と硝酸ニッケル６水塩を含
む混合物を用いたことを特徴としてもよい。
【００２０】ここで以上の除湿空調システムでは、第１
の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、少なくとも塩化カル
シウム６水塩と硝酸第２鉄９水塩を含む混合物を用いた
ことを特徴としてもよい。また、第１の蓄熱装置に潜熱
蓄熱材料として、少なくともリン酸水素２ナトリウム１
２水塩を含む混合物を用いたことを特徴としてもよい。
【００２１】ここで以上の除湿空調システムでは、第１
の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、少なくとも硫酸ナト
リウム１０水塩と炭酸ナトリウムを含む混合物を用いた
ことを特徴としてもよい。また、第１の蓄熱装置に潜熱
蓄熱材料として、少なくとも硫酸ナトリウム１０水塩と
カルバミン酸アンモニウムを含む混合物を用いたことを
特徴としてもよい。
【００２２】ここで以上の除湿空調システムでは、第２
の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、炭素原子数が２９か
ら３３のｎ−パラフィンを用いたことを特徴としてもよ
い。また、第２の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、分子
量５４００乃至６６００のポリエチレングリコールを用
いたことを特徴としてもよい。
【００２３】ここで以上の除湿空調システムでは、第２
の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、ステアリン酸を用い
たことを特徴としてもよい。また、第２の蓄熱装置に潜
熱蓄熱材料として、ビフェニルを用いたことを特徴とし
てもよい。このように、各種の潜熱蓄熱材料を用いるこ
とによって、デシカント空調の熱源に最適な蓄熱密度が
高い蓄熱装置を提供することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る除湿空調シス
テムの実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本
発明の第１の実施の形態である除湿空調システムの基本
構成を示す図である。この実施の形態では熱源機３００
と２つの熱媒体経路で連結するデシカント空調機を次の
ように構成している。すなわち、デシカントロータ１０
３は、図８において説明したものと同じように、デシカ
ントが、処理空気経路Ａと再生空気経路Ｂの双方に跨が
って所定のサイクルで回転するよう構成されている。処
理空気経路Ａは、空調空間と還気導入用の送風機１０２
の吸い込み口と経路１０７を介して接続し、送風機１０
２の吐出口はデシカントロータ１０３の水分吸着工程を
行う第１の区画と経路１０８を介して接続し、デシカン
トロータ１０３の処理空気の出口は再生空気と熱交換関
係にある顕熱交換器１０４と経路１０９を介して接続
し、顕熱交換器１０４の処理空気の出口は熱源機３００
の冷熱媒体（冷水）と熱交換する冷却器１１５と経路１
１０を介して接続し、冷却器１１５の処理空気の出口は
加湿器１０５と経路１１１を介して接続し、加湿器１０
５の処理空気の出口は給気口となる処理空気出口と経路
１１２を介して接続して処理空気のサイクルを形成す
る。
【００２５】一方、再生空気経路Ｂは、再生空気となる
外気導入用の送風機１４０の吸い込み口と経路１２４を
介して接続し、送風機１４０の吐出口は処理空気と熱交
換関係にある顕熱交換器１０４と接続し、顕熱交換器１
０４の再生空気出口はデシカント再生後の再生空気と熱
交換関係にある顕熱交換器１２１の低温流体側通路と接
続し、顕熱熱交換器１２１の低温側再生空気の出口は熱
源機３００の温熱媒体（温水）と熱交換する加熱器１２
０と経路１２６を介して接続し、加熱器１２０の再生空
気の出口はデシカントロータ１０３の再生空気の再生工
程を行う第２の区画と経路１２７を介して接続し、デシ
カントロータ１０３の再生空気の再生工程を行う第２の
区画の再生空気の出口は経路１２８を介して前記顕熱交
換器１２１の高温流体側通路と接続し、顕熱交換器１２
１の高温流体側通路出口は外部空間と経路１２９を介し
て接続して再生空気を外部から取り入れて、外部に排気
するサイクルを形成する。
【００２６】なお、図中、丸で囲ったアルファベットＤ
〜Ｖは、図９と対応する空気の状態を示す記号である。
また処理空気経路Ａと再生空気経路Ｂの双方に跨がって
所定のサイクルで回転するデシカントは、従来例と同じ
ように、処理空気経路Ａに経路１０８，１０９を介して
接続されていて水分吸着工程を行う第１の区画と、再生
