JPH10205815A - 空調機及び空調システム - Google Patents
空調機及び空調システムInfo
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- JPH10205815A JPH10205815A JP2197697A JP2197697A JPH10205815A JP H10205815 A JPH10205815 A JP H10205815A JP 2197697 A JP2197697 A JP 2197697A JP 2197697 A JP2197697 A JP 2197697A JP H10205815 A JPH10205815 A JP H10205815A
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- desiccant
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1032—Desiccant wheel
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- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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- F24F2203/10—Rotary wheel
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- F24F2203/1084—Rotary wheel comprising two flow rotor segments
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Central Air Conditioning (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヒートポンプのエネルギーを効率良く用いて
省エネルギー性が高く、かつ構成が簡単な空調システム
を構築することができる空調機を提供する。 【解決手段】 第１の空間から該空調機に導入した第
１の空気系統の空気とデシカントとを接触させたのち、
ヒートポンプの低熱源によって冷却し、冷却した第１の
空気系統の空気と第２の空間から該空調機に導入した第
２の空気系統の空気とを全熱交換させ、さらに全熱交換
後の前記第１の空気系統の空気を前記ヒートポンプの高
熱源によって加熱したのち前記デシカントを通過させて
デシカントの脱湿再生を行って該空調機から第２の空間
に放出し、さらに全熱交換後の前記第２の空気系統の空
気を該空調機から第１の空間に放出するように構成され
ている。
省エネルギー性が高く、かつ構成が簡単な空調システム
を構築することができる空調機を提供する。 【解決手段】 第１の空間から該空調機に導入した第
１の空気系統の空気とデシカントとを接触させたのち、
ヒートポンプの低熱源によって冷却し、冷却した第１の
空気系統の空気と第２の空間から該空調機に導入した第
２の空気系統の空気とを全熱交換させ、さらに全熱交換
後の前記第１の空気系統の空気を前記ヒートポンプの高
熱源によって加熱したのち前記デシカントを通過させて
デシカントの脱湿再生を行って該空調機から第２の空間
に放出し、さらに全熱交換後の前記第２の空気系統の空
気を該空調機から第１の空間に放出するように構成され
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調システムに係
り、特に室内空気を循環させて処理する空調機と、外気
を処理して室内に導く外調機とを併用する空調システム
に関する。
り、特に室内空気を循環させて処理する空調機と、外気
を処理して室内に導く外調機とを併用する空調システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、従来の空調システムの例を示す
もので、これは、室内空気を循環させて処理する空調機
（ヒートポンプを用いるエアコン）３と、外気を処理し
て室内に導く空調機（外調機）１１とを併用する空調シ
ステムである。この外調機１１は、全熱交換器（エンタ
ルピ熱交換器）であり、外気と室内空気の湿度分と顕熱
を同時に熱交換する。一方、空調空間の内部で発生する
空調負荷は室内の空調機３が取り出して室外に捨ててい
る。
もので、これは、室内空気を循環させて処理する空調機
（ヒートポンプを用いるエアコン）３と、外気を処理し
て室内に導く空調機（外調機）１１とを併用する空調シ
ステムである。この外調機１１は、全熱交換器（エンタ
ルピ熱交換器）であり、外気と室内空気の湿度分と顕熱
を同時に熱交換する。一方、空調空間の内部で発生する
空調負荷は室内の空調機３が取り出して室外に捨ててい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような全熱交換
器の動作は、図６に示す湿り空気線図で説明すると、冷
房時において外気（状態K）と室内空気（状態Q）がエン
タルピ交換してそれぞれ処理外気が状態L、室内排気が
状態Tとなって、各々室内への給気、屋外への排気とな
る。この際のエンタルピ交換の効率は、現状の製品では
実用上６０〜７０％と低いので、給気（状態L）と室内
（状態Q）の間にはエンタルピ差ΔHが生じ、結果的に空
気の絶対湿度に差（水分差ΔX）がある空気が室内に供
給され、未処理外気と室内の水分差の３０〜４０％の湿
