JPH09196499A - ヒートポンプ - Google Patents

ヒートポンプ

Info

Publication number
JPH09196499A
JPH09196499A JP468196A JP468196A JPH09196499A JP H09196499 A JPH09196499 A JP H09196499A JP 468196 A JP468196 A JP 468196A JP 468196 A JP468196 A JP 468196A JP H09196499 A JPH09196499 A JP H09196499A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
path
air
regenerator
compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP468196A
Other languages
English (en)
Inventor
Kensaku Maeda
田 健 作 前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebara Corp filed Critical Ebara Corp
Priority to JP468196A priority Critical patent/JPH09196499A/ja
Priority to US08/783,042 priority patent/US5791157A/en
Priority to CNA2004100301908A priority patent/CN1536280A/zh
Priority to CNB971004250A priority patent/CN1172127C/zh
Publication of JPH09196499A publication Critical patent/JPH09196499A/ja
Priority to US09/057,588 priority patent/US5966955A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
    • F24F3/1423—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
    • F24F3/1417—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with liquid hygroscopic desiccants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1016—Rotary wheel combined with another type of cooling principle, e.g. compression cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1028—Rotary wheel combined with a spraying device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1032—Desiccant wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
    • F24F2203/10—Rotary wheel
    • F24F2203/1056—Rotary wheel comprising a reheater

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Central Air Conditioning (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッドヒートポンプの吸収媒体の濃度
を適正に保ち、動作を安定させること。 【解決手段】 吸収器（１）と再生器（２）と圧縮機
（７）とを有し、吸収器（１）と再生器（２）との間を
循環する吸収媒体の経路（２５、２６、２１、２２、２
３、２４）および再生器（２）の冷媒蒸気を圧縮機
（７）で圧縮して吸収器（１）に移送する冷媒の経路
（４０、４１、４２）を有するヒートポンプにおいて、
前記再生器内の吸収媒体と熱交換関係にある凝縮器
（４）を設け、前記圧縮機（７）で圧縮した冷媒蒸気を
該凝縮器（４）に導き（４３）凝縮した冷媒を貯蔵する
ことによって、吸収媒体の濃度を調整するよう構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプに係
り、特にデシカント式空調システム用の熱源機として使
用するヒートポンプ（冷凍機を含む）に関する。
【０００２】
【従来の技術】デシカント式空調装置は米国特許第２，
７００，５３７号明細書に記載されている。この公知例
に示されたデシカント式空調装置では、デシカント（吸
