JPH10205819A

JPH10205819A - 空調機及び空調システム

Info

Publication number: JPH10205819A
Application number: JP2198097A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Maeda; 健作前田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-01-21
Filing date: 1997-01-21
Publication date: 1998-08-04

Abstract

(57)【要約】【課題】同一の空気の流通経路による冷暖房のための
空気系統入れ替え用ダンパが不要となり設備が簡素化で
き、各々の運転条件に即したデシカントの選定と使用で
運転特性を最適化できる空調機を提供する。【解決手段】第１の空気経路及び第２の空気経路の空
気の間で全熱交換を行なう全熱交換器と、空気経路の一
方の前記全熱交換器より下流側の空気を加熱する高熱源
と、他方の前記全熱交換器より下流側の空気を冷却する
低熱源とを供給するヒートポンプと、高熱源側の空気経
路の全熱交換器より上流側流路と高熱源より下流側の流
路に交互に接触可能に配置されたデシカントとを備えた
空調機において、第１の空気経路及び第２の空気経路の
双方に、それぞれデシカントを収容するデシカント収容
部と空気を該デシカント収容部の再生側及び吸着側に導
く再生経路及び吸着経路が設けられ、ヒートポンプは、
高熱源と低熱源の動作を切り替え可能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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空調機（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１１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。

【０００３】前記のような全熱交換器の動作は、図１２
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、前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。

【０００６】そこで、図２に示すように、外調機１を用
いて外気中の水分を除去し、空調における潜熱負荷を賄
うとともに、顕熱処理用の空調機（エアコン）３を用い
る空調システムが考えられる。

【０００７】このような場合に用いる外調機１として、
図１３に示すような空気中の水分を吸着するデシカント
１０３と全熱交換器１５３とヒートポンプ２００と２系
統の空気流通系統A,B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て除湿したのち、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全熱交換
させ、さらに全熱交換後の前記第２の空気系統の空気を
ヒートポンプの低熱源によって冷却したのち該空調機か
ら第１の空間に放出し、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の空間に放出する空調
機が考えられる。これは、冷房時において、第１の空気
系統を室内からの排気とし、第２の空気系統を外気とし
て、さらに暖房時において、第１の空気系統を外気と
し、第２の空気系統を室内からの排気として用いること
ができる。

【０００８】このような空調機の空気調和の部分の冷房
時の作動状態を、湿り空気線図である図３を参照して説
明すると、室内からの放出空気（RA：状態Q）は経路１
２４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
た放出空気は全熱交換器１５３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R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S）。全熱交換器１５３を出た放出空気はヒート
ポンプの加熱器（高熱源）２２０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。

【０００９】一方、導入される外気（導入空気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R）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R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）はヒートポンプの冷却器（低熱
源）２１０に送られ１５〜２０℃まで冷却される（状態
M）。冷却された放出空気は経路１１０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M）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
M）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。

【００１０】また、このように構成されたデシカント外
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。

【００１１】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Lと状態Q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Q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。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。

【００１２】また暖房運転においては、図４に示すよう
に、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。また外気
の水分を回収し露点温度を下げたのちヒートポンプで冷
却するので、デフロストの必要もなくなる。

【００１３】このように、冷房時および暖房時におい
て、外気処理が大幅に省エネになり、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。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな外調機１では、冷房時において、第１の空気系統が
室内からを排気とし、第２の空気系統を外気とし、一方
暖房時においては、第１の空気系統を外気とし、第２の
空気系統を室内からの排気として切り換える必要があ
り、冷房暖房の切り換えのため、建物の空調ダクト経路
又は空調機の給気、排気、換気、外気導入の各ダクトに
切り換えダンパを備える必要があり、設備を複雑にする
欠点があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するためになされたもので、請求項１に記載の発明
は、第１の空間から第２の空間に向かう第１の空気経路
及び第２の空間から第１の空間に向かう第２の空気経路
と、前記第１の空気経路及び第２の空気経路の空気の間
で全熱交換を行なう全熱交換器と、前記第１又は第２の
空気経路の一方の前記全熱交換器より下流側の空気を加
熱する高熱源と、他方の前記全熱交換器より下流側の空
気を冷却する低熱源とを供給するヒートポンプと、前記
高熱源側の空気経路の前記全熱交換器より上流側流路と
前記高熱源より下流側の流路に交互に接触可能に配置さ
れて、全熱交換器より上流側流路を流通する空気中の水
分の吸着と高熱源より下流側の流路の空気による再生を
繰り返すデシカントとを備えた空調機において、前記第
１の空気経路及び第２の空気経路の双方に、それぞれ前
記デシカントを収容するデシカント収容部と空気を該デ
シカント収容部の再生側及び吸着側に導く再生経路及び
吸着経路が設けられ、前記ヒートポンプは、高熱源と低
熱源の動作を切り替え可能に構成され、これにより前記
第１又は第２の空気経路のいずれを前記ヒートポンプの
高熱源及び低熱源と接触させるかを切り替えられるよう
にしたことを特徴とするデシカント空調機である。