気が室内に入ってくる。この水分はエアコンで除湿しな
ければならないので、エアコンでは室内空気を露点温度
（１５〜１６℃）以下のおよそ５〜１０℃に冷却して除
湿する必要がある。
器の動作は、図６に示す湿り空気線図で説明すると、冷
房時において外気（状態K）と室内空気（状態Q）がエン
タルピ交換してそれぞれ処理外気が状態L、室内排気が
状態Tとなって、各々室内への給気、屋外への排気とな
る。この際のエンタルピ交換の効率は、現状の製品では
実用上６０〜７０％と低いので、給気（状態L）と室内
（状態Q）の間にはエンタルピ差ΔHが生じ、結果的に空
気の絶対湿度に差（水分差ΔX）がある空気が室内に供
給され、未処理外気と室内の水分差の３０〜４０％の湿
気が室内に入ってくる。この水分はエアコンで除湿しな
ければならないので、エアコンでは室内空気を露点温度
（１５〜１６℃）以下のおよそ５〜１０℃に冷却して除
湿する必要がある。
【０００４】空調負荷の内、除湿に要する潜熱負荷は全
熱交換器を用いた場合で全空調負荷の１０〜１５％を占
め、残りの８５〜９０％は顕熱負荷である。この顕熱空
調負荷は、露点まで冷却する必要がなく、１５〜２０℃
程度に冷却すれば十分な空調負荷である。しかしなが
ら、上記のこれまでの空調システムでは、導入外気を室
内空気と混ぜて顕熱と潜熱を一括で処理するので、全て
の熱を１０℃程度の露点温度以下の温度レベルで冷却し
てしまうため、エアコンの蒸発温度と凝縮温度の差（温
度ヘッド）を全熱交換器を用いない時と同じに設定する
必要があり、空調負荷は減少させることができるが、熱
を汲み上げる温度ヘッドは減少できない。
熱交換器を用いた場合で全空調負荷の１０〜１５％を占
め、残りの８５〜９０％は顕熱負荷である。この顕熱空
調負荷は、露点まで冷却する必要がなく、１５〜２０℃
程度に冷却すれば十分な空調負荷である。しかしなが
ら、上記のこれまでの空調システムでは、導入外気を室
内空気と混ぜて顕熱と潜熱を一括で処理するので、全て
の熱を１０℃程度の露点温度以下の温度レベルで冷却し
てしまうため、エアコンの蒸発温度と凝縮温度の差（温
度ヘッド）を全熱交換器を用いない時と同じに設定する
必要があり、空調負荷は減少させることができるが、熱
を汲み上げる温度ヘッドは減少できない。
【０００５】このように、従来の技術では、高い温度ヘ
ッドを汲み上げて外部に捨てるため、顕熱負荷処理分の
ヒートポンプの駆動エネルギーが無駄に消費されてお
り、エネルギ消費率が大きかった。また、エアコンでは
除湿のための結露を処理するためにドレンを設ける必要
があり、設備の複雑化を招いていた。
ッドを汲み上げて外部に捨てるため、顕熱負荷処理分の
ヒートポンプの駆動エネルギーが無駄に消費されてお
り、エネルギ消費率が大きかった。また、エアコンでは
除湿のための結露を処理するためにドレンを設ける必要
があり、設備の複雑化を招いていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、請求項１に記載の発明
は、空気中の水分を吸着するデシカントと全熱交換器と
ヒートポンプと２系統の空気流通系統とを有する空調機
であって、第１の空間から該空調機に導入した第１の空
気系統の空気とデシカントとを接触させたのち、ヒート
ポンプの低熱源によって冷却し、冷却した第１の空気系
統の空気と第２の空間から該空調機に導入した第２の空
気系統の空気とを全熱交換させ、さらに全熱交換後の前
記第１の空気系統の空気を前記ヒートポンプの高熱源に
よって加熱したのち前記デシカントを通過させてデシカ
ントの脱湿再生を行って該空調機から第２の空間に放出
し、さらに全熱交換後の前記第２の空気系統の空気を該
空調機から第１の空間に放出することを特徴とする空調
機である。
決するためになされたもので、請求項１に記載の発明
は、空気中の水分を吸着するデシカントと全熱交換器と
ヒートポンプと２系統の空気流通系統とを有する空調機
であって、第１の空間から該空調機に導入した第１の空
気系統の空気とデシカントとを接触させたのち、ヒート
ポンプの低熱源によって冷却し、冷却した第１の空気系
統の空気と第２の空間から該空調機に導入した第２の空
気系統の空気とを全熱交換させ、さらに全熱交換後の前
記第１の空気系統の空気を前記ヒートポンプの高熱源に
よって加熱したのち前記デシカントを通過させてデシカ
ントの脱湿再生を行って該空調機から第２の空間に放出
し、さらに全熱交換後の前記第２の空気系統の空気を該
空調機から第１の空間に放出することを特徴とする空調
機である。
【０００７】このような構成においては、冷房時におい
て、第１の空間を空調空間として室内空気を第１の空気
系統とし、第２の空間を屋外空間として外気を第２の空
気系統として運転する際、第２の空気系統から室内に供
給する空気（処理した外気）を、室内空気より低い絶対
湿度にすることができるから、水分を室内に持ち込まな
いで済む。従って、空調機で除湿する必要がなくなり、
空調機（エアコン）の熱源冷凍サイクルの動作温度ヘッ
ドを低下させることができ、大幅な省エネが達成され
る。また、空調機で除湿する必要がないので、結露処理
のためのドレンが不要となる。
て、第１の空間を空調空間として室内空気を第１の空気
系統とし、第２の空間を屋外空間として外気を第２の空
気系統として運転する際、第２の空気系統から室内に供
給する空気（処理した外気）を、室内空気より低い絶対
湿度にすることができるから、水分を室内に持ち込まな
いで済む。従って、空調機で除湿する必要がなくなり、
空調機（エアコン）の熱源冷凍サイクルの動作温度ヘッ
ドを低下させることができ、大幅な省エネが達成され