空気経路Ｂに経路１２７，１２８を介して接続されてい
て再生空気の再生工程を行う第２の区画とに分割され、
デシカントが第１の区画、第２の区画を経て第１の区画
に戻るよう構成する。
【００２７】このようにデシカント空調機を構成し、こ
のデシカント空調機と熱源機３００とは、第１の蓄熱槽
３３０とヒートポンプ２００の低熱源熱交換器（蒸発
器）３４０と処理空気を冷却するための熱交換器（冷却
器）１１５とを循環する第１の冷熱媒体循環経路と、第
２の蓄熱槽３１０とヒートポンプ２００の高熱源熱交換
器（凝縮器）３２０と再生空気を加熱するための熱交換
器１２０とを循環する第１の温熱媒体循環経路とによっ
て連結する。
【００２８】一方、蓄熱機能を有する熱源機３００は、
処理空気を冷却するための第１の蓄熱槽（低温蓄熱槽）
３３０と、再生空気加熱のための第２の蓄熱槽（高温蓄
熱槽）３１０を有し、さらに熱源用のヒートポンプ２０
０として圧縮機３６０、凝縮器３２０、膨張弁３５０、
蒸発器３４０によって構成される蒸気圧縮式ヒートポン
プを有し、蒸発器２４０において低圧の冷媒の湿り蒸気
が第１の蓄熱槽３３０下流側の冷熱媒体と熱交換し、か
つ凝縮器３２０において高圧の冷媒蒸気が第２の蓄熱槽
３１０下流側の温熱媒体と熱交換するサイクルを形成す
る。本実施形態ではとくに、本ヒートポンプ２００の温
度リフトが高いことを考慮して、膨張弁を２段で構成し
て（３５０，３５１）中間にエコノマイザ３７０を設
け、中間圧力で自己蒸発して発生した冷媒蒸気を圧縮機
の中間に吸い込ませる所謂エコノマイザサイクルを構成
している。
【００２９】そして、ポンプ３３３、経路３３４、第１
の蓄熱槽３３０、経路３３５、ヒートポンプ２００の低
熱源熱交換器（蒸発器）３４０、経路３３６、３方弁３
３７、経路１１７、処理空気を冷却するための熱交換器
１１５、経路１１８、３方弁３３１、経路３３２とを循
環する第１の冷熱媒体循環経路と、ポンプ３３３、経路
３３４、第１の蓄熱槽３３０、経路３３５、ヒートポン
プ２００の低熱源熱交換器（蒸発器）３４０、経路３３
６、３方弁３３７、経路３３８、３方弁３３１、経路３
３２とを循環する第２の冷熱媒体循環経路を設けて、第
１の冷熱媒体循環経路と第２の冷熱媒体循環経路を３方
弁３３１，３３７の操作によって選択的に切り換え可能
にするとともに、ポンプ３１３、経路３１４、第２の蓄
熱槽３１０、経路３１５、ヒートポンプ２００の高熱源
熱交換器（凝縮器）３２０、経路３１６、３方弁３１
７、経路１２２、再生空気を加熱するための熱交換器
（加熱器）１２０、経路１２３、３方弁３１１、経路３
１２を循環する第１の温熱媒体循環経路と、ポンプ３１
３、経路３１４、第２の蓄熱槽３１０、経路３１５、ヒ
ートポンプ２００の低熱源熱交換器（凝縮器）３２０、
経路３１６、３方弁３１７、経路３１８、３方弁３１
１、経路３１２を循環する第２の温熱媒体循環経路を設
けて、第１の温熱媒体循環経路と第２の温熱媒体循環経
路を３方弁３１１，３１７の操作によって選択的に切り
換え可能にしたもので、蓄熱を放出する運転の際は、図
１と同じく、３方弁３３１，３３７を経路３３６と１１
７が連通し、経路１１８と３３２が連通するよう切り換
え、３方弁３１１，３１７を経路３１６と１２２が連通
し、経路１２３と３１２が連通するよう切り換えて、前
記第１の冷熱媒体循環経路と第１の温熱媒体循環経路を
循環する経路を選択し、蓄熱する運転の際は、図１とは
反対に、３方弁３３１，３３７を経路３３６と３３８が
連通し、経路３３８と３３２が連通するよう切り換え、
３方弁３１１，３１７を経路３１６と３１８が連通し、
経路３１８と３１２が連通するよう切り換えて、前記第
２の冷熱媒体循環経路と第２の温熱媒体循環経路を循環
する経路を選択して熱移送媒体を流動させるよう構成す
る。
【００３０】このように構成することによって、デシカ
ント空調の処理空気および再生空気の伝熱過程が空気の
顕熱変化であることを利用して、蓄熱槽が負担する処理
空気の冷却過程を温度が高い部分とし、かつ蓄熱槽が負
担する再生空気の加熱過程を温度が低い部分としてい
る。
【００３１】そして第１の蓄熱槽（低温蓄熱槽）３３０
には、前記冷媒体と熱交換して１３乃至２３℃以上にな
る際に潜熱変化たとえば固体から液体に融解して冷熱媒
体から熱を吸収する潜熱蓄熱材料を内蔵するとともに、
第２の蓄熱槽（高温蓄熱槽）３１０には、前記温熱媒体
と熱交換して６５乃至７５℃以下になる際に潜熱変化た
とえば液体から固体に凝固して温熱媒体に熱を放出する
潜熱蓄熱材料を内蔵している。
【００３２】このような潜熱蓄熱材料は、公知の文献
（例えば、日本冷凍協会「冷凍」、Ｖｏｌ.７１、Ｎｏ.