【００１６】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場合に運転する場合と、暖房時にお
いて、第１の空間を屋外空間として第１の空気系統が外
気とし第２の空間を空調空間として排気を第２の空気系
統として運転する場合のいずれにおいても、第１若くは
第２のデシカントを停止又は除去し、ヒートポンプの高
低熱源の入れ替えることによって、同一の空気の流通経
路で冷暖房に対応することができて、冷暖房のための空
気系統入れ替え用ダンパが不要となり設備が簡素化でき
る。また各々冷暖房で水分の吸着条件や吸着量が異なる
ため、各々の運転条件に即したデシカントの選定と使用
が可能となり、運転特性を最適化できる。

【００１７】請求項２に記載の発明は、前記第１及び第
２の空気経路に、前記全熱交換器を出て前記高低の熱源
に至る前の空気を前記デシカントに導いて第２の吸着工
程を行なう追加の吸着経路を設けたことを特徴とする請
求項１に記載のデシカント空調機である。これにより、
一層のエネルギー効率の向上が図られる。

【００１８】請求項３に記載の発明は、前記デシカント
収容部の双方にデシカントが収容され、ヒートポンプの
高熱源と接触させられる側のデシカントが前記吸着経路
及び再生経路の間で交互に移動させられるようになって
いることを特徴とする請求項１に記載のデシカント空調
機である。

【００１９】請求項４に記載の発明は、ヒートポンプの
低熱源と接触させられる側のデシカントを前記デシカン
ト収容部から除去可能になっていることを特徴とする請
求項１に記載のデシカント空調機である。

【００２０】請求項５に記載の発明は、デシカントがロ
ーター状をしており、ローターを回転することによって
前記吸着経路及び再生経路間を移動するよう構成したこ
とを特徴とする請求項１に記載の空調機である。

【００２１】請求項６に記載の発明は、前記第１の空間
が室内空間であり、前記第２の空間が室外空間であり、
冷房時には第１の空気経路を高熱源と接触させ、暖房時
には第２の空気経路を高熱源と接触させるようにしてい
る請求項１に記載の空調機である。

【００２２】請求項７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に記載の空調機である。

【００２３】請求項８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
に記載の空調機である。

【００２４】請求項９に記載の発明は、前記デシカント
収容部と前記ヒートポンプの高低熱源を内蔵する集合組
立体と、全熱交換器を内蔵する集合組立体を各々別個の
組立体としたことを特徴とする請求項１に記載の空調機
である。

【００２５】請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至
９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であ
る。

【００２６】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。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る空調システムの実施例を
図面を参照して説明する。図１は本発明のデシカント空
調機の構成を示す第１の実施例である。これは、図２に
示したような空調システムの外調機として用いられる。
図２の空調システムは、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
空調機（外調機）１とを併用するものである。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。

【００２８】空調機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１０３A、１０３Bと全熱交換
器１５３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（第１の空間）の空気を室外（第２の空間）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とデシカントロータ１０３A、１０３Bを収容
する空間が設けられ、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２２１３３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。

【００２９】この空調機は、室内（第１の空間）の空気
を室外（第２の空間）に放出する放出経路A（第１の空
気系統）と、室外（第２の空間）の空気を室内（第１の
空間）に導入する導入経路B（第２の空気系統）とを備
えており、これら第１及び第２の空気系統は、互いに同
じ構成要素を持ち、それらを同じように接続して、互い
に対称に構成されている。

【００３０】すなわち、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３２４J（記号RAとして図示）と送風
機１４０の吸込口とを経路１２４を介して接続し、送風
機１４０の吐出口は経路１２５を介して第１のデシカン
トロータ１０３Aを収容する空間の除湿空気（処理空
気）側に接続し、放出経路Aのデシカントロータ１０３A
を収容する空間の除湿空気（処理空気）側出口は、経路
１２６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１２７を介してヒート
ポンプの第１の熱交換器２２０と接続し、放出経路Aの
第１の熱交換器２２０出口は経路１２８を介してデシカ
ントロータ１０３Aを収容する空間の再生空気側に接続
し、放出経路Aのデシカントロータ１０３Aを収容する空
間の再生空気側出口は経路１２９を介して、外部空間
（第２の空間）への排気口３２９J（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。そ
してデシカントロータ１０３Aは冷房時には回転し、暖
房時には停止し、又は除去する様構成する。

【００３１】一方、外気導入経路Bは、外部空間（第２
の空間）との接続口３０７J（記号OAとして図示）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の吐出口を経路１０８Aを介し
て第２のデシカントロータ１０３Bを収容する空間の除
湿空気（処理空気）側に接続し、外気導入経路Bのデシ
カントロータ１０３Bの除湿空気（処理空気）側出口
は、全熱交換器１５３と経路１０８Bを介して接続し、
導入経路Bの全熱交換器１５３の出口を経路１０９を介
してヒートポンプの第２の熱交換器２１０と接続し、外
気導入経路Bのヒートポンプの第２の熱交換器２１０の
出口は経路１１０Aを介して、第２のデシカントロータ
１０３Bを収容する空間の再生空気側に接続し、外気導
入経路Bの第２のデシカントロータ１０３Bを収容する空
間の出口を経路１１０Bを介して、室内空間（第１の空
間）への給気口３１０J（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。そしてデシカ
ントロータ１０３Bは冷房時には停止し、又は除去し、
暖房時には回転する様構成する。