湿剤）の再生のための熱源として、１００〜１５０℃程
度の温度の熱源を必要とし、もっぱら電気ヒータやボイ
ラが熱源として用いられていた。最近になってデシカン
トの改良により、６０〜８０℃の温度でもデシカントの
再生ができるデシカント空調装置が開発され、温度の低
い熱源で運転が可能になって、デシカントの再生および
処理空気の冷却用に電動式の蒸気圧縮式ヒートポンプ
（冷凍機を含む）を組合せたデシカント式空調装置が開
発されるようになった。
【０００３】図４は公知の電動式の蒸気圧縮式ヒートポ
ンプまたは冷凍機を組合せたデシカント式空調装置の一
例を示し、図５は図４の例の空調機の運転状態を示した
モリエル線図である。図４の図中符号１０１は空調空
間、１０２は送風機、１０３は処理空気および再生空気
と選択的に接することができるデシカント材を内包した
デシカントロータ、１０４は顕熱熱交換器、１０５は加
湿器、１０６は加湿器の給水配管、１０７〜１１３は処
理空気の空気通路、１４０は再生空気の送風機、２２０
は凝縮器で冷媒と再生空気の熱交換器（加熱器）、１２
１は顕熱熱交換器、１２４〜１３０は再生空気の空気通
路、２０１〜２０４は冷媒経路、２４０は蒸発器で冷媒
と再生空気の熱交換器（冷却器）、２５０は膨張弁、２
６０は圧縮機である。また図中、丸で囲ったアルファベ
ットＫ〜Ｖは、図５と対応する空気の状態を示す記号で
あり、ＳＡは給気を、ＲＡは還気を、ＯＡは外気を、Ｅ
Ｘは排気を表わす。
【０００４】この公知例の作用について説明すると、図
４において、空調される室内１０１の空気（処理空気）
は経路１０７を経て送風機１０２に吸引され昇圧されて
経路１０８をへ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で空気中の水分を吸着され絶対湿
度が低下する。また吸着の際、吸着熱によって空気は温
度上昇する。湿度が下がり温度上昇した空気は経路１０
９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。冷却された空気は経路１１０
を経て冷却器２４０に送られ冷凍機の作用によって冷却
され、経路１１２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
経路１１３を経て空調空間１０１に戻される。
【０００５】デシカントはこの過程で水分を吸着したた
め、再生が必要で、この例では外気を用いて次のように
行われる。外気（ＯＡ）は経路１２４を経て送風機１４
０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。さらに顕熱熱交換器１２１
を出た再生空気は経路１２６を経て加熱器２２０に流入
し冷凍機の凝縮熱によって加熱され６０〜８０℃まで温
度上昇し、相対湿度が低下する。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
ロータの水分を除去する。デシカントロータ１０３を通
過した再生空気は経路１２９を経て顕熱熱交換器１２１
に流入し、再生前の再生空気の余熱を行ったのち経路１
３０を経て排気として外部に捨てられる。
【０００６】これまでの過程をモリエル線図を用いて説
明すると、図５において、空調される室内１０１の空気
（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をへてデシカントロー
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）。冷却された空気は経路１１０を経て冷却器２４０
に送られ冷凍機の作用によって冷却され（状態Ｎ）、経
路１１２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１１３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（Ｋ）と給気（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１０１
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。外気（ＯＡ：状態Ｑ）は経路１２４を経て送風機
１３０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）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）。
【０００７】さらに顕熱熱交換器１２１を出た再生空気
は経路１２６を経て加熱器２２０に流入しヒートポンプ
の凝縮熱によって加熱され６０〜８０℃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除去する（状態Ｕ）。デシカントロ
ータ１０３を通過した再生空気は経路１２７を経て顕熱
熱交換器１２１に流入し、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が行われていた。