る。また、空調機で除湿する必要がないので、結露処理
のためのドレンが不要となる。
【０００８】請求項２に記載の発明は、ヒートポンプに
蒸気圧縮式ヒートポンプを用いたことを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の空調機である。
蒸気圧縮式ヒートポンプを用いたことを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の空調機である。
【０００９】請求項３に記載の発明は、ヒートポンプに
吸収式ヒートポンプを用いたことを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載の空調機である。
吸収式ヒートポンプを用いたことを特徴とする請求項１
乃至３のいずれかに記載の空調機である。
【００１０】請求項４に記載の発明は、冷房時におい
て、第１の空気系統が室内からの排気であり、第２の空
気系統が外気の導入であ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空調機である。
て、第１の空気系統が室内からの排気であり、第２の空
気系統が外気の導入であ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空調機である。
【００１１】請求項５に記載の発明は、暖房時におい
て、第１の空気系統が外気の導入であり、第２の空気系
統が室内からの排気であ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空調機である。
て、第１の空気系統が外気の導入であり、第２の空気系
統が室内からの排気であ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空調機である。
【００１２】請求項６に記載の発明は、ヒートポンプが
空調空間の顕熱負荷を冷却する作用を有していることを
特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空調シス
テムである。
空調空間の顕熱負荷を冷却する作用を有していることを
特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空調シス
テムである。
【００１３】このような構成においては、冷房時に空調
空間の顕熱負荷を熱回収してデシカントの脱湿再生を行
って、デシカントの除湿作用を高め潜熱処理をするた
め、省エネルギで高い冷房効果が得られる。
空間の顕熱負荷を熱回収してデシカントの脱湿再生を行
って、デシカントの除湿作用を高め潜熱処理をするた
め、省エネルギで高い冷房効果が得られる。
【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６
のいずれかに記載の空調機を外調機とし、顕熱処理用の
空調機を併設した空調システムである。
のいずれかに記載の空調機を外調機とし、顕熱処理用の
空調機を併設した空調システムである。
【００１５】このような構成においては、冷房時に外調
機により、外気を導入して第２の空気系統から室内に供
給する空気を放出する室内空気より低い絶対湿度にする
ことができるから、水分を室内に持ち込まないで済む。
従って、空調システムとして空調機で除湿する必要がな
くなり、空調機の動作温度ヘッドを低下させることがで
き、大幅な省エネが達成される。また、空調機で除湿す
る必要がないので、結露処理のためのドレンが不要とな
る。
機により、外気を導入して第２の空気系統から室内に供
給する空気を放出する室内空気より低い絶対湿度にする
ことができるから、水分を室内に持ち込まないで済む。
従って、空調システムとして空調機で除湿する必要がな
くなり、空調機の動作温度ヘッドを低下させることがで
き、大幅な省エネが達成される。また、空調機で除湿す
る必要がないので、結露処理のためのドレンが不要とな
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明に係る空調システムの一実施例
を図１乃至図４を参照して説明する。図１は本発明に係
る空調システムの基本構成を示すもので、空調すべき室
内２の空気を循環させて処理する空調機３と、外気を処
理して室内に導く外調機１とを併用する空調システムで
ある。空調機３としては、冷凍機とヒートポンプを切り
換えて用いる通常のものでよいが、これ以外の任意のも
のを採用することができる。
を図１乃至図４を参照して説明する。図１は本発明に係
る空調システムの基本構成を示すもので、空調すべき室
内２の空気を循環させて処理する空調機３と、外気を処
理して室内に導く外調機１とを併用する空調システムで
ある。空調機３としては、冷凍機とヒートポンプを切り
換えて用いる通常のものでよいが、これ以外の任意のも
のを採用することができる。
【００１７】図２は本発明の外調機部分の構成を示す第
１の実施例である。外調機１は、水分の吸着と放出（再
生）を繰り返すデシカントロータ１０３と全熱交換器１
５３とヒートポンプ２００を用いるデシカント外調機で
ある。すなわち、このデシカント外調機１には、室内空
気を室外に放出する放出経路A（第１の空気系統）と、
外気を室内に導入する導入経路B（第２の空気系統）と
が交差して設けられている。そして、これらの室内空気
放出経路A及び外気導入経路Bの間には、両方の経路にま
たがって全熱交換器１５３が設けられ、さらに放出経路
Aにはデシカントロータ１０３が設けられ、さらにこの
デシカント外調機１の熱源となるヒートポンプ２００が