【００３２】前記ヒートポンプ２００は、圧縮機２３０
と、第１の熱交換器２２０と、第２の熱交換器２１０
と、冷房暖房でサイクルを可逆的に切り換える４方弁２
４０と、冷房用膨張弁２６０Aと、暖房用膨張弁２６０B
と、冷房時開の逆止弁２５０Aと、暖房時開の逆止弁２
５０Bと、冷媒経路２７１〜２７６で構成されている。
このヒートポンプ２００は、冷房運転時は図１に示す通
り、圧縮機２３０の入口につながる経路２７２と第２の
熱交換器２１０につながる経路２７７が連通する方向に
４方弁２４０が切り換えられ、第１の熱交換器２２０が
凝縮器として作用してヒートポンプの高熱源となり、第
２の熱交換器２１０が蒸発器として作用してヒートポン
プの低熱源となるように、また、暖房運転時は経路２７
２と第１の熱交換器２２０につながる経路２７３が連通
する方向に４方弁２４０が切り換えられ、第１の熱交換
器２２０が蒸発器として作用してヒートポンプの低熱源
となり、第２の熱交換器２１０が凝縮器として作用して
ヒートポンプの高熱源となるように構成されている。な
お、図中、丸で囲ったアルファベットK〜Vは、図３と対
応する冷房時の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。

【００３３】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冷房時の動作を、図
１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。

【００３４】室内からの放出空気（RA：状態Q）は経路
１２４を経て送風機１４０に吸引され、昇圧されて第１
のデシカントロータ１０３A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全熱交換器１５３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R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S）。全熱交換器１５３を出た放出空
気はヒートポンプの第１の熱交換器（冷房時は高熱源と
して作用する）２２０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
た放出空気は第１のデシカントロータ１０３A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１０３Aを通過した
放出空気は経路１２９を経て、排気（EX）として外部に
捨てられる。

【００３５】導入される外気（導入空気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１０８Aを経て、第２のデシカントロータ１０３Bを
収容する空間の吸着側に流入するが、前記の通り、冷房
時には停止し、又は除去しているため空気は状態変化せ
ず（状態K＝k）そのまま通過し、経路１０８Bを経て全
熱交換器１５３に至り、ここで放出空気（状態R）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R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て除湿冷却された空気（状態
L）はヒートポンプの第２の熱交換器（冷房時には低熱
源として作用する）２１０に送られ、１５〜２０℃まで
冷却される（状態M）。冷却された放出空気は経路１１
０Aを経て第２のデシカントロータ１０３Bを収容する空
間の再生空気側に流入するが、冷房時には停止し、又は
除去しているため空気は状態変化せず（状態M＝m）その
まま通過し、経路１１０Bを経て室内空間に供給され
る。

【００３６】このようにして得られる導入空気（給気：
状態M）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M）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。

【００３７】このように構成されたデシカント外調機の
ヒートポンプの作用について説明すると、ヒートポンプ
によって第２の熱交換器２１０では、導入空気を冷却し
顕熱を除去してエンタルピを低下させる作用をなし、さ
らに第１の熱交換器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１０３A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Lと状
態M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M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。

【００３８】今、状態Mを状態Qに等しくなるように設計
し、全熱交換器の効率を７０％とすると、線分QRは等エ
ンタルピ線に並行になる。従って点Qのエンタルピは点R
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K〜Qはエンタルピ差K〜Rに、エンタルピ差L〜Mはエ
ンタルピ差L〜Rに置き換えることができる。従って、エンタルピ差（K〜Q）：エンタルピ差（L〜M）＝エンタルピ差（K〜R）：エンタルピ差（L〜R）＝１０：３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、３／１０にな
り、７０％省エネルギとなる。

【００３９】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℃）。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、０．３×０．３＋０．７×０．７５＝０．６１５であるから、約３８％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。

【００４０】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
本実施例ではヒートポンプの冷媒を直接用いる事例を示
したが、代りに間接的に冷温水を用いる方法を利用して
も差し支えない。

【００４１】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。

【００４２】次に、この実施例の空調システムの暖房運
転の際の作用を説明する。暖房運転においては、室内の
状態と外気の状態が入れ替わり、図４に示す様に外気が
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。この暖房
時の作用について、作動状態を示す湿り空気線図である
図４を参照して説明する。図４は、冬季における暖房時
の作用を示す湿り空気線図である。この事例では一般的
な設定と同じく室内を乾球温度２２℃、相対湿度４０％
とし、外気を降雪時を想定して乾球温度０℃相対湿度９
０％とした場合の作用を示す。なお、図４中の状態を示
すアルファベットK〜Qは冷房時の状態との相似性を示す
ため、図４のみに適用する記号であって、図１に示す冷
房時の状態を示すアルファベットとは異なる。