【０００８】このように構成されたデシカント空調で
は、組み合わされる蒸気圧縮冷凍サイクルには８０℃程
度の凝縮温度が要求される。近年になって蒸気圧縮冷凍
サイクルの冷媒に従来のフロン系を使用せず自然環境に
対する影響が少ないアンモニア等の自然冷媒を使用する
ことが望まれるようになったが、アンモニアでこのよう
な凝縮温度を満たそうとすると圧力が異常に高くなり、
装置が高価になる欠点があった。
【０００９】それに対する対策として発明者は、図６に
示すような吸収溶液サイクルに圧縮機を組合わせた所謂
ハイブリッドヒートポンプで水を吸収剤としアンモニア
を冷媒とするものを冷凍サイクルに応用することに着目
した。
【００１０】しかし該ハイブリッドヒートポンプによれ
ば冷凍サイクルの作動圧力は大幅に低下し従来から市販
されている空調用エアコン並みにすることはできるが、
溶液の濃度調整を正確に行う必要があることが判明し
た。以下に図６乃至図７を用いて説明する。
【００１１】図６はハイブリッドヒートポンプの基本構
成を示す図であり、図７は水を吸収媒体としアンモニア
を冷媒とするハイブリッドヒートポンプの作動を示すデ
ューリング線図である。これらの図において横軸は吸収
媒体（以下吸収溶液と記述する）温度を示し、縦軸は冷
媒圧力を示す。図６において、ハイブリッドヒートポン
プは冷媒蒸気を吸収溶液で吸収する吸収器１と冷媒蒸気
を吸収溶液から分離する再生器２と冷媒蒸気を圧縮する
圧縮機７を有し、該吸収器１と該再生器２との間を循環
する吸収溶液の循環経路２１、２３、２４、２５、２６
および再生器２の冷媒蒸気を圧縮機７で圧縮して吸収器
に移送する冷媒の経路４０、４１を有するヒートポンプ
であり、再生器２を出る溶液は経路２１を経てポンプ６
に吸い込まれて昇圧され、経路２３を経て熱交換器５で
吸収器１からの戻り溶液と熱交換して、経路２４を経て
吸収器１に流入する。
【００１２】吸収器１では圧縮機からの冷媒蒸気（アン
モニア）を吸収して溶液濃度が薄くなるとともに吸収熱
を伝熱管３０を介して温熱媒体（温水）に放出した後、
経路２５を経て熱交換器５に至り、再生器からの濃溶液
と熱交換し経路２６を経て再生器２に戻る。再生器２で
は圧縮機７の吸引作用を受けて伝熱管３２を介して再生
熱を冷熱媒体（冷水）から熱を奪って冷媒（アンモニ
ア）を発生させる。このようにして溶液は循環経路を循
環する。圧縮機７は再生器２から冷媒蒸気を、経路４０
を経て吸引し圧縮した後、経路４１を経て吸収器１に送
る。
【００１３】このようなハイブリッドヒートポンプの作
動をデューリング線図で説明すると、図７において、再
生器２を出る溶液（状態Ｃ）はポンプ６に吸い込まれ昇
圧されて熱交換器５で吸収器１からの戻り溶液と熱交換
（状態Ｄ）し吸収器１に流入する。吸収器１では圧縮機
からの冷媒蒸気（アンモニア）を吸収して溶液濃度が薄
くなるとともに吸収熱を伝熱管３０を介して温熱媒体
（温水）に放出した後（状態Ａ）、熱交換器５に至り、
再生器からの濃溶液と熱交換し（状態Ｂ）て再生器２に
戻る。再生器２では圧縮機７の吸引作用を受けて冷媒
（アンモニア）を発生させ冷媒濃度が減少して吸収溶液
濃度は増加する。このようにして溶液は循環経路を循環
して溶液のサイクルを形成する。圧縮機７は再生器２か
ら冷媒蒸気（状態Ｅ）を、吸引し圧縮した後（状態
Ｆ）、吸収器１に送る。図６中の数値で示した濃度は吸
収溶液の冷媒濃度を示す。
【００１４】本発明の対象とするデシカント空調では冷
水として１５℃程度の温度と、温水として７５℃程度の
温度が必要で、従って伝熱のための温度差を考慮する
と、再生温度としては１０℃程度の温度が必要であり、
吸収温度としては８０℃程度が必要である。これらを達
成するサイクルの例を図７中の太い線ＡＢＣＤＥＦで示
す。デューリング線図上ではこのサイクルは吸収器出口
のＡ点が８０℃の点線上で、再生器出口のＣ点が１０℃
の点線上にくることによって、吸収器から７５℃程度の
温水が取れるとともに再生器から１５℃程度の冷水が取
り出せる。
【００１５】しかし図７に細線で示したサイクルａｂｃ
ｄｅｆでもこの条件を満たすことが判り、このようなサ
イクルは無限に存在する。これらの違いは、サイクルの
作動圧力と溶液の冷媒濃度の選択によって生じるが圧力
は任意に設定することはできないので、実際にヒートポ
ンプを作動させる場合には吸収溶液の濃度によって作動
圧力が決定される。吸収溶液の濃度は所謂吸収冷凍サイ
クルでは冷媒が液体の形で分離され、蒸発器中に蓄積さ
れることで吸収溶液の濃度は調整されているが、このハ
イブリッドサイクルでは冷媒が蒸気の状態で吸収溶液か
らの分離と吸収がなされ、液体の状態で蓄積されないの
で、溶液の濃度を調整することが出来ない。
【００１６】従って運転前に注入された吸収溶液の濃度
でサイクルの作動圧力が決定されることになる。従っ
て、ヒートポンプを運転した場合、もし注入溶液が薄い
（冷媒濃度が濃い）場合にはサイクルは高圧側に移行し
てしまい、圧縮機の吸い込む冷媒の密度が大きくなって