８２３；エネルギー資源学会「エネルギー貯蔵システ
ム」、１９９２年、大阪；蓄熱・増熱技術委員会「蓄熱
・増熱技術」アイピーシー、東京、１９８５年；産業技
術審議会・省エネルギー技術開発部会、スーパーヒート
ポンプ・エネルギー集積システム研究開発評価報告書、
新エネルギー・産業技術開発機構 燃料・貯蔵開発室、
東京、１９９３年など）に以下のように紹介されてい
る。
【００３３】１) パラフィン系ｎ−ヘキサデカン（ｎ
−Ｈｅｘａｄｅｃａｎｅ：Ｃ16Ｈ34）の融解温度が１
８.２℃で、融解熱が２２９ｋＪ／ｋｇである。 ２) 少なくとも酢酸カリウムを溶質とする水溶液の融
解温度が１５〜２６℃である。 ３) 少なくとも塩化カルシウム６水塩と塩化マグネシ
ウム６水塩と臭化マグネシウム６水塩を含む混合物の融
解温度が１９〜２１℃である。 ４) 少なくとも塩化カルシウム６水塩と硝酸ニッケル
６水塩を含む混合物の融解温度が１０〜３０℃である。 ５) 少なくとも塩化カルシウム６水塩と硝酸第２鉄９
水塩を含む混合物の融解温度が１０〜３０℃である。 ６) 少なくともリン酸水素２ナトリウム１２水塩を含
む混合物の融解温度が１５〜３５℃である。 ７) 少なくとも硫酸ナトリウム１０水塩と炭酸ナトリ
ウムを含む混合物の融解温度が〜２３℃である。 ８) 少なくとも硫酸ナトリウム１０水塩とカルバミン
酸アンモニウムを含む混合物の融解温度が２２〜２７℃
である。 ９) 炭素原子数が３０から３５のｎ−パラフィンの融
解温度が６５.７〜７４.６℃である。 １０) 分子量公称６０００のポリエチレングリコール
の融解温度が６６℃で、融解熱が１９０ｋＪ／ｋｇであ
る。 １１) ステアリン酸の融解温度が７１℃で、融解熱が
２０３ｋＪ／ｋｇである。 １２) ビフェニルの融解温度が７１℃で、融解熱が１
１９ｋＪ／ｋｇである。
【００３４】このように構成した除湿空調システムの作
用について図２乃至３を参照して以下に説明する。図２
は本発明の第１の実施の形態の処理空気および潜熱蓄熱
材料および冷熱媒体およびヒートポンプ２００の作動温
度とエンタルピ変化の関係を示す図であり、図３は本発
明の第１の実施の形態の再生空気および潜熱蓄熱材料お
よび温熱媒体およびヒートポンプ２００の作動温度とエ
ンタルピ変化の関係を示す図である。なお、図２および
図３においては、作用を判り易く説明するため、潜熱蓄
熱材料の潜熱変化の温度をそれぞれの潜熱変化温度の中
間値で代表して、それぞれ低温用を１８℃、高温用を７
０℃として示すが、実用上は前記の範囲の温度幅で相変
化する材料を用いて差し支えなく、本発明の効果は得ら
れる。
【００３５】まず、深夜電力を利用した熱源機３００の
蓄熱運転時の作用について説明する。この運転形態で
は、ヒートポンプ２００を運転して前記３方弁３３１，
３３７を経路３３６と３３８が連通し、経路３３８と３
３２が連通するよう切り換え、３方弁３１１，３１７を
経路３１６と３１８が連通し、経路３１８と３１２が連
通するよう切り換えて、前記第２の冷熱媒体循環経路と
第２の温熱媒体循環経路を循環する経路を選択して熱移
送媒体を流動させる。そして圧縮機３６０、ポンプ３３
３とポンプ３１３を運転して、ポンプ３３３、経路３３
４、第１の蓄熱槽３３０、経路３３５、ヒートポンプ２
００の低熱源熱交換器（蒸発器）３４０、経路３３６、
３方弁３３７、経路３３８、３方弁３３１、経路３３２
とを循環する第２の冷熱媒体循環経路と、ポンプ３１
３、経路３１４、第２の蓄熱槽３１０、経路３１５、ヒ
ートポンプ２００の低熱源熱交換器（凝縮器）３２０、
経路３１６、３方弁３１７、経路３１８、３方弁３１
１、経路３１２を循環する第２の温熱媒体循環経路を作
動させる。
【００３６】この運転によってヒートポンプ２００は、
蒸発器３４０において第２の冷熱媒体経路の冷水を冷却
し、蒸発器３４０において冷却された冷水は低温蓄熱槽
３３０内の潜熱蓄熱材料を冷却し１８℃以下に温度が低
下する際に潜熱蓄熱材料を凝固させるとともに、凝縮器
３２０において第２の温熱媒体経路の温水を加熱し、凝
縮器３２０において加熱された温水は高温蓄熱槽３１０
内の潜熱蓄熱材料を加熱し７０℃以上に温度が上昇する
際に潜熱蓄熱材料を融解させる。このような潜熱蓄熱材
の相変化温度は、後述する通り、日中の空調運転条件か
ら、以下の様にして設定した。
【００３７】すなわち、この実施の形態では蓄熱槽によ
る処理空気の冷却量を全冷却量の半分とし、冷水の温度