設けられている。ヒートポンプとしては、任意のものを
採用して良いが、ここでは、出願人が先に特願平８ー２
２１３３において提案した蒸気圧縮式ヒートポンプを用
いるものとする。
１の実施例である。外調機１は、水分の吸着と放出（再
生）を繰り返すデシカントロータ１０３と全熱交換器１
５３とヒートポンプ２００を用いるデシカント外調機で
ある。すなわち、このデシカント外調機１には、室内空
気を室外に放出する放出経路A（第１の空気系統）と、
外気を室内に導入する導入経路B（第２の空気系統）と
が交差して設けられている。そして、これらの室内空気
放出経路A及び外気導入経路Bの間には、両方の経路にま
たがって全熱交換器１５３が設けられ、さらに放出経路
Aにはデシカントロータ１０３が設けられ、さらにこの
デシカント外調機１の熱源となるヒートポンプ２００が
設けられている。ヒートポンプとしては、任意のものを
採用して良いが、ここでは、出願人が先に特願平８ー２
２１３３において提案した蒸気圧縮式ヒートポンプを用
いるものとする。
【００１８】室内空気を室外に放出する放出経路A（第
１の空気系統）は、室内空間（第１の空間）の排気取り
出し口（記号RAとして図示）とを送風機１４０の吸込口
と経路１２４を介して接続し、送風機１４０の吐出口は
経路１２５を介してデシカントロータ１０３の除湿空気
（処理空気）側に接続し、放出経路Aのデシカントロー
タ１０３の除湿空気（処理空気）側出口は、経路１２６
を介してヒートポンプの冷却器（低熱源）２１０と接続
し、放出経路Aのヒートポンプの冷却器（低熱源）２１
０側出口は経路１２７を介して全熱交換器１５３と接続
し、放出経路Aの全熱交換器１５３出口は、経路１２８
を介してヒートポンプの加熱器（高熱源）２２０と接続
し、放出経路Aの加熱器（高熱源）２２０出口は経路１
２９を介してデシカントロータ１０３の再生空気側に接
続し、放出経路Aのデシカントロータ１０３の再生空気
側出口は経路１３０を介して、外部空間（第２の空間）
への排気口（記号EXとして図示）に接続して形成されて
いる。これにより、室内空気を取り入れて、外部に排気
するサイクルを形成する。
１の空気系統）は、室内空間（第１の空間）の排気取り
出し口（記号RAとして図示）とを送風機１４０の吸込口
と経路１２４を介して接続し、送風機１４０の吐出口は
経路１２５を介してデシカントロータ１０３の除湿空気
（処理空気）側に接続し、放出経路Aのデシカントロー
タ１０３の除湿空気（処理空気）側出口は、経路１２６
を介してヒートポンプの冷却器（低熱源）２１０と接続
し、放出経路Aのヒートポンプの冷却器（低熱源）２１
０側出口は経路１２７を介して全熱交換器１５３と接続
し、放出経路Aの全熱交換器１５３出口は、経路１２８
を介してヒートポンプの加熱器（高熱源）２２０と接続
し、放出経路Aの加熱器（高熱源）２２０出口は経路１
２９を介してデシカントロータ１０３の再生空気側に接
続し、放出経路Aのデシカントロータ１０３の再生空気
側出口は経路１３０を介して、外部空間（第２の空間）
への排気口（記号EXとして図示）に接続して形成されて
いる。これにより、室内空気を取り入れて、外部に排気
するサイクルを形成する。
【００１９】一方、外気導入経路Bは、外部空間（第２
の空間）と外気導入用の送風機１０２の吸込口とを経路
１０７を介して接続し、送風機１０２の吐出口を全熱交
換器１５３と経路１０８を介して接続し、導入経路Bの
全熱交換器１５３の出口は経路１０９を介して室内空間
（第１の空間）への給気口（記号SAとして図示）と接続
して形成されている。これにより、外気を取り入れて処
理して室内に導入するサイクルを形成する。
の空間）と外気導入用の送風機１０２の吸込口とを経路
１０７を介して接続し、送風機１０２の吐出口を全熱交
換器１５３と経路１０８を介して接続し、導入経路Bの
全熱交換器１５３の出口は経路１０９を介して室内空間
（第１の空間）への給気口（記号SAとして図示）と接続
して形成されている。これにより、外気を取り入れて処
理して室内に導入するサイクルを形成する。
【００２０】前記加熱器２２０の熱媒体（温水または冷
媒）入口は経路２２１を介してヒートポンプ２００の熱
媒体経路出口に接続し、加熱器２２０の温水出口は経路
２２２を介してヒートポンプの熱媒体経路入口に接続す
る。また、前記冷却器２１０の熱媒体経路入口は経路２
１１を介してヒートポンプの熱媒体経路出口に接続し、
冷却器２１０の冷水出口は経路２１２を介してヒートポ
ンプの熱媒体経路入口に接続する。なお図中、丸で囲っ
たアルファベットK〜Vは、図３と対応する空気の状態を
示す記号であり、SAは給気（処理された外気）を、RAは
還気（排出される室内空気）を、OAは外気を、EXは排気
を表わす。
媒）入口は経路２２１を介してヒートポンプ２００の熱
媒体経路出口に接続し、加熱器２２０の温水出口は経路
２２２を介してヒートポンプの熱媒体経路入口に接続す
る。また、前記冷却器２１０の熱媒体経路入口は経路２
１１を介してヒートポンプの熱媒体経路出口に接続し、
冷却器２１０の冷水出口は経路２１２を介してヒートポ
ンプの熱媒体経路入口に接続する。なお図中、丸で囲っ
たアルファベットK〜Vは、図３と対応する空気の状態を
示す記号であり、SAは給気（処理された外気）を、RAは
還気（排出される室内空気）を、OAは外気を、EXは排気
を表わす。
【００２１】次に、前述のように構成されたヒートポン
プを熱源とするデシカント外調機の動作を、図２の実施
例の空気調和の部分の作動状態を示す湿り空気線図であ
る図３を参照して説明する。