【００４３】室内からの放出空気（RA：状態K）は経路
１２４を経て送風機１４０に吸引され、昇圧されて第１
のデシカントロータ１０３Aを収容する空間に流入する
が、前記の通り、暖房時には停止し又は除去されている
ため空気は状態変化せずそのまま通過し、全熱交換器１
５３に至り、ここで第２のデシカントロータ１０３Bで
除湿された外気（状態R）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Rを結ぶ直線上
に沿って状態変化して、エンタルピが低下し、温度およ
び絶対湿度が低下する（状態L）。全熱交換器１５３を
出た放出空気はヒートポンプの第１の熱交換器（暖房時
は低熱源として作用する）２２０に送られて０℃以下ま
で冷却される（状態M）。冷却された放出空気は第１の
デシカントロータ１０３Aを収容する空間の再生空気側
に流入するが、前記の通り、暖房時には停止し又は除去
されているため空気は状態変化せずそのまま通過し、経
路１２９を経て、排気（EX）として外部に捨てられる。

【００４４】この過程では、放出空気（状態L）がヒー
トポンプの低熱源となる冷却器２２０と接する際、工程
K〜Lの過程で空気の湿度が低下するため露点温度が低下
し、そのため冷却器２１０の伝熱面に着霜しにくくな
る。とくに降雪時のように状態Qの相対湿度が８０〜９
０％程度まで高くなっても、露点温度をマイナス３℃以
下に下げることができるとともに、状態Lの温度を導入
空気の気温より１０℃以上高くできるため、ヒートポン
プで熱回収する際の利用温度差を１３℃程度取ってもデ
フロストの必要がなく安定した作動を継続することがで
きる。

【００４５】一方、導入される外気（導入空気OA：状態
Q）は経路１０７を経て送風機１０２に吸引され、昇圧
されて経路１０８Aを経て、第２のデシカントロータ１
０３Bの吸着側に流入し、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
た導入空気は、経路１０８Bを経て全熱交換器１５３に
至り、ここで放出空気（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R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
および絶対湿度が上昇する（状態S）。エンタルピが上
昇し加湿加熱された空気（状態S）はヒートポンプの第
２の熱交換器（暖房時には高熱源として作用する）２１
０に送られ、４０〜５０℃まで加熱される（状態U）。
加熱された放出空気は経路１１０Aを経て第２のデシカ
ントロータ１０３B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）。第２の
デシカントロータ１０３Bを通過した導入空気は経路１
１０B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V）はエンタルピ及び絶対
湿度を室内空間よりも高くすることができる。即ち、導
入空気（給気：状態V）と室内空間（状態K）との間にエ
ンタルピ差および絶対湿度差を生じさせることが可能
で、これによって外気から水分を吸湿して室内空間の加
湿に利用できるとともに、エンタルピ差によって暖房効
果を発揮することもできる。

【００４６】このように構成されたデシカント外調機の
ヒートポンプの作用について説明すると、ヒートポンプ
によって第１の熱交換器２２０では、放出空気を冷却し
て顕熱を回収する作用をなし、さらに第２の熱交換器２
１０では、導入空気を加熱して相対湿度を低下させ、デ
シカント１０３B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、外部
空間から取り出した状態Qの導入空気を状態Rまで除湿す
る作用をひきおこし、前記の顕熱回収作用と併せて、給
気の状態（状態V）を室内（状態K）よりも高温高湿度に
変化させることができる。尚、ヒートポンプの第２の熱
交換器２１０で導入空気を加熱する際、加熱量が不足す
る場合には補助的手段としてホットガスバイパスや補助
ヒータを用いても差し支えない。

【００４７】このように構成した空調機によれば、第１
のデシカントロータまたは第２のデシカントロータのい
ずれかの選択と、それに連動してヒートポンプのサイク
ル切り換えによって、冷暖房の運転モードの切り換えが
可能で、切り換えダンパを必要としない。

【００４８】また、このように構成した空調機では、第
１のデシカントロータと第２のデシカントロータはそれ
ぞれ冷房専用、暖房専用となり、作動に際しての作動条
件が異なり、従って水分吸着量や湿度の条件が異なるた
め、各々の運転条件に即した別々のデシカントを選定し
使用することも可能となり、各々最適な条件で設計する
ことができ、運転特性を最適化できる。

【００４９】図５は、本発明の空調機部分の構成を示す
第２の実施例である。本実施例では、少なくとも第１の
デシカント１０３Aおよび第２のデシカント１０３Bとヒ
ートポンプ２００の第１の熱交換器２２０および第２の
熱交換器２１０を内蔵する集合組立体１Aと、少なくと
も全熱交換器１５３を内蔵する集合組立体１Bを各々別
個の組立体としたことを特徴とする空調機であって、集
合組立体１Aと集合組立体１Bを、ダクト経路１０８C、
１０９B、１２６B、１２７Bで接続し構成したものであ
る。