圧縮機の過負荷を引き起こす恐れがあり、また逆に、も
し注入溶液が濃い（冷媒濃度が薄い）場合にはサイクル
は低圧側に移行してしまい、圧縮機の吸い込む冷媒の密
度が小さくなって能力が不足する事態が発生する。した
がってこのようなハイブリッドヒートポンプを使用する
場合には吸収溶液の濃度調整機構が必要である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した点に
鑑みてなされたもので、ハイブリッドヒートポンプの吸
収媒体の濃度を適正に保ち、ハイブリッドヒートポンプ
の作動圧力を安定させることによって、信頼性が高いハ
イブリッドヒートポンプを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、吸収器
と再生器と圧縮機とを有し、吸収器と再生器との間を循
環する吸収媒体の経路および再生器の冷媒蒸気を圧縮機
で圧縮して吸収器に移送する冷媒の経路を有するヒート
ポンプにおいて、前記再生器内の吸収媒体と熱交換関係
にある凝縮器を設け、前記圧縮機で圧縮した冷媒蒸気を
該凝縮器に導き凝縮した冷媒を貯蔵することによって、
吸収媒体の濃度を調整するよう構成されている。
【００１９】さらに本発明によれば、冷媒蒸気を吸収媒
体で吸収する吸収器と冷媒蒸気を吸収媒体から分離する
再生器と冷媒蒸気を圧縮する圧縮機とを有し、該吸収器
と該再生器との間を循環する吸収媒体の循環経路および
再生器の冷媒蒸気を圧縮機で圧縮して吸収器に移送する
冷媒の経路を有するヒートポンプにおいて、前記再生器
内の吸収媒体と熱交換関係にある凝縮器を設け、前記圧
縮機で圧縮した冷媒蒸気を該凝縮器に導き凝縮した冷媒
を貯蔵する貯蔵空間を設けるとともに、該貯蔵空間の冷
媒を吸収媒体と混合させるための経路を設け、選択的
に、該貯蔵空間に冷媒を貯蔵することによって吸収媒体
を濃縮するか、または該空間に貯蔵した冷媒を吸収媒体
に混合し吸収溶液の濃度を希釈することによって、吸収
媒体の濃度を調整するよう構成されている。
【００２０】そして本発明では、前記圧縮機から前記吸
収器に至る経路中に圧縮した冷媒を選択的に前記凝縮器
に送る切換弁を設け、前記圧縮機で圧縮した冷媒蒸気を
選択的に該凝縮器に導き凝縮させるよう構成してある。
【００２１】前述のように構成することによって、選択
的に、冷媒を貯蔵することによって吸収媒体を濃縮する
か、または貯蔵した冷媒を吸収媒体に混合し吸収媒体の
濃度を希釈することで、吸収媒体の濃度を調整すること
ができるため、作動圧力が安定し、信頼性が高く作動範
囲が広く、かつ水アンモニア系の吸収作動媒体が使用可
能となるため、環境に対する影響が少ない自然冷媒を使
用したハイブリッドヒートポンプを提供することができ
る。特に本発明はデシカント空調システムに対して好適
に実施することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るヒートポンプ
の一実施例を図１乃至図２を参照して説明する。
【００２３】図１は本発明に係るヒートポンプの基本構
成を示す図であり、図２は図１のヒートポンプと組合わ
せるデシカント空調機の基本構成を示す図である。図１
において、本発明を実施したヒートポンプは冷媒蒸気を
吸収溶液で吸収する吸収器１と冷媒蒸気を吸収溶液から
分離する再生器２と冷媒蒸気を圧縮する圧縮機７を有
し、該吸収器１と該再生器２との間を循環する吸収溶液
の循環経路２１、２２、２３、２４、２５、２６および
再生器２の冷媒蒸気を圧縮機７で圧縮して吸収器１に移
送する冷媒の経路４０、４１、４２を有する所謂ハイブ
リッドヒートポンプで、前記再生器２の溶液と熱交換関
係にある凝縮器４を設け、前記圧縮機７で圧縮した冷媒
蒸気を経路４１から３方弁５３で分岐して経路４３によ
って該凝縮器４に導き凝縮した冷媒を貯蔵する空間１４
および凝縮器４から該貯蔵空間１４に冷媒を導く経路４
４を設けるとともに、該貯蔵空間１４の冷媒を吸収溶液
と混合させるための経路４５を及び弁５２を設け、選択
的に、該空間１４に冷媒を貯蔵することによって吸収溶
液を濃縮するか、または該空間１４に貯蔵した冷媒を吸
収溶液に混合し吸収溶液の濃度を希釈することができる
よう構成する。
【００２４】上述のように構成された本発明を実施した
ヒートポンプのサイクルを次に説明する。まず冷水と温
水を製造する通常の運転では３方弁５３の経路４３側は
閉じており、経路４１と経路４２が連通するよう設定す
る。この場合にはつぎの通り従来のハイブリッドヒート
ポンプと同じ作用をなす。再生器２を出る溶液は経路２
１、２２を経てポンプ６に吸い込まれて昇圧され、経路
２３を経て熱交換器５で吸収器１からの戻り溶液と熱交
換して、経路２４を経て吸収器１に流入する。吸収器１
では圧縮機からの冷媒蒸気（アンモニア）を吸収して溶
液濃度が薄くなる（冷媒濃度が濃くなる）とともに吸収
熱を伝熱管３０を介して温熱媒体（温水）に放出した
後、経路２５を経て熱交換器５に至り、再生器からの濃
溶液と熱交換し経路２６を経て再生器２に戻る。再生器