プを熱源とするデシカント外調機の動作を、図２の実施
例の空気調和の部分の作動状態を示す湿り空気線図であ
る図３を参照して説明する。
【００２２】室内からの放出空気（還気RA：状態Q）は
経路１２４を経て送風機１４０に吸引され、昇圧されて
デシカントロータ１０３に流入し、等エンタルピ過程で
水分を吸着され絶対湿度が低下する（状態R）。湿度が
低下した放出空気はヒートポンプの冷却器（低熱源）２
１０に送られ１５〜２０℃まで冷却される（状態S）。
冷却された放出空気は経路１２７を経て全熱交換器１５
３に至り、ここで外気（状態K）と全熱交換して、全熱
交換器の公知の状態変化過程の通り状態Kと状態Sを結ぶ
直線上に沿って状態変化して、エンタルピが上昇し温度
および絶対湿度が増加する（状態T）。全熱交換器１５
３を出た放出空気はヒートポンプの加熱器（高熱源）２
２０に送られ４５〜６０℃まで加熱され、相対湿度が低
下する（状態U）。相対湿度が低下した放出空気はデシ
カントロータ１０３の再生空気側に流入してデシカント
ロータの水分を除去する（脱湿再生：状態V）。デシカ
ントロータ１０３を通過した放出空気は経路１３０を経
て、排気として外部に捨てられる。
経路１２４を経て送風機１４０に吸引され、昇圧されて
デシカントロータ１０３に流入し、等エンタルピ過程で
水分を吸着され絶対湿度が低下する（状態R）。湿度が
低下した放出空気はヒートポンプの冷却器（低熱源）２
１０に送られ１５〜２０℃まで冷却される（状態S）。
冷却された放出空気は経路１２７を経て全熱交換器１５
３に至り、ここで外気（状態K）と全熱交換して、全熱
交換器の公知の状態変化過程の通り状態Kと状態Sを結ぶ
直線上に沿って状態変化して、エンタルピが上昇し温度
および絶対湿度が増加する（状態T）。全熱交換器１５
３を出た放出空気はヒートポンプの加熱器（高熱源）２
２０に送られ４５〜６０℃まで加熱され、相対湿度が低
下する（状態U）。相対湿度が低下した放出空気はデシ
カントロータ１０３の再生空気側に流入してデシカント
ロータの水分を除去する（脱湿再生：状態V）。デシカ
ントロータ１０３を通過した放出空気は経路１３０を経
て、排気として外部に捨てられる。
【００２３】導入される空気（導入外気OA：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を経て全熱交換器１５３に至り、ここで放出
空気（状態S）と全熱交換して、全熱交換器の公知の状
態変化過程の通り状態Kと状態Sを結ぶ直線上に沿って状
態変化して、エンタルピが減少し温度および絶対湿度が
低下する（状態L）。エンタルピが減少し除湿冷却され
た空気（状態L）は経路１０９を経て室内空間に供給さ
れる。このようにして得られる導入空気（給気：状態
L）はエンタルピ及び絶対湿度を室内空間よりも低くす
ることができる。即ち導入空気（給気：状態L）と室内
空間（状態Q）との間にエンタルピ差Δhおよび絶対湿度
差Δxが生じさせることが可能で、これによって室内空
間に水分を持ち込むことが防止されるとともに、エンタ
ルピ差Δhによって冷房効果を発揮することもできる。
経路１０７を経て送風機１０２に吸引され、昇圧されて
経路１０８を経て全熱交換器１５３に至り、ここで放出
空気（状態S）と全熱交換して、全熱交換器の公知の状
態変化過程の通り状態Kと状態Sを結ぶ直線上に沿って状
態変化して、エンタルピが減少し温度および絶対湿度が
低下する（状態L）。エンタルピが減少し除湿冷却され
た空気（状態L）は経路１０９を経て室内空間に供給さ
れる。このようにして得られる導入空気（給気：状態
L）はエンタルピ及び絶対湿度を室内空間よりも低くす
ることができる。即ち導入空気（給気：状態L）と室内
空間（状態Q）との間にエンタルピ差Δhおよび絶対湿度
差Δxが生じさせることが可能で、これによって室内空
間に水分を持ち込むことが防止されるとともに、エンタ
ルピ差Δhによって冷房効果を発揮することもできる。
【００２４】このように構成されたデシカント空調機の
ヒートポンプの作用について説明すると、ヒートポンプ
によって冷却器２１０では、導入空気を冷却し導入空気
の顕熱を除去してエンタルピを低下させる作用をなし、
さらに加熱器２２０では、放出空気を加熱して相対湿度
を低下させデシカント１０３を脱湿再生する作用をな
す。この脱湿再生作用によってデシカントは吸湿能力を
回復し、室内から取り出した状態Qの放出空気を状態Rま
で除湿する作用をひきおこし、前記の顕熱除去作用と併
せて、給気の状態（状態M）を室内（状態L）よりも低温
低湿に変化させることができる。このようにヒートポン
プの作用によって、導入空気を冷却し除去した熱を昇温
して再びデシカントの再生に用いるため、別々の冷却熱
源と加熱源を用いる場合よりも大幅な省エネルギ効果が
得られる。本発明の外調機１では、状態Rと状態Sのエン
タルピ差に空気流量を乗じた熱量の冷凍効果を持ったヒ
ートポンプで、室内への外気負荷を全て除去することが
できるが、本発明の外調機１を用いずに外気を導入した
場合には状態Kと状態Lのエンタルピ差に空気流量を乗じ
た熱量の冷凍効果を持った冷凍機が必要になるため、そ
の場合と比べても大幅な省エネルギ効果が得られる。
ヒートポンプの作用について説明すると、ヒートポンプ
によって冷却器２１０では、導入空気を冷却し導入空気
の顕熱を除去してエンタルピを低下させる作用をなし、
さらに加熱器２２０では、放出空気を加熱して相対湿度
を低下させデシカント１０３を脱湿再生する作用をな
す。この脱湿再生作用によってデシカントは吸湿能力を
回復し、室内から取り出した状態Qの放出空気を状態Rま
