JP4296187B2 - Desiccant air conditioner - Google Patents
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Description
本発明はデシカント空調機に関するものである。 The present invention relates to a desiccant air conditioner.
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。 A dehumidifier using a desiccant rotor that brings air into contact with an adsorption dehumidifier such as silica gel or zeolite and adsorbs and dehumidifies moisture in the air is used for cold aisle prevention such as a freezer showcase. This dehumidifier has a first air supply passage, a second air supply passage, a desiccant rotor, an air supply side heat exchanger for refrigerant-air heat exchange, and an air heat source heat pump having a heat source side heat exchanger. An air supply side heat exchanger is disposed on the air inlet side of the desiccant rotor in the first air passage, and a heat source side heat exchanger is disposed on the air inlet side of the desiccant rotor in the second air passage. is there.
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。 A heat source and a heat exchange coil are provided separately from the dehumidifier to adjust the temperature of the supply air. For this reason, there is a problem that equipment costs and operation costs are required. Further, with only one heat pump, there is a problem that the air outlet temperature at the time of refrigerant condensation in the heat source side heat exchanger is low, the drying / regeneration of the adsorption dehumidifier of the desiccant rotor becomes insufficient, and the dehumidifying capacity is lowered.
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。 In order to solve the above-described problems, the present invention is configured to adsorb and dehumidify the first air supply passage for air supply, the second air supply passage, and the air blown from the first air supply passage with an adsorption dehumidifying agent and the second air supply passage. A desiccant rotor that dries and regenerates the adsorption and dehumidifying agent with the blast air, and a first and second heat pumps that can freely switch between cooling and heating of the blast air. Distributing the air supply side heat exchanger of the first heat pump and the air supply side heat exchanger of the second heat pump to the air inlet side and the air outlet side of the desiccant rotor, and the desiccant in the second air passage The most important feature is that a heat source side heat exchanger shared by the first heat pump and the second heat pump is arranged on the air inlet side of the rotor.
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。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。第1ヒートポンプと第2ヒートポンプの能力(冷媒凝縮温度等)に差が生じても熱源側熱交換器での熱交換ムラが無くなり効率化と安定化を図れる。
請求項2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。
According to the first aspect of the present invention, the temperature and humidity control range for air conditioning is wide, and a separate heat source and coil are not required, so that cost can be reduced and not only cold aisle measures but also various air conditioning can be used. Can be used. Since the heat source side heat exchangers of the first and second heat pumps are shared, the number of parts can be reduced and the size can be reduced. Since the fin group of the heat source side heat exchanger is shared, the heat transfer area is increased, and the heat exchanging capacity is increased even when only one of the first and second heat pumps is operated. In addition to the synergistic effect of the capacity of the two heat pumps, the refrigerant temperature increases toward the air outlet, so the air outlet temperature during refrigerant condensation in the heat source side heat exchanger increases, and the desiccant rotor is adsorbed. Insufficient drying / regeneration of the dehumidifying agent is resolved, and the dehumidifying capacity can be stabilized and improved. Even if the first heat pump and the second heat pump have different capacities (refrigerant condensation temperature, etc.), there is no uneven heat exchange in the heat source side heat exchanger, and efficiency and stabilization can be achieved.
According to the invention of
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。
1 to 3 show an embodiment of a desiccant air conditioner according to the present invention. The desiccant air conditioner includes a first air passage A for air supply, a second air passage B, and a second air passage B in the
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。
In the first air passage A, the air supply
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。
The first heat pump C repeats the evaporating, compressing, condensing and expanding steps in order for the circulating refrigerant, and performs heat absorption in the refrigerant condensing step for heat exchange with the circulating refrigerant in the refrigerant condensing step. Thus, the supply-
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。
The second heat pump D also repeats the steps of evaporation, compression, condensation, and expansion with respect to the circulating refrigerant, and performs heat absorption in the refrigerant evaporation step on the heat that is exchanged with the circulating refrigerant in the refrigerant condensation step. Thus, the supply-
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。
The heat source
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。
The air inlet and the air outlet of the first air passage A and the second air passage B are communicated with an air-conditioned space such as a room or the outside through a duct or the like. In this desiccant air conditioner, the first and second heat pumps C and D, the air supply side blower 4 and the heat source are set in accordance with the air temperature and humidity at the entrance and exit of the first air passage A so that the desired air supply humidity is obtained. Control means (not shown) for controlling the capacity of each of the side blower 5 and the
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。
For example, in order to supply low-humidity air, when the humidity of the inlet air or the outlet air of the first air passage A is high with respect to the desired air temperature and humidity, the air is cooled by the air supply
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。
In addition, this invention is not limited to the said Example, A design change is free in the range which does not deviate from the summary of this invention, For example, the structure of the 1st and 2nd heat pumps C and D, a control means, the
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
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