変化を処理空気と同じ１４℃として、処理空気と熱交換
する冷水の温度変化を求めると、温度効率を約７５％、
冷水の出入口温度差を１４℃として、冷水は入口１４℃
で処理空気と熱交換して出口温度は２８℃となるため、
第１の蓄熱槽出口の冷水温度は、その中間の２１℃とな
る。このような冷却効果がある潜熱蓄熱材の相変化温度
を求めると、温度効率を約７５％、冷水の出入口温度差
を７℃として相変化温度を求め、１８℃と設定した。同
様に蓄熱槽による再生空気の加熱量を全加熱量の半分と
し、温水の温度変化を再生空気と同じ２０℃として、再
生空気と熱交換する温水の温度変化を求めると、温度効
率を約７５％、冷水の出入口温度差を２０℃として、温
水は入口５７℃で再生空気と熱交換して出口温度は７７
℃となるため、第２の蓄熱槽出口の温水温度は、その中
間の６７℃となる。このような加熱効果がある潜熱蓄熱
材の相変化温度を求めると、温度効率を約７５％、冷水
の出入口温度差を１０℃として相変化温度を求めて７０
℃と設定した。
【００３８】このように、１８℃の冷熱と７０℃の温熱
を同時に低温蓄熱槽３３０と高温蓄熱槽３１０に蓄える
が、この時に必要なヒートポンプ２００の蒸発温度は図
２に示すように、各熱交換器の温度効率を約７５％とし
て計算すると、第２の冷熱媒体経路（冷水系統）の蓄熱
槽出入口温度差を５℃とすると、蓄熱槽入口温度は１１
℃程度になり、蒸発温度は９℃程度になる。一方、ヒー
トポンプ２００の凝縮温度は図３に示すように、各熱交
換器の温度効率を約７５％として計算すると、第２の温
熱媒体経路（温水系統）の蓄熱槽出入口温度差を５℃と
すると、蓄熱槽入口温度は７７℃程度になり、凝縮温度
は７９℃程度になる。従って、第２のヒートポンプのサ
イクルの作動状態は蒸発温度が９℃、凝縮温度が７９℃
程度になり、温度リフトとしては７０℃で運転ができ
る。
【００３９】次に、日中に蓄熱を利用して除湿空調（所
謂冷房）運転を行なう場合の作用について説明する。こ
の運転に入る前には前記の蓄熱運転が行われ、第１の蓄
熱槽（低温蓄熱槽）３３０には１８℃で相変化する潜熱
を主体とする冷熱と、第２の蓄熱槽（高温蓄熱槽）３１
０には７０℃で相変化する潜熱を主体とする温熱が蓄え
られている。そして、この運転形態では、デシカント空
調機側の各送風機１０２、１４０を運転するとともに、
熱源機３００側では、ヒートポンプ２００の圧縮機３６
０を運転する一方、ポンプ３３３および３１３を運転し
て、熱源機３００と空調機を連結する２つの熱媒体経路
すなわちポンプ３３３、経路３３４、第１の蓄熱槽３３
０、経路３３５、ヒートポンプ２００の低熱源熱交換器
（蒸発器）３４０、経路３３６、３方弁３３７、経路１
１７、処理空気を冷却するための熱交換器１１５、経路
１１８、３方弁３３１、経路３３２とを循環する第１の
冷熱媒体循環経路と、ポンプ３１３、経路３１４、第２
の蓄熱槽３１０、経路３１５、ヒートポンプ２００の高
熱源熱交換器（凝縮器）３２０、経路３１６、３方弁３
１７、経路１２２、再生空気を加熱するための熱交換器
（加熱器）１２０、経路１２３、３方弁３１１、経路３
１２を循環する第１の温熱媒体循環経路のそれぞれに冷
温熱媒体を循環させる。
【００４０】この運転におけるヒートポンプ２００部分
のサイクルを次に説明する。冷媒は低熱源熱交換器（蒸
発器）３４０で第１の蓄熱槽３３０で冷却された冷水か
ら蒸発潜熱を奪って蒸発し、次に圧縮機２６０に吸引さ
れ圧縮され、次に高熱源熱交換器（凝縮器）３２０に流
入し冷媒の過熱蒸気の顕熱と凝縮潜熱を第２の蓄熱槽３
１０で加熱された後の温水に放出し、次に第１の膨張弁
３５０に至り、減圧膨張してエコノマイザ３７０に流入
し、自己蒸発して発生した蒸気を圧縮機３６０の中間段
に吸入させ、次に第２の膨張弁３５１に至りそこで減圧
膨張した後、蒸発器２４０に還流する。
【００４１】次に前述のように構成されたヒートポンプ
２００と蓄熱槽を熱源とする除湿空調装置の動作を図９
の湿り空気線図を参照して説明する。導入される還気
（処理空気：状態Ｋ）は経路１０７を経て送風機１０２
に吸引され昇圧されて経路１０８を経てデシカントロー
タ１０３の水分吸着工程を行う第１の区画に送られデシ
カントロータの吸湿剤で空気中の水分を吸着され絶対湿
度が低下するとともに吸着熱によって空気は温度上昇す
る（状態Ｌ）。湿度が下がり温度上昇した空気は経路１