で除湿する作用をひきおこし、前記の顕熱除去作用と併
せて、給気の状態（状態M）を室内（状態L）よりも低温
低湿に変化させることができる。このようにヒートポン
プの作用によって、導入空気を冷却し除去した熱を昇温
して再びデシカントの再生に用いるため、別々の冷却熱
源と加熱源を用いる場合よりも大幅な省エネルギ効果が
得られる。本発明の外調機１では、状態Rと状態Sのエン
タルピ差に空気流量を乗じた熱量の冷凍効果を持ったヒ
ートポンプで、室内への外気負荷を全て除去することが
できるが、本発明の外調機１を用いずに外気を導入した
場合には状態Kと状態Lのエンタルピ差に空気流量を乗じ
た熱量の冷凍効果を持った冷凍機が必要になるため、そ
の場合と比べても大幅な省エネルギ効果が得られる。
【００２５】今、状態Lを状態Qに等しくなるように設計
すると、線分QRは等エンタルピ線に平行になる。従って
点Rのエンタルピは点Qのエンタルピに置き換えることが
できるため、エンタルピ差R〜Sはエンタルピ差Q〜Sに、
エンタルピ差K〜Lはエンタルピ差K〜Qに置き換えること
ができる。従って、全熱交換器の効率を７０％とする
と、 エンタルピ差（K〜L）：エンタルピ差（R〜S） ＝エンタルピ差（K〜Q）：エンタルピ差（Q〜S） ＝７：３となる。 即ち、ヒートポンプの冷凍容量は、外調機１を用いない
場合の外気負荷分を賄う冷凍容量に比べ、３／７にな
り、５７％省エネルギとなる。
すると、線分QRは等エンタルピ線に平行になる。従って
点Rのエンタルピは点Qのエンタルピに置き換えることが
できるため、エンタルピ差R〜Sはエンタルピ差Q〜Sに、
エンタルピ差K〜Lはエンタルピ差K〜Qに置き換えること
ができる。従って、全熱交換器の効率を７０％とする
と、 エンタルピ差（K〜L）：エンタルピ差（R〜S） ＝エンタルピ差（K〜Q）：エンタルピ差（Q〜S） ＝７：３となる。 即ち、ヒートポンプの冷凍容量は、外調機１を用いない
場合の外気負荷分を賄う冷凍容量に比べ、３／７にな
り、５７％省エネルギとなる。
【００２６】一方、エアコン３においても省エネルギ効
果が得られる。つまり、デシカント外調機１により、室
内に供給する空気SAは還気RAより低い絶対湿度にするこ
とができるから、水分を室内に持ち込まないで済む。従
って、エアコン３で除湿する必要がなくなり、空気の顕
熱処理をするだけで良くなる。従って、エアコン３は、
空気を２０℃程度に冷却すればよく、蒸発温度がおよそ
１０℃高くとれる。これにより、温度ヘッドが小さくな
る（例えば、４０℃から３０℃）。
果が得られる。つまり、デシカント外調機１により、室
内に供給する空気SAは還気RAより低い絶対湿度にするこ
とができるから、水分を室内に持ち込まないで済む。従
って、エアコン３で除湿する必要がなくなり、空気の顕
熱処理をするだけで良くなる。従って、エアコン３は、
空気を２０℃程度に冷却すればよく、蒸発温度がおよそ
１０℃高くとれる。これにより、温度ヘッドが小さくな
る（例えば、４０℃から３０℃）。
【００２７】これによる省エネ率は、 ΔT１／ΔT２＝３０／４０＝０．７５ であるから約２５％省エネルギとなる。従って、システ
ム全体としての省エネルギ率は、平均的な空調負荷の外
気負荷の割合が３０％程度であることを勘案すると、 ０．３×０．４３＋０．７×０．７５＝０．６５４ であるから、約３５％省エネルギとなる。また、エアコ
ン３で除湿する必要がなくなり、これにドレンが不要と
なるので、設備コストや操作の手間を削減することがで
きる。
ム全体としての省エネルギ率は、平均的な空調負荷の外
気負荷の割合が３０％程度であることを勘案すると、 ０．３×０．４３＋０．７×０．７５＝０．６５４ であるから、約３５％省エネルギとなる。また、エアコ
ン３で除湿する必要がなくなり、これにドレンが不要と
なるので、設備コストや操作の手間を削減することがで
きる。
【００２８】なお、本実施例では、ヒートポンプ２００
として蒸気圧縮式ヒートポンプを用いたが、前述した内
容によれば、ヒートポンプ作用のある熱源機であれば何
でもよく、例えば、特願平７ー３３３０５３に提案した
ような吸収式ヒートポンプを採用しても差し支えなく、
同様の効果を得ることができる。また熱移送媒体として
本実施例では冷温水を用いる事例を示したが、冷温水の
代りに直接冷媒の蒸発、凝縮作用を利用しても差し支え
ない。
として蒸気圧縮式ヒートポンプを用いたが、前述した内
容によれば、ヒートポンプ作用のある熱源機であれば何
でもよく、例えば、特願平７ー３３３０５３に提案した
ような吸収式ヒートポンプを採用しても差し支えなく、
同様の効果を得ることができる。また熱移送媒体として
本実施例では冷温水を用いる事例を示したが、冷温水の
代りに直接冷媒の蒸発、凝縮作用を利用しても差し支え
ない。
【００２９】また、蒸気圧縮式ヒートポンプの圧縮機の
騒音振動を室内に伝達させないため、例えば、発明者が
特願平８ー１９５７３２に提案したように、デシカント
およびヒートポンプの熱交換器を収容する集合組立体と
ヒートポンプの圧縮機を収納する集合組立体とを分離し
ても差し支えない。
騒音振動を室内に伝達させないため、例えば、発明者が
特願平８ー１９５７３２に提案したように、デシカント
およびヒートポンプの熱交換器を収容する集合組立体と
ヒートポンプの圧縮機を収納する集合組立体とを分離し
ても差し支えない。
【００３０】また、この実施例では冷房運転の作用につ
いて説明したが、暖房運転においては、図３において室
内の状態と外気の状態が入れ替わり、外気が低温低湿で
室内が高温高湿となる。従って暖房の場合には第１の空