２では圧縮機７の吸引作用を受けて伝熱管３２を介して
再生熱を冷熱媒体（冷水）から奪って冷媒（アンモニ
ア）を発生させる。このように溶液は循環経路を循環す
る。圧縮機７は再生器２から冷媒蒸気を、経路４０を経
て吸引し圧縮した後、経路４１、４２を経て吸収器１に
送る。このようにして圧縮機を運転することによって吸
収器１からは温水が、再生器２からは冷水を取り出すこ
とができ、これらの冷水、温水はそれぞれ冷水経路の出
入口６０、６１、温水経路の出入口８０、８１を介して
図２に示すデシカント空調機に送られる。
【００２５】図２のデシカント空調機は以下に示すよう
構成されている。空調空間１０１は処理空気の送風機１
０２の吸い込み口と経路１０７を介して接続し、送風機
１０２の吐出口はデシカントロータ１０３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熱交換器１０４
と経路１０９を介して接続し、顕熱熱交換器１０４の処
理空気の出口は冷水熱交換器１１５と経路１１０を介し
て接続し、冷水熱交換器１１５の処理空気の出口は加湿
器１０５と経路１１９を介して接続し、加湿器１０５の
処理空気の出口は空調空間１０１と経路１１１を介して
接続して処理空気のサイクルを形成する。
【００２６】一方、再生用の空気経路は、外気を再生空
気用の送風機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
にある顕熱熱交換器１０４と接続し、顕熱熱交換器１０
４の再生空気の出口は別の顕熱熱交換器１２１の低温側
入口と経路１２５を介して接続し、顕熱熱交換器１２１
の低温側出口は温水熱交換器１２０と経路１２６を介し
て接続し、温水熱交換器１２０の再生空気の出口はデシ
カントロータ１０３の再生空気入口と経路１２７を介し
て接続し、デシカントロータ１０３の再生空気の出口は
顕熱熱交換器１２１の高温側入口と経路１２８を介して
接続し、顕熱熱交換器１２１の高温側出口は外部空間と
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。
【００２７】前記温水熱交換器１２０の温水入口は経路
１２２を介してヒートポンプの温水経路の出口８１に接
続し、温水熱交換器１２０の温水出口は経路１２３およ
び温水ポンプ１５０を介してヒートポンプの温水経路の
入口８０に接続する。また前記冷水熱交換器１１５の冷
水入口は経路１１７を介してヒートポンプの冷水経路の
出口６１に接続し、冷水熱交換器１１５の冷水出口は経
路１１８およびポンプ１６０を介してヒートポンプの冷
水経路の入口６０に接続する。
【００２８】なお図中、丸で囲ったアルファベットＫ〜
Ｖは、図５と対応する空気の状態を示す記号であり、Ｓ
Ａは給気を、ＲＡは還気を、ＯＡは外気を、ＥＸは排気
を表わす。
【００２９】本実施例の作用について説明すると、図２
において、空調される室内１０１の空気（処理空気）は
経路１０７を経て送風機１０２に吸引され昇圧されて経
路１０８をへ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で空気中の水分を吸着され絶対湿度
が低下する。また吸着の際、吸着熱によって空気は温度
上昇する。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。冷却された空気は経路１１０を
経て冷水熱交換器１１５に送られさらに冷却される。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経路
１１１を経て空調空間１０１に戻される。
【００３０】デシカントロータはこの過程で水分を吸着
したため、再生が必要で、この実施例では外気を再生用
空気として用いて次のように行われる。外気（ＯＡ）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、処理空気を冷却して自らは
温度上昇し経路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。さらに顕熱熱交換器１２１を出た再生空気は経路１
２６を経て温水熱交換器１２０に流入し温水によって加
熱され６０〜８０℃まで温度上昇し、相対湿度が低下す
る。温水熱交換器１２０を出て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
ータの水分を除去し再生作用をする。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、再生前の再生空気の余熱を行った
のち経路１２９を経て排気として外部に捨てられる。
【００３１】このようにして本実施例では、本発明のヒ
ートポンプをデシカント空調機と組合わせることによっ
て冷房運転を行うことができる。
【００３２】つぎに、図１のヒートポンプにおいて溶液
濃度が薄い場合に行う溶液濃度を調整する運転形態と作
用について説明する。このような場合サイクルは図７の