【００５０】この実施例を図１と対照すると、図１の経
路１０８Bを図５では経路１０８B、１０８C、１０８Dで
構成し、図１の経路１０９を図５では経路１０９A、１
０９B、１０９Cで構成し、図１の経路１２６を図５では
経路１２６A、１２６B、１２６Cで構成し、図１の経路
１２７を図５では経路１２７A、１２７B、１２７Cで構
成し、さらに各々の組立体１A、１Bの接続部には接続口
３０８J、３０８K、３０９J、３０９K、３２６J、３２
６K、３２７J、３２７Kを設けて、各々の組立体１A、１
Bを接続するよう構成している。このように構成するこ
とによって、組立体１Bとして既存の全熱交換器ユニッ
トを利用し、それに組立体１Aを接続することによって
本発明の請求項１乃至９のいずれかに記載の空調機の構
成を実現することができ、既設の空調システムではコス
トを下げることができる。本実施例の作用については、
第１の実施例と同様であるため省略する。

【００５１】図６（ａ）は本発明の外調機部分の構成を
示す第３の実施例である。この実施例においても、空調
機は、室内（第１の空間）の空気を室外（第２の空間）
に放出する放出経路A（第１の空気系統）と、室外（第
２の空間）の空気を室内（第１の空気）に導入する導入
経路B（第２の空気系統）とを備えており、これら第１
及び第２の空気系統は、互いに同じ構成要素を持ち、そ
れらを同じように接続して、互いに対称に構成されてい
る。この実施例が先の実施例と異なる点は、全熱交換器
１５３を出てヒートポンプ２００の低熱源に至る前の空
気をデシカントに導いて第２の吸着工程を行なう追加の
吸着経路が設けられている点である。すなわち、図６
（ｂ）のデシカントロータ詳細図に示すように、デシカ
ント収容部は、３つの空気の流通経路を有しており、放
出経路Aにおいては、全熱交換器１５３出口は、経路１
２７Aを介して第２のデシカントロータ１０３Bの除湿空
気（処理空気）の第２の吸着過程側に接続し、放出経路
Aのデシカントロータ１０３B出口は、経路１２７Bを介
してヒートポンプの第１の熱交換器２２０と接続し、放
出経路Aの第１の熱交換器２２０出口は経路１２８を介
してデシカントロータ１０３Aの再生過程側に接続し、
放出経路Aのデシカントロータ１０３Aの再生空気側出口
は経路１２９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。
一方、導入経路Bの全熱交換器１５３の出口は、経路１
０９を介して第１のデシカントロータ１０３Aの第２の
吸着過程側に接続し、導入経路Bのデシカントロータ１
０３Aの出口は経路１１０を介してヒートポンプ２００
の第２の熱交換器２１０と接続し、外気導入経路Bの第
２の熱交換器２１０の出口は経路１１１Aを介してデシ
カントロータ１０３Bの再生過程側に接続している。

【００５２】また、ヒートポンプ２００は、圧縮機２３
０と、第１の熱交換器２２０と、第２の熱交換器２１０
と、冷房暖房でサイクルを可逆的に切り換える４方弁２
４０と、冷房用膨張弁２６０Aと、暖房用膨張弁２６０B
と、冷房時開の逆止弁２５０Aと、暖房時開の逆止弁２
５０Bと、冷媒経路２７１〜２７６で構成されており、
冷房運転時は図６に示す通り経路２７２と経路２７７が
連通する方向に４方弁２４０が切り換えられ、第１の熱
交換器が凝縮器として作用してヒートポンプの高熱源と
なり、第２の熱交換器が蒸発器として作用してヒートポ
ンプの低熱源となり、暖房運転時は経路２７２と経路２
７３が連通する方向に４方弁２４０が切り換えられ、第
１の熱交換器が蒸発器として作用してヒートポンプの低
熱源となり、第２の熱交換器が凝縮器として作用してヒ
ートポンプの高熱源となるよう構成されている。なお図
中、丸で囲ったアルファベットK〜Vは、図７と対応する
冷房時の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。

【００５３】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冷房時の動作を、図
６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７を参照して説明する。

【００５４】室内からの放出空気（RA：状態Q）は経路
１２４を経て送風機１４０に吸引され、昇圧されて第１
のデシカントロータ１０３A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全熱交換器１５３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R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S）。全熱交換器１５３を出た放出空
気は第２のデシカントロータ１０３Bの第２の吸着過程
に流入するが、冷房時には停止しているため空気は状態
変化せず（状態S＝s）そのまま通過し、経路１２７Bを
経てヒートポンプの第１の熱交換器（冷房時には高熱源
として作用する）２２０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
した放出空気は第１のデシカントロータ１０３Aの再生
空気側に流入してデシカントロータ１０３Aの水分を除
去する（脱湿再生：状態V）。デシカントロータ１０３A
を通過した放出空気は経路１２９を経て、排気として外
部に捨てられる。

【００５５】導入される外気（導入空気：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１０８Aを経て第２のデシカントロータ１０３Bの
第１の吸着過程に流入するが、冷房時には停止している
ため空気は状態変化せず（状態K＝k）そのまま通過し、
全熱交換器１５３に至り、ここで放出空気（状態R）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R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）
は第１のデシカントロータ１０３Aの第２の吸着過程に
流入する。デシカントロータ１０３Aはデシカントロー
タ詳細図に示す通り、この前の工程（第１の吸着過程）
で放出空気（状態R）と接触して水分を吸着している
が、放出空気の状態Rに比べて導入空気の状態Lは全熱交
換器１５３の作用によって相対湿度が高くなるため、再
度水分吸着が行われ、導入空気は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M）。デシカン
トロータ１０３Aで除湿された導入空気（状態M）はヒー
トポンプの第２の熱交換器（冷房時には低熱源として作
用する）２１０に送られ１５〜２０℃まで冷却される
（状態N）。冷却された放出空気は経路１１１Aを経て第
２のデシカントロータ１０３Bの再生過程に流入する
が、冷房時には停止しているため空気は状態変化せず
（状態N＝n）そのまま通過し、経路１１１B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N）は除湿冷却されて、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N）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。