気系統を外気（導入空気）とし、第２の空気系統を室内
からの排気（放出空気）とすることによって、状態Vが
室内への給気となり、状態Lが室外への排気となり、外
気の水分を回収して室内に加湿することができ、空調機
３の暖房負荷を軽減することができる。この場合の作用
については、冷房の場合と同様であるため省略する。
いて説明したが、暖房運転においては、図３において室
内の状態と外気の状態が入れ替わり、外気が低温低湿で
室内が高温高湿となる。従って暖房の場合には第１の空
気系統を外気（導入空気）とし、第２の空気系統を室内
からの排気（放出空気）とすることによって、状態Vが
室内への給気となり、状態Lが室外への排気となり、外
気の水分を回収して室内に加湿することができ、空調機
３の暖房負荷を軽減することができる。この場合の作用
については、冷房の場合と同様であるため省略する。
【００３１】図４は本発明の空調システムの構成を示す
第２の実施例である。外調機１に接続したヒートポンプ
２００は経路４１、４２を介して空調空間の空調機（顕
熱処理機）４と接続されている。本システムでは、外調
機１のヒートポンプが空調機４の熱源機を兼ねており、
従って、空調空間で回収した顕熱を昇温してヒートポン
プの加熱に用いることができる。そのためデシカントの
脱湿再生に用いる熱量が増加してデシカントの除湿作用
が高くなり、室内への給気の湿度が低くなって、顕熱負
荷ひいては冷房負荷の処理能力が高くなるため、ヒート
ポンプ全体の消費動力を抑制し省エネルギ効果が得られ
る。また相対的にヒートポンプの容量を小さくすること
もできる。
第２の実施例である。外調機１に接続したヒートポンプ
２００は経路４１、４２を介して空調空間の空調機（顕
熱処理機）４と接続されている。本システムでは、外調
機１のヒートポンプが空調機４の熱源機を兼ねており、
従って、空調空間で回収した顕熱を昇温してヒートポン
プの加熱に用いることができる。そのためデシカントの
脱湿再生に用いる熱量が増加してデシカントの除湿作用
が高くなり、室内への給気の湿度が低くなって、顕熱負
荷ひいては冷房負荷の処理能力が高くなるため、ヒート
ポンプ全体の消費動力を抑制し省エネルギ効果が得られ
る。また相対的にヒートポンプの容量を小さくすること
もできる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷房時において、室内からの放出空気とデシカントとを
接触させたのちヒートポンプで冷却して、外部からの導
入空気と全熱交換させ、全熱交換後の導入空気を空調機
から室内に放出し、さらに全熱交換後の前記放出空気を
前記ヒートポンプの高熱源によって加熱したのち前記デ
シカントを通過させてデシカントの脱湿再生を行って外
部に排気する様構成したヒートポンプとデシカントと全
熱交換器を有するハイブリッドな外調機を空調システム
に用いたことにより、外気処理が大幅に省エネルギにな
り、ランニングコストを低下させた空調システムが提供
されるとともに、組合せて用いるエアコン等のドレンを
不要としてその面からもコストを低減させることができ
る。
冷房時において、室内からの放出空気とデシカントとを
接触させたのちヒートポンプで冷却して、外部からの導
入空気と全熱交換させ、全熱交換後の導入空気を空調機
から室内に放出し、さらに全熱交換後の前記放出空気を
前記ヒートポンプの高熱源によって加熱したのち前記デ
シカントを通過させてデシカントの脱湿再生を行って外
部に排気する様構成したヒートポンプとデシカントと全
熱交換器を有するハイブリッドな外調機を空調システム
に用いたことにより、外気処理が大幅に省エネルギにな
り、ランニングコストを低下させた空調システムが提供
されるとともに、組合せて用いるエアコン等のドレンを
不要としてその面からもコストを低減させることができ
る。
【図１】本発明に係る空調システムの第１の実施例の基
本構成を示す説明図である。
本構成を示す説明図である。
【図２】図１の実施例の空調機の基本構成を示す説明図
である。
である。
【図３】図２の空調機の空気のデシカント空調サイクル
を湿り空気線図で示す説明図である。
を湿り空気線図で示す説明図である。
【図４】本発明に係る空調システムの第２の実施例の基
本構成を示す説明図である。
本構成を示す説明図である。
【図５】従来の空調システムの基本構成を示す説明図で
ある。
ある。
【図６】従来のデシカント空調の空気のデシカント空調
サイクルを湿り空気線図で示す説明図である。
サイクルを湿り空気線図で示す説明図である。
１ デシカント外調機 ２ 室内空間 ３ 空調機（エアコン） ２００ ヒートポンプ １０２，１４０ 送風機 １０３ デシカントロータ １５３ 全熱交換器 ２１０ 冷却器（低熱源） ２２０ 加熱器（高熱源） Ａ 放出経路 Ｂ 導入経路 ＳＡ 給気 ＲＡ 還気 ＥＸ 排気 ＯＡ 外気 Δｘ 水分差 Δｈ エンタルピ差
Claims (7)
- 【請求項１】 空気中の水分を吸着するデシカントと全
熱交換器とヒートポンプと２系統の空気流通系統とを有
する空調機であって、 第１の空間から該空調機に導入した第１の空気系統の空
気とデシカントとを接触させたのち、ヒートポンプの低
熱源によって冷却し、冷却した第１の空気系統の空気と
第２の空間から該空調機に導入した第２の空気系統の空
気とを全熱交換させ、さらに全熱交換後の前記第１の空
気系統の空気を前記ヒートポンプの高熱源によって加熱
したのち前記デシカントを通過させてデシカントの脱湿
再生を行って該空調機から第２の空間に放出し、さらに
全熱交換後の前記第２の空気系統の空気を該空調機から