０９を経て顕熱交換器１０４に送られ、再生空気と熱交
換して冷却される（状態Ｍ）。冷却された空気は経路１
１０を経て冷却器１１５に送られ熱源機３００からの冷
水によって冷却される（状態Ｎ）。冷却された処理空気
は加湿器１０５に送られ水噴射または気化式加湿によっ
て等エンタルピ過程で温度低下し（状態Ｐ）、経路１１
２を経て給気として空調空間に戻される。
【００４２】一方、デシカントロータの再生は次のよう
に行われる。再生空気として用いられる外気（状態Ｑ）
は経路１２４を経て送風機１４０に吸引され昇圧されて
顕熱熱交換器１０４に送られ、デシカントにより水分を
吸着された処理空気（状態Ｌ）を冷却して自らは温度上
昇し（状態Ｒ）、顕熱熱交換器１２１に送られ、デシカ
ント再生後の再生空気（状態Ｕ）と熱交換してさらに温
度上昇し（状態Ｒ）、経路１２６を経て加熱器１２０に
送られ熱源機３００からの温水によって加熱される（状
態Ｔ）。さらに凝縮器２２０を出た再生空気はデシカン
トロータ１０３の再生空気の再生工程を行う第２の区画
を通過してデシカントロータの水分を除去し再生作用を
行う（状態Ｕ）。デシカントロータ１０３を通過した再
生空気（状態Ｕ）は経路１２８を経て顕熱熱交換器１２
１に送られ、前記デシカント再生前の再生空気（状態
Ｒ）と熱交換して温度降下し（状態Ｖ）経路１２９を経
て排気として外部に捨てられる。
【００４３】このようにして、デシカントの再生と処理
空気の除湿、冷却をくりかえし行うことによって、デシ
カントによる空調を行うことができるが、本実施形態で
は、ヒートポンプ２００の低熱源によって冷却される前
の冷熱媒体を冷却する第１の蓄熱槽と、ヒートポンプ２
００の高熱源によって加熱される前の温熱媒体を加熱す
る第２の蓄熱槽を設けたことによって、ヒートポンプ２
００の温度リフトを上昇させることなく空調運転ができ
る効果が得られる。以下に図２および図３を参照して理
由を説明する。
【００４４】図２は蓄熱を利用して除湿空調（所謂冷
房）運転を行なう場合に、処理空気を３３℃から１９℃
まで冷却するために必要な低熱源の温度関係を示す図で
ある。処理空気は冷水によって冷却されるが、冷却に必
要な冷水はヒートポンプ２００の低熱源によって冷却さ
れる前に、蓄熱槽３３０において冷却される。この実施
の形態では蓄熱槽による処理空気の冷却量を全冷却量の
半分とし、冷水の温度変化を処理空気と同じ１４℃とし
て、処理空気と熱交換する冷水の温度変化を求めると、
温度効率を約７５％、冷水の出入口温度差を１４℃とし
て、冷水は入口１４℃で処理空気と熱交換し出口温度は
２８℃となるため、第１の蓄熱槽出口の冷水温度は２１
℃となる。このような冷却効果がある潜熱蓄熱材の相変
化温度を求めると、温度効率を約７５％、冷水の出入口
温度差を７℃として相変化温度は１８℃となる。すなわ
ち冷水は１８℃の潜熱蓄熱材を内蔵した第１の蓄熱槽か
ら２１℃で取り出して蒸発器３４０に送ることができ
る。次に蒸発器３４０において２１℃で流入する冷水と
熱交換する冷媒の蒸発温度を計算すると、温度効率を約
７５％、冷水の出入口温度差を７℃として、冷媒蒸発温
度は１１℃となる。すなわち蒸発温度１１℃でヒートポ
ンプ２００を運転することで、所要の除湿空調（冷房）
ができる。
【００４５】同様に、再生空気は温水によって加熱され
るが、加熱に必要な温水はヒートポンプ２００の高熱源
によって加熱される前に、蓄熱槽３１０において冷却さ
れる。この実施の形態では蓄熱槽による再生空気の加熱
量を全加熱量の半分とし、温水の温度変化を再生空気と
同じ２０℃として、再生空気と熱交換する温水の温度変
化を求めると、温度効率を約７５％、冷水の出入口温度
差を２０℃として、温水は入口５７℃で再生空気と熱交
換し出口温度は７７℃となるため、第２の蓄熱槽出口の
温水温度は６７℃となる。このような加熱効果がある潜
熱蓄熱材の相変化温度を求めると、温度効率を約７５
％、冷水の出入口温度差を１０℃として相変化温度は７
０℃となる。すなわち温水は７０℃の潜熱蓄熱材を内蔵
した第２の蓄熱槽から６７℃で取り出して凝縮器３２０
に送ることができる。次に凝縮器３２０において６７℃
で流入する温水と熱交換する冷媒の凝縮温度を計算する
と、温度効率を約７５％、温水の出入口温度差を１０℃
として、冷媒凝縮温度は８１℃となる。すなわち凝縮温
度８１℃でヒートポンプ２００を運転することで、所要
の除湿空調（冷房）ができる。