【００５６】このように構成されたデシカント外調機の
ヒートポンプの作用について説明すると、ヒートポンプ
によって第２の熱交換器２１０では、導入空気を冷却し
顕熱を除去してエンタルピを低下させる作用をなし、さ
らに第１の熱交換器２２０では、放出空気を加熱して相
対湿度を低下させ第１のデシカント１０３A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N）を室内（状
態Q）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。この実施例の外調機１で
は、状態Lと状態N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、この実施例の外調機
１を用いずに外気を導入した場合には状態Kと状態N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。

【００５７】今、状態Nを状態Qに等しくなるように状態
Rの相対湿度状態を設定して設計し、全熱交換器の効率
を７０％とした事例について図８の湿り空気線図を参照
して説明すると、水分吸着過程を示す線分QR、LMは等エ
ンタルピ線に並行になる。従って点Qのエンタルピは点R
のエンタルピに、点Mのエンタルピは点Lのエンタルピに
置き換えることができるため、外気負荷を示すエンタル
ピ差K〜Qはエンタルピ差K〜Rに、本発明のヒートポンプ
により同じ除湿効果を発揮する際の冷凍容量を示すエン
タルピ差M〜Nはエンタルピ差L〜Rに置き換えることがで
きる。従って、エンタルピ差（K〜Q）：エンタルピ差（M〜N）＝エンタルピ差（K〜R）：エンタルピ差（L〜R）＝１０：３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、３／１０にな
り、７０％省エネルギとなる。

【００５８】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℃）。これによる省エネル
ギ率は、 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、０．３×０．３＋０．７×０．７５＝０．６１５であるから、約３８％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。

【００５９】また図８において点線で示すような導入空
気系統に吸着工程L〜Mがない類似の空調機と比較する
と、吸着工程L〜Mがない類似の空調機では、状態Nを状
態Qに等しくなるように状態Rの相対湿度状態を設定して
設計すると、点Mの状態に全熱交換後の導入空気の状態
（l）を設定する必要があり、従ってデシカントと接触
後の空気の状態は点rで示す点になる。即ち放出空気の
水分吸着後の状態（R）は本方式の方が相対湿度が高く
て済むため、デシカントの再生温度も低くて済み、その
ためヒートポンプの温度ヘッドが低くなって、圧縮仕事
が小さくなり、ヒートポンプを省エネルギ化できる効果
が得られる。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】次に、暖房運転においては、図８において
室内の状態（RA）と外気の状態（OA）が入れ替わり、図
９に示すように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。この暖房時の作用について、作動状態を示
す図９を参照して説明する。図９は冬季における暖房時
の作用を示す湿り空気線図である。この事例では一般的
な設定と同じく室内を乾球温度２２℃、相対湿度４０％
とし、外気を降雪時を想定して乾球温度０℃相対湿度９
０％とした場合の作用を示す。なお図９中の状態を示す
アルファベットK〜Qは冷房時の状態との相似性を示すた
め、図９のみに適用する記号であって、図６（ａ）に示
す冷房時の状態を示すアルファベットとは異なる。

【００６３】室内からの放出空気（RA：状態K）は経路
１２４を経て送風機１４０に吸引され、昇圧されて第１
のデシカントロータ１０３Aに流入しするが、前記の通
り、暖房時には停止しているため空気は状態変化せずそ
のまま通過し、全熱交換器１５３に至り、ここで第２の
デシカントロータ１０３Bで除湿された外気（状態R）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Rを結ぶ直線上に沿って状態変化して、エン
タルピが低下し温度および絶対湿度が低下する（状態
L）。全熱交換器１５３を出た放出空気は、第２のデシ
カントロータ１０３Bの第２の吸着過程に流入する。デ
シカントロータ１０３Bはデシカントロータ詳細図に示
す通り、この前の工程（第１の吸着過程）で導入空気
（状態R）と接触して水分を吸着しているが、導入空気
の状態Rに比べて放出空気の状態Lは全熱交換器１５３の
作用によって相対湿度が高くなるため、再度水分吸着が
行われ、放出空気は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M）。デシカントロータ１０
３Bを出た放出空気はヒートポンプの第１の熱交換器
（暖房時には低熱源として作用する）２２０に送られ０
℃以下まで冷却される（状態N）。冷却された放出空気
は第１のデシカントロータ１０３Aの再生空気側に流入
するが、前記の通り、暖房時には停止しているため空気
は状態変化せずそのまま通過し、経路１２９を経て排気
（EX）として外部に捨てられる。この過程では、放出空
気（状態M）がヒートポンプの低熱源となる第２の熱交
換器２１０と接する際、工程L〜Mの過程で空気の湿度が
低下するため露点温度が低下し、そのため熱交換器２１
０の伝熱面に着霜しにくくなる。とくに降雪時のように
状態Qの相対湿度が８０〜９０％程度まで高くなって
も、露点温度をマイナス９℃程度に下げることができる
とともに、状態Mの温度を導入空気の気温より１０℃以
上高くできるため、ヒートポンプで熱回収する際の利用
温度差を２０℃程度取ってもデフロストの必要がなく安
定した作動を継続することができる。