細線のサイクルａｂｃｄｅｆに示すように、全体に高圧
状態で運転されて、圧縮機が過負荷状態を起こしやす
い。この場合の運転では３方弁５３の経路４２側は閉じ
ており、経路４１と経路４３が連通するよう設定する。
また経路４５に設けた弁５２は閉じた状態に設定し、冷
水は停止して圧縮機７と溶液ポンプ６を運転する。この
ように設定した場合、吸収器１には冷媒が送られないの
で、吸収作用は停止する。一方圧縮機７を運転すると、
再生器２内の溶液から冷媒蒸気が発生し、冷媒は圧縮さ
れて経路４１、４３を経て再生器２と熱交換関係にある
凝縮器４に流入する。冷媒は凝縮器４で熱を再生器２の
溶液に奪われて凝縮する。このように前記の再生器２内
の溶液から冷媒蒸気が発生する際の再生熱は冷媒の凝縮
熱によって賄われる。凝縮した冷媒は経路４４を経て冷
媒を貯蔵する空間１４に導かれ貯蔵される。
【００３３】これまでの過程を図３を用いて説明する。
図３は溶液濃縮の過程を示すデューリング線図である。
図３において再生器２中の溶液はＣの状態にあり、圧縮
機の作用によって、冷媒蒸気（状態Ｅ）が分離される。
分離された冷媒は圧縮されて（状態Ｆ）凝縮器４に送ら
れ凝縮する（状態Ｇ）。凝縮の際の凝縮熱は状態Ｃの再
生器２内の溶液を加熱して、再生熱を賄う。このように
して溶液から冷媒が分離され貯蔵されるため溶液濃度は
増加する。溶液濃度は増加し適正な濃度になった場合に
は、３方弁５３の経路４３側を閉じて、経路４２側を開
き、冷水を循環させて、通常の運転に復帰させる。
【００３４】つぎに、図１のヒートポンプにおいて溶液
濃度が濃い場合に行う溶液濃度を調整する運転形態と作
用について説明する。このような場合サイクルは、全体
に低圧状態で運転されて、能力不足や圧縮機の低圧カッ
トを起こしやすい。この場合の運転では圧縮機７と溶液
ポンプ６を運転し、３方弁５３の経路４２側は閉じて、
経路４１と経路４３が連通するよう設定し、経路４５に
設けた弁５２を一時的に開き、貯蔵空間１４の冷媒を圧
縮機の吐出圧力を利用して吸収溶液経路２２中の溶液に
注入する。このようにして吸収溶液が希釈されれ溶液濃
度は減少する。溶液濃度は減少し適正な濃度になった場
合には、弁５２を閉じるとともに、３方弁５３の経路４
３側を閉じて、経路４２側を開き、通常の運転に復帰さ
せる。
【００３５】このようにして、本発明によれば、デシカ
ント空調機と組合わせる熱源機として冷房運転を行う作
用の他、選択的に、冷媒を貯蔵することによって吸収溶
液を濃縮するか、または貯蔵した冷媒を吸収溶液に混合
し吸収溶液の濃度を希釈することで、吸収溶液の濃度を
調整することができるため、作動圧力が安定し、信頼性
が高くなる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、選
択的に、冷媒を貯蔵することによって吸収溶液を濃縮す
るか、または貯蔵した冷媒を吸収溶液に混合し吸収溶液
の濃度を希釈することで、吸収溶液の濃度を調整するこ
とができるため、作動圧力が安定し、信頼性が高く作動
範囲が広く、かつ水アンモニア系の吸収作動媒体が使用
可能となるため、環境に対する影響が少ない自然冷媒を
使用したハイブリッドヒートポンプおよびデシカント空
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】本発明に係るヒートポンプの一実施例の基本構
成を示す説明図。
【図２】本発明に係るデシカント空調機の一実施例の基
本構成を示す説明図。
【図３】本発明に係るヒートポンプの溶液濃縮過程をデ
ューリング線図で示す説明図。
【図４】蒸気圧縮式ヒートポンプを組合わせた従来のデ
シカント空調一実施例の基本構成を示す説明図。
【図５】図３の従来のデシカント空調の空気のデシカン
ト空調サイクルをモリエル線図で示す説明図。
【図６】従来のハイブリッドヒートポンプの基本構成を
示す説明図。
【図７】ハイブリッドヒートポンプのサイクルをデュー
リング線図で示す説明図。
【符号の説明】
１・・・吸収器 ２・・・再生器 ４・・・凝縮器 ５・・・熱交換器 ６・・・溶液ポンプ ７・・・圧縮機 １４・・・冷媒貯蔵空間 ２１・・・溶液経路 ２２・・・溶液経路 ２３・・・溶液経路 ２４・・・溶液経路 ２５・・・溶液経路 ２６・・・溶液経路 ３０・・・伝熱管（温水） ３２・・・伝熱管（冷水） ４０・・・冷媒経路 ４１・・・冷媒経路 ４２・・・冷媒経路 ４３・・・冷媒経路 ４４・・・冷媒経路 ４５・・・冷媒経路 ５２・・・弁 ５３・・・３方弁 ６０・・・冷水経路 ６１・・・冷水経路 ８０・・・温水経路 ８１・・・温水経路 １０１・・・空調空間 １０２・・・送風機 １０３・・・デシカントロータ １０４・・・顕熱熱交換器 １０５・・・加湿器 １０６・・・給水管 １０７・・・空気経路 １０８・・・空気経路 １０９・・・空気経路 １１０・・・空気経路 １１１・・・空気経路 １１５・・・冷水熱交換器 １１７・・・冷水経路 １１８・・・冷水経路 １１９・・・空気経路 １２０・・・温水熱交換器 １２１・・・顕熱熱交換器 １２２・・・温水経路 １２３・・・温水経路 １２４・・・空気経路 １２５・・・空気経路 １２６・・・空気経路 １２７・・・空気経路 １２８・・・空気経路 １２９・・・空気経路 １３０・・・空気経路 １４０・・・送風機 １５０・・・温水ポンプ １６０・・・冷水ポンプ ２０１・・・冷媒経路 ２０２・・・冷媒経路 ２０３・・・冷媒経路 ２０４・・・冷媒経路 ２２０・・・凝縮器（加熱器） ２３０・・・蒸発器（冷却器） ２５０・・・膨張弁 ２６０・・・圧縮器 ａ・・・吸収媒体サイクルの状態点 ｂ・・・吸収媒体サイクルの状態点 ｃ・・・吸収媒体サイクルの状態点 ｄ・・・吸収媒体サイクルの状態点 ｅ・・・吸収媒体サイクルの状態点 ｆ・・・吸収媒体サイクルの状態点 Ａ・・・吸収媒体サイクルの状態点 Ｂ・・・吸収媒体サイクルの状態点 Ｃ・・・吸収媒体サイクルの状態点 Ｄ・・・吸収媒体サイクルの状態点 Ｅ・・・吸収媒体サイクルの状態点 Ｆ・・・吸収媒体サイクルの状態点 Ｋ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｌ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｍ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｎ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｐ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｑ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｒ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｓ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｔ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｕ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｖ・・・デシカント空調の空気の状態点 Ｘ・・・デシカント空調の空気の状態点 ＳＡ・・・給気 ＲＡ・・・還気 ＥＸ・・・排気 ＯＡ・・・外気 ΔＱ・・・冷房効果

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸収器と再生器と圧縮機とを有し、吸収
    器と再生器との間を循環する吸収媒体の経路および再生
    器の冷媒蒸気を圧縮機で圧縮して吸収器に移送する冷媒
    の経路を有するヒートポンプにおいて、前記再生器内の
    吸収媒体と熱交換関係にある凝縮器を設け、前記圧縮機
    で圧縮した冷媒蒸気を該凝縮器に導き凝縮した冷媒を貯
    蔵することによって、吸収媒体の濃度を調整するよう構
    成したことを特徴とするヒートポンプ。
  2. 【請求項２】 冷媒蒸気を吸収媒体で吸収する吸収器と
    冷媒蒸気を吸収媒体から分離する再生器と冷媒蒸気を圧
    縮する圧縮機とを有し、該吸収器と該再生器との間を循
    環する吸収媒体の循環経路および再生器の冷媒蒸気を圧
    縮機で圧縮して吸収器に移送する冷媒の経路を有するヒ
    ートポンプにおいて、前記再生器内の吸収媒体と熱交換
    関係にある凝縮器を設け、前記圧縮機で圧縮した冷媒蒸
    気を該凝縮器に導き凝縮した冷媒を貯蔵する貯蔵空間を
    設けるとともに、該貯蔵空間の冷媒を吸収媒体と混合さ
    せるための経路を設け、選択的に、該貯蔵空間に冷媒を
    貯蔵することによって吸収媒体を濃縮するか、または該
    空間に貯蔵した冷媒を吸収媒体に混合し吸収溶液の濃度
    を希釈することによって、吸収媒体の濃度を調整するよ
    う構成したことを特徴とするヒートポンプ。
  3. 【請求項３】 前記圧縮機から前記吸収器に至る経路中
    に圧縮した冷媒を選択的に前記凝縮器に送る切換弁を設
    け、前記圧縮機で圧縮した冷媒蒸気を選択的に該凝縮器
    に導き凝縮させるよう構成したことを特徴とする特許請
    求範囲第１項または第２項記載のヒートポンプ。
JP468196A 1996-01-16 1996-01-16 ヒートポンプ Pending JPH09196499A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP468196A JPH09196499A (ja) 1996-01-16 1996-01-16 ヒートポンプ
US08/783,042 US5791157A (en) 1996-01-16 1997-01-14 Heat pump device and desiccant assisted air conditioning system