【００４６】従って、日中に蓄熱を利用して除湿空調
（所謂冷房）運転を行なう場合においても、第１のヒー
トポンプ２００のサイクルの作動状態は蒸発温度が１１
℃、凝縮温度が８１℃程度になり、温度リフトとしては
７０℃で運転ができる。このような条件では、ヒートポ
ンプ２００は冷媒をＲ１３４ａとして２段エコノマイザ
サイクルを用いた場合動作係数は２.０程度となるが、
ヒートポンプ２００からの出熱も再生空気の加熱に利用
するため、従来のエアコンよりも省エネルギになる。以
下に理由を説明する。
【００４７】いま圧縮機の入力を１.０とすると、ヒー
トポンプで２.０の冷房効果が得ら、同時に３.０の熱量
で再生空気を加熱することができる。図７に示した所謂
デシカント空調機の動作係数は再生温度と気象条件によ
り変化するが、本実施形態のように再生空気温度を７０
℃とした場合、デシカント空調機の動作係数は０.５〜
０.８が得られる。仮にデシカント空調機の動作係数を
０.５とした場合でも、０.５×３.０＝１.５の冷房効果
が得られる。従って総合冷房効果は、前記ヒートポンプ
の冷房効果２.０＋デシカント空調機の冷房効果１.５＝
総合冷房効果３.５となって、動作係数としても３.５が
得られ、従来のエアコンの平均的な値である２.９より
も１７％省エネルギになる。さらに、安価な深夜電力を
使用できることでランニングコストを大幅に節約するこ
とができる。
【００４８】このように、本発明によれば、深夜電力を
利用した蓄熱運転においても、日中に蓄熱を利用して除
湿空調（所謂冷房）運転を行なう場合においても、ヒー
トポンプの温度リフトを図８の実施の形態（８６℃）に
比べて、大幅に少ない値（夜間蓄熱運転時：７０℃、日
中空調運転時：７０℃）で運転できて省エネルギ化でき
る。さらに、従来実現できなかった、夜間に冷熱と温熱
を同時に蓄熱して、外気に一切熱を放出せず、夜間の熱
汚染すなわち都市のヒートアイランド化を防止する効果
も得られる。
【００４９】なお、本実施形態では、蓄熱用のヒートポ
ンプも日中運転用のヒートポンプも同じ蒸気圧縮式ヒー
トポンプを用いる事例を示したが、安価な深夜電力を使
用するため、効率は低いが静粛な運転が可能なペルチェ
素子を用いるヒートポンプを蓄熱用のヒートポンプとし
て用いても差し支えない。
【００５０】図４は本発明の第２の実施の形態である除
湿空調システムの基本構成を示す図である。本実施形態
では、ヒートポンプを、圧縮機３６０Ａ、凝縮器３２０
Ａ、膨張弁３５０Ａ、蒸発器３４０Ａによって構成され
る第１の蒸気圧縮式ヒートポンプ２００Ａのサイクル
と、圧縮機３６０Ｂ、凝縮器３２０Ｂ、膨張弁３５０
Ｂ、蒸発器３４０Ｂによって構成される第２の蒸気圧縮
式ヒートポンプ２００Ｂのサイクルの複数のサイクルで
構成し、冷熱媒体循環経路で下流となる低熱源熱交換器
（蒸発器）３４０Ｂを有するヒートポンプ２００Ｂの高
熱源熱交換器（凝縮器）３２０Ｂが温熱媒体循環経路で
もう一方、の高熱源３２０Ａよりも上流となるよう、冷
熱媒体循環経路および温熱媒体循環経路を構成したもの
で、蓄熱運転時の作用と、日中運転時の作用について
は、前記第１の実施の形態と大略同じであるため詳細な
説明を省略するが、本実施形態では、第１および第２の
ヒートポンプ２００Ａ，２００Ｂの温度リフトを少なく
することによって、さらに省エネルギ化できる効果があ
る。以下に図５乃至６を参照して理由を説明する。
【００５１】図５は本発明の第２の実施の形態の処理空
気および潜熱蓄熱材料および冷熱媒体およびヒートポン
プの作動温度とエンタルピ変化の関係を示す図であり、
図６は本発明の第２の実施の形態の再生空気および潜熱
蓄熱材料および温熱媒体およびヒートポンプの作動温度
とエンタルピ変化の関係を示す図である。図５におい
て、ヒートポンプの冷却過程を２つの蒸発器に分割した
ことにより、蓄熱運転時のヒートポンプの蒸発温度は第
１のヒートポンプ２００Ａが９℃、第２のヒートポンプ
２００Ｂが１２℃となり、図６において、ヒートポンプ
の加熱過程を２つの凝縮器に分割したことにより、蓄熱
運転時のヒートポンプの凝縮温度は第１のヒートポンプ
２００Ａが７６℃、第２のヒートポンプ２００Ｂが７
８.５℃となり、温度リフトは第１のヒートポンプ２０
０Ａが６７℃、第２のヒートポンプ２００Ｂが６６.５
℃となる。
【００５２】一方、日中運転時には、図５からヒートポ
ンプの蒸発温度は第１のヒートポンプ２００Ａが１２.