【００６４】一方導入される外気（導入空気：OA：状態
Q）は経路１０７を経て送風機１０２に吸引され、昇圧
されて経路１０８Aを経て第２のデシカントロータ１０
３Bの第１の吸着過程に流入し、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
下した導入空気は、経路１０８Bを経て全熱交換器１５
３に至り、ここで放出空気（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Rを
結ぶ直線上に沿って状態変化して、エンタルピが増加し
温度および絶対湿度が増加する（状態S）。エンタルピ
が減少し除湿冷却された空気（状態S）は第１のデシカ
ントロータ１０３Aの第２の吸着過程に流入するが、前
記の通り、暖房時には停止しているため空気は状態変化
せずそのまま通過し、ヒートポンプの第２の熱交換器
（暖房時には高熱源として作用する）２１０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導入空気は第２のデシカント
ロータ１０３Bの再生空気側に流入してデシカントロー
タ１０３Bの水分を除去する（脱湿再生：状態V）。デシ
カントロータ１０３Bを通過した導入空気は経路１１１B
を経て、給気（SA）とし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V）は加熱加
湿されて、エンタルピ及び絶対湿度を室内空間よりも高
くすることができる。即ち導入空気（給気：状態V）と
室内空間（状態K）との間にエンタルピ差および絶対湿
度差を生じさせることが可能で、これによって外気から
水分を吸湿して室内空間の加湿に利用することができる
とともに、エンタルピ差によって暖房効果を発揮するこ
ともできる。

【００６５】このように構成されたデシカント外調機の
ヒートポンプの作用について説明すると、ヒートポンプ
によって第１の熱交換器２２０では、放出空気を冷却し
顕熱を回収する作用をなし、さらに第２の熱交換器２１
０では、導入空気を加熱して相対湿度を低下させデシカ
ント１０３B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、外部空間
から取り出した状態Qの導入空気を状態Rまで除湿する作
用をひきおこし、前記の顕熱回収作用と併せて、給気の
状態（状態V）を室内（状態K）よりも高温高湿度に変化
させることができる。尚、ヒートポンプの第２の熱交換
器２１０で導入空気を加熱する際、加熱量が不足する場
合には補助的手段としてホットガスバイパスや補助ヒー
タを用いても差し支えない。

【００６６】このように構成した空調機によれば、第１
のデシカントロータまたは第２のデシカントロータのい
ずれかの選択と、それに連動してヒートポンプのサイク
ル切り換えによって、冷暖房の運転モードの切り換えが
可能で、切り換えダンパを必要としない。

【００６７】また、このように構成した空調機では、第
１のデシカントロータと第２のデシカントロータはそれ
ぞれ冷房専用、暖房専用となり、作動に際しての作動条
件が異なり、従って水分吸着量や湿度の条件が異なるた
め、各々の運転条件に即した別々のデシカントを選定し
使用することも可能となり、各々最適な条件で設計でき
運転特性を最適化できる。

【００６８】図１０は本発明の空調機部分の構成を示す
第４の実施例である。本実施例では、少なくとも第１の
デシカント１０３Aおよび第２のデシカント１０３Bとヒ
ートポンプ２００の第１の熱交換器２２０および第２の
熱交換器２１０を内蔵する集合組立体１Aと少なくとも
全熱交換器１５３を内蔵する集合組立体１Bを各々別個
の組立体としたことを特徴とする空調機であって、集合
組立体１Aと集合組立体１Bを、ダクト経路１０８C、１
０９B、１２６B、１２７Bで接続し構成したものであ
る。図６と対照すると図６の経路１０８Bを図１０では
経路１０８B、１０８C、１０８Dで構成し、図６の経路
１０９を図１０では経路１０９A、１０９B、１０９Cで
構成し、図６の経路１２６を図１０では経路１２６A、
１２６B、１２６Cで構成し、図６の経路１２７Aを図１
０では経路１２７A、１２７B、１２７Cで構成し、さら
に各々の組立体１A、１Bの接続部には接続口３０８J、
３０８K、３０９J、３０９K、３２６J、３２６K、３２
７J、３２７Kを設けて、各々の組立体１A、１Bを接続す
るよう構成している。このように構成することによっ
て、組立体１Bとして既存の全熱交換器ユニットを利用
し、それに組立体１Aを接続することによって本発明の
空調機の構成を実現することができ、既設の空調システ
ムではコストを下げることができる。本実施例の作用に
ついては、第１の実施例と同様なため省略する。