CNA2004100301908A CN1536280A (zh) 1996-01-16 1997-01-16 热泵装置和利用干燥剂起辅助作用的空调系统
CNB971004250A CN1172127C (zh) 1996-01-16 1997-01-16 热泵装置和利用干燥剂起辅助作用的空调系统
US09/057,588 US5966955A (en) 1996-01-16 1998-04-09 Heat pump device and desiccant assisted air conditioning system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP468196A JPH09196499A (ja) 1996-01-16 1996-01-16 ヒートポンプ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09196499A true JPH09196499A (ja) 1997-07-31

Family

ID=11590644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP468196A Pending JPH09196499A (ja) 1996-01-16 1996-01-16 ヒートポンプ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09196499A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102506471A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 杭州兴环科技开发有限公司 一种溶液再生装置及其方法
CN111397246A (zh) * 2020-04-23 2020-07-10 华北电力大学 一种吸收压缩式超级热泵
CN111397246B (zh) * 2020-04-23 2024-06-04 华北电力大学 一种吸收压缩式热泵

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102506471A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 杭州兴环科技开发有限公司 一种溶液再生装置及其方法
CN111397246A (zh) * 2020-04-23 2020-07-10 华北电力大学 一种吸收压缩式超级热泵
CN111397246B (zh) * 2020-04-23 2024-06-04 华北电力大学 一种吸收压缩式热泵

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5791157A (en) Heat pump device and desiccant assisted air conditioning system
JPH1096542A (ja) 空調システム
JP2994303B2 (ja) 空調システム及びその運転方法
JPH11132506A (ja) 除湿空調システム及びその運転方法
JP2001241693A (ja) 空気調和装置
JP3585308B2 (ja) デシカント空調装置
CN100334399C (zh) 调湿装置
JP2000257907A (ja) 除湿装置
JPH10205819A (ja) 空調機及び空調システム
JPH1026369A (ja) 空調システムおよび制御方法
JP3434109B2 (ja) デシカント空調装置
JP2002018228A (ja) 調湿装置
JP3743581B2 (ja) ヒートポンプおよびその運転方法
JPH09196499A (ja) ヒートポンプ
JP3434110B2 (ja) デシカント空調装置
JP2000329375A (ja) 空調装置、空調冷凍システム及び空調装置の運転方法
JPH09257280A (ja) デシカント空調装置
JP3743580B2 (ja) ヒートポンプ
JP3743579B2 (ja) ヒートポンプ
JP7366874B2 (ja) 除湿装置およびそれを備えた除湿システム
JP3480772B2 (ja) 吸収ヒートポンプ
JP2948776B2 (ja) 空調システム
JPH1026433A (ja) 空調システム
JP2972834B2 (ja) デシカント空調装置
JP2968230B2 (ja) 空調システム

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Effective date: 20050713

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050802

A02 Decision of refusal

Effective date: 20051124

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02