第１の空間に放出することを特徴とする空調機。 - 【請求項２】 ヒートポンプに蒸気圧縮式ヒートポンプ
を用いたことを特徴とする請求項１に記載の空調機。 - 【請求項３】 ヒートポンプに吸収式ヒートポンプを用
いたことを特徴とする請求項１に記載の空調機。 - 【請求項４】 冷房時において、第１の空気系統が室内
からの排気であり、第２の空気系統が外気の導入である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空
調機。 - 【請求項５】 暖房時において、第１の空気系統が外気
の導入であり、第２の空気系統が室内からの排気である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空
調機。 - 【請求項６】 ヒートポンプが空調空間の顕熱負荷を冷
却する作用を有してい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空調機。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載の空調
機を外調機とし、顕熱処理用の空調機を併設したことを
特徴とする空調システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197697A JPH10205815A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 空調機及び空調システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2197697A JPH10205815A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 空調機及び空調システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10205815A true JPH10205815A (ja) | 1998-08-04 |
Family
ID=12070069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2197697A Pending JPH10205815A (ja) | 1997-01-21 | 1997-01-21 | 空調機及び空調システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10205815A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291586A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Daikin Ind Ltd | 空気調和システム |
| JP2005291587A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Daikin Ind Ltd | 空気調和システム |
| JP2005291585A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Daikin Ind Ltd | 空気調和システム |
| CN107327981A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-11-07 | 江苏紫东建筑科技股份有限公司 | 多功能高效节能溶液除湿新风机组 |
-
1997
- 1997-01-21 JP JP2197697A patent/JPH10205815A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005291586A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Daikin Ind Ltd | 空気調和システム |
| JP2005291587A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Daikin Ind Ltd | 空気調和システム |
| JP2005291585A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Daikin Ind Ltd | 空気調和システム |
| JP4513381B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-07-28 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和システム |
| JP4513382B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-07-28 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和システム |
| JP4513380B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2010-07-28 | ダイキン工業株式会社 | 空気調和システム |
| CN107327981A (zh) * | 2017-09-01 | 2017-11-07 | 江苏紫东建筑科技股份有限公司 | 多功能高效节能溶液除湿新风机组 |
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