５℃、第２のヒートポンプ２００Ｂが１６℃となり、図
６において、凝縮温度は第１のヒートポンプ２００Ａが
７４℃、第２のヒートポンプ２００Ｂが７９℃となり、
温度リフトは第１のヒートポンプ２００Ａが６１.５
℃、第２のヒートポンプ２００Ｂが６３℃となる。
【００５３】このように、デシカント空調装置の処理空
気および再生空気の冷却・加熱時の温度変化が顕熱変化
で温度変化が大きいことを利用して、ヒートポンプを複
数のヒートポンプサイクルに分割して、温度が低い低熱
源と温度が低い高熱源を組合わせてサイクルを構成し、
温度が高い低熱源と温度が高い高熱源を組合わせてそれ
ぞれサイクルを構成することによって、各ヒートポンプ
の温度リフトを低減して、省エネルギ化が図れる。すな
わち、第１の実施の形態よりも温度リフトを、蓄熱運転
時で５％、日中運転時で１１％少なくできて、さらに省
エネルギ化が図れる。なお、ヒートポンプを２つ以上の
サイクルで構成し、それぞれの低熱源および高熱源をそ
れぞれ冷熱媒体経路内および温熱媒体経路内において流
れ方向に対して順逆となるように配置しても差し支えな
く、更に温度リフトを少なくできる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蒸
気圧縮式ヒートポンプサイクルを形成するヒートポンプ
を有し、デシカントにより水分を吸着されたのち第１の
ヒートポンプの低熱源によって冷却される処理空気の経
路と、第１のヒートポンプの高熱源によって加熱された
のち水分吸着後のデシカント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の経路を有し、デシカ
ントを処理空気と再生空気が交互に流通するようにした
除湿空調システムに、ヒートポンプの低熱源によって処
理空気を冷却するための冷熱媒体循環経路を設けるとと
もに、ヒートポンプの高熱源によって再生空気を加熱す
るための温熱媒体循環経路を設け、ヒートポンプの低熱
源によって冷却される前の冷熱媒体を冷却する第１の蓄
熱槽と、ヒートポンプの高熱源によって加熱される前の
温熱媒体を加熱する第２の蓄熱槽を設け、第１の蓄熱槽
を低熱源とし、該第２の蓄熱槽を高熱源として作動する
ヒートポンプによって、第１および第２の蓄熱槽に蓄熱
することによって、電動式ヒートポンプを熱源とするデ
シカント空調システムに蓄熱槽の併設を可能にし、安価
な深夜電力の利用を可能にし、かつ蓄熱運転においても
蓄熱を利用した除湿空調運転においても熱源となるヒー
トポンプの温度リフトを低く抑えて成績係数を高め、空
調システム全体のエネルギ効率を高めることによって、
運転コストが安く、しかも日中の電力消費が少なく、し
かも夜間蓄熱運転中の外気への放熱が最小になる除湿空
調システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である除湿空調シス
テムの基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の処理空気、潜熱蓄
熱材料、冷熱媒体およびヒートポンプの作動温度とエン
タルピ変化の関係を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の再生空気、潜熱蓄
熱材料、温熱媒体およびヒートポンプの作動温度とエン
タルピ変化の関係を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態である除湿空調シス
テムの基本構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の処理空気、潜熱蓄
熱材料、冷熱媒体およびヒートポンプの作動温度とエン
タルピ変化の関係を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の再生空気、潜熱蓄
熱材料、温熱媒体およびヒートポンプの作動温度とエン
タルピ変化の関係を示す図である。
【図７】従来のデシカント空調機と組合せた空調システ
ムの例である。
【図８】熱源機とデシカント空調機を結合した空調装置
を示す図である。
【図９】ヒートポンプと蓄熱装置を熱源とする除湿空調
装置の動作を示す湿り空気線図である。
【図１０】低熱源の温度関係を示す図である。
【図１１】再生空気を５０℃から７０℃まで昇温するた
めに必要な熱源の温度関係を示す図である。
【符号の説明】
１０３ デシカント ２００ ヒートポンプ ２００Ａ 第１のヒートポンプ ２００Ｂ 第２のヒートポンプ ３１０ 第２の蓄熱槽（高温蓄熱槽） ３２０ 高熱源熱交換器（凝縮器） ３３０ 第１の蓄熱槽（低温蓄熱槽） ３４０ 低熱源熱交換器（蒸発器） Ａ 処理空気経路 Ｂ 再生空気経路

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 蒸気圧縮式ヒートポンプサイクルを形成
    するヒートポンプを有し、デシカントにより水分を吸着
    されたのち該ヒートポンプの低熱源によって冷却される