【００６９】

【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、外気導入空気と全熱交換させ、さらに
全熱交換後の前記導入空気をヒートポンプの低熱源によ
って冷却して室内に放出するとともに、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
生を行う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空調機と、暖房時におい
て、外気からの導入空気とデシカントとを接触させたの
ち、放出空気と全熱交換させ、さらに全熱交換後の前記
放出空気をヒートポンプの低熱源によって冷却して外気
に放出するとともに、全熱交換後の前記導入空気を前記
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導入空
気の加湿加熱を行う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空調機とを、第
１のデシカントロータまたは第２のデシカントロータの
いずれかの選択と、それに連動してヒートポンプのサイ
クル切り換えによって、冷暖房の運転モードの切り換え
が可能に構成したことにより、冷房暖房の切り換えのた
め、建物の空調ダクト経路又は空調機の給気、排気、換
気、外気導入の各ダクトに切り換えダンパを備える必要
がなくなり、設備を簡単にしてコストを下げることがで
きるとともに、一部既存の全熱交換器を利用したコスト
ダウンも可能になり、更にこのように構成した空調機を
外調機として空調システムに用いることにより、外気処
理が大幅に省エネになり、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空調システムの外調機の第１の実
施例の基本構成を示す説明図である。

【図２】本発明の空調システムの全体構成を示す説明図
である。

【図３】図１の外調機の冷房時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。

【図４】図１の外調機の空気調和の部分の暖房時のデシ
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。

【図５】本発明に係る空調システムの外調機の第２の実
施例の基本構成を示す説明図である。

【図６】（ａ）は本発明に係る空調システムの外調機の
第３の実施例の基本構成を示す説明図、（ｂ）はデシカ
ントロータの詳細を示す図である。

【図７】図６の外調機の冷房時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。

【図８】同じく、図６の外調機の効率を説明するために
冷房時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。

【図９】図６の外調機の空気調和の部分の暖房時のデシ
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。

【図１０】（ａ）は本発明に係る空調システムの外調機
の第４の実施例の基本構成を示す説明図、（ｂ）はデシ
カントロータの詳細を示す図である。

【図１１】従来の空調システムの基本構成を示す説明図
である。

【図１２】従来の空調システムの空調サイクルを湿り空
気線図で示す説明図である。

【図１３】従来の空調システムを改良した空調システム
の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１デシカント外調機２室内空間３空調機（エアコン）１０２，１４０送風機１０３デシカントロータ１５３全熱交換器２００ヒートポンプ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

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の空間から第２の空間に向かう第１
の空気経路及び第２の空間から第１の空間に向かう第２
の空気経路と、前記第１の空気経路及び第２の空気経路の空気の間で全
熱交換を行なう全熱交換器と、前記第１又は第２の空気経路の一方の前記全熱交換器よ
り下流側の空気を加熱する高熱源と、他方の前記全熱交
換器より下流側の空気を冷却する低熱源とを供給するヒ
ートポンプと、前記高熱源側の空気経路の前記全熱交換器より上流側流
路と前記高熱源より下流側の流路に交互に接触可能に配
置されて、全熱交換器より上流側流路を流通する空気中
の水分の吸着と高熱源より下流側の流路の空気による再
生を繰り返すデシカントとを備えた空調機において、前記第１の空気経路及び第２の空気経路の双方に、それ
ぞれ前記デシカントを収容するデシカント収容部と空気
を該デシカント収容部の再生側及び吸着側に導く再生経
路及び吸着経路が設けられ、前記ヒートポンプは、高熱源と低熱源の動作を切り替え
可能に構成され、これにより前記第１又は第２の空気経
路のいずれを前記ヒートポンプの高熱源及び低熱源と接
触させるかを切り替えられるようにしたことを特徴とす
るデシカント空調機。
【請求項２】前記第１及び第２の空気経路に、前記全
熱交換器を出て前記高低の熱源に至る前の空気を前記デ
シカントに導いて第２の吸着工程を行なう追加の吸着経
路を設けたことを特徴とする請求項１に記載のデシカン
ト空調機。
【請求項３】前記デシカント収容部の双方にデシカン
トが収容され、ヒートポンプの高熱源と接触させられる
側のデシカントが前記吸着経路及び再生経路の間で交互
に移動させられるようになっていることを特徴とする請
求項１に記載のデシカント空調機。
【請求項４】ヒートポンプの低熱源と接触させられる
側のデシカントを前記デシカント収容部から除去可能に
なっていることを特徴とする請求項１に記載のデシカン
ト空調機。
【請求項５】デシカントがローター状をしており、ロ
ーターを回転することによって前記吸着経路及び再生経
路間を移動するよう構成したことを特徴とする請求項１
に記載の空調機。
【請求項６】前記第１の空間が室内空間であり、前記
第２の空間が室外空間であり、冷房時には第１の空気経
路を高熱源と接触させ、暖房時には第２の空気経路を高
熱源と接触させるようにしている請求項１に記載の空調
機。
【請求項７】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８】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９】前記デシカント収容部と前記ヒートポン
プの高低熱源を内蔵する集合組立体と、全熱交換器を内
蔵する集合組立体を各々別個の組立体としたことを特徴
とする請求項１に記載の空調機。
【請求項１０】請求項１乃至９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。