    処理空気の経路と、該ヒートポンプの高熱源によって加
    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の経路を
    有し、デシカントを処理空気と再生空気が交互に流通す
    るようにした除湿空調システムにおいて、 前記ヒートポンプの低熱源によって処理空気を冷却する
    ための冷熱媒体循環経路を設けるとともに、前記ヒート
    ポンプの高熱源によって再生空気を加熱するための温熱
    媒体循環経路を設け、前記ヒートポンプの低熱源によっ
    て冷却される前の冷熱媒体を冷却する第１の蓄熱装置
    と、ヒートポンプの高熱源によって加熱される前の温熱
    媒体を加熱する第２の蓄熱装置を設け、該第１の蓄熱装
    置を低熱源とし、該第２の蓄熱装置を高熱源として作動
    するヒートポンプによって、第１および第２の蓄熱装置
    に蓄熱するように構成したことを特徴とする除湿空調シ
    ステム。
  2. 【請求項２】 第１の蓄熱装置とヒートポンプの低熱源
    熱交換器と処理空気を冷却するための熱交換器とを循環
    する第１の冷熱媒体循環経路と、第１の蓄熱装置とヒー
    トポンプの低熱源熱交換器とを循環する第２の冷熱媒体
    循環経路を設けて、第１の冷熱媒体循環経路と第２の冷
    熱媒体循環経路を選択的に切り換え可能にするととも
    に、第２の蓄熱装置とヒートポンプの高熱源熱交換器と
    再生空気を加熱するための熱交換器とを循環する第１の
    温熱媒体循環経路と、第２の蓄熱装置とヒートポンプの
    高熱源熱交換器とを循環する第２の温熱媒体循環経路を
    設けて、第１の温熱媒体循環経路と第２の温熱媒体循環
    経路を選択的に切り換え可能に構成したことを特徴とす
    る請求項１に記載の除湿空調システム。
  3. 【請求項３】 前記ヒートポンプを第１のサイクルと第
    ２のサイクルとを含んで構成し、冷熱媒体循環経路で前
    記第１のサイクルの低熱源よりも下流となる低熱源を有
    する前記第２のサイクルの高熱源が温熱媒体循環経路で
    前記第１のサイクルの高熱源よりも上流となるよう、前
    記冷熱媒体循環経路および前記温熱媒体循環経路を構成
    したことを特徴とする請求項１又は２に記載の除湿空調
    システム。
  4. 【請求項４】 ヒートポンプを２つ以上のサイクルで構
    成し、それぞれの低熱源および高熱源をそれぞれ冷熱媒
    体経路内および温熱媒体経路内において流れ方向に対し
    て順逆となるように配置したことを特徴とする請求項１
    又は２に記載の除湿空調システム。
  5. 【請求項５】 第１の蓄熱装置に１３乃至２３℃で潜熱
    変化する潜熱蓄熱材料を内蔵することを特徴とする請求
    項１乃至４のいずれかに記載の除湿空調システム。
  6. 【請求項６】 第２の蓄熱装置に６５乃至７５℃で潜熱
    変化する潜熱蓄熱材料を内蔵することを特徴とする請求
    項１乃至５のいずれかに記載の除湿空調システム。
  7. 【請求項７】 第１の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、
    パラフィン系ｎ−ヘキサデカン（ｎ−Ｈｅｘａｄｅｃａ
    ｎｅ：Ｃ１６Ｈ３４）、少なくとも酢酸カリウムを溶質
    とする水溶液、少なくとも塩化カルシウム６水塩と塩化
    マグネシウム６水塩と臭化マグネシウム６水塩を含む混
    合物、少なくとも塩化カルシウム６水塩と硝酸ニッケル
    ６水塩を含む混合物、少なくとも塩化カルシウム６水塩
    と硝酸第２鉄９水塩を含む混合物、少なくともリン酸水
    素２ナトリウム１２水塩を含む混合物、少なくとも硫酸
    ナトリウム１０水塩と炭酸ナトリウムを含む混合物、又
    は少なくとも硫酸ナトリウム１０水塩とカルバミン酸ア
    ンモニウムを含む混合物から選択された材料を用いたこ
    とを特徴とする請求項５又は６に記載の除湿空調システ
    ム。
  8. 【請求項８】 第２の蓄熱装置に潜熱蓄熱材料として、
    炭素原子数が３０から３５のｎ−パラフィン、分子量５
    ４００乃至６６００のポリエチレングリコール、ステア
    リン酸、又はビフェニルから選択された材料を用いたこ
    とを特徴とする請求項５又は６に記載の除湿空調システ
    ム。
  9. 【請求項９】 蓄熱を放出する運転の際は、前記第１の
    冷熱媒体循環経路と第１の温熱媒体循環経路を循環する
    経路を選択し、蓄熱する運転の際は、前記第２の冷熱媒
    体循環経路と第２の温熱媒体循環経路を循環する経路を
    選択して熱移送媒体を流動させることを特徴とする請求
    項２に記載の除湿空調システムの運転 方法。
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