JPS6346353A - 排熱回収ヒ−トポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、クリーンルーム等の空気調和装置に設けられ
る排熱回収ヒートポンプに関する。

（従来の技術） 高い清浄度が要求されるクリーンルームの調温、調湿を
図る為、第４図の概略構成図に示す様な空気調和装置が
実用化されている。この空気調和装置には、クリーンル
ームＲと連通した給気ダクトＤ、及び排気ダクトＤ２内
にそれぞれ１台ずつの熱交換器ｔｔ、ｔｚを設け、それ
等に圧縮機ユニットＰによりフロン等の冷媒を循環させ
るヒートポンプ５が配設されている。この様なヒートポ
ンプ５では、一般に室内条件を満足させるに充分な熱出
力を持ち得ないので、給猟側の熱交換器１１は予熱、予
冷として用い、更にその下手側に主空気調和器２を設け
て調温及び調湿を行っている。

この主空気調和器２は冷媒蒸発器２１．加熱器２２゜加
湿器２３．フィルターＨ，から構成されている。

この主空気調和器２による除湿作用を更に説明する。す
なわち、給気を除湿する為には熱交換器１１及び冷媒蒸
発器２１により露点以下に冷却する必要かある。ところ
がこの除湿された給気は温度も下げられているので加熱
器２２により再熱して温度を上昇させる必要がある。こ
の再熱の熱源としてボイラ等、別の熱源（図示せず）を
使用しなければならなかった。

（問題点） 上述の様に、従来のヒートポンプでは再熱の為に別の熱
源を使用しなければならないのでその燃料費が大きな負
担となっていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決すべく為されたものである。

すなわち給気側及び排気側の熱交換器の他に第３の熱交
換器というべき別個の熱交換器を設け、給気の除湿、再
熱時には給気側の熱交換器を冷媒蒸発器とし、別個の熱
交換器を冷媒凝縮器として作動させるものである。

（作用） すなわち給気側の熱交換器において冷媒を気化させ、そ
の気化熱を給気から奪って冷却し除湿する。一方別個の
熱交換器においては冷媒を凝縮させ、その凝縮熱を先に
冷却、除湿された給気に与え再熱するものである。

（実施例） 以下図面に基づいて本発明による実施例を説明する。尚
前述の第３図で示した従来の空気調和装こと相違ない構
成部品については同一の番号を付して説明する。

第１図は本発明の排熱回収ヒートポンプによる空気調和
装この概略構成図である。図面に示す様に、クリーンル
ームＲと連通して給気ダクトＤ。

及び排気ダクトＤ２か設けられている。

給気ダクトＤ１は熱交換器１１及び主空気調和器２を介
してクリーンルームＲに給気するものである。この主空
気調和器２は別の冷却装置（図示せず）と接続された冷
媒蒸発器２１．別の熱源（図示せず）と接続された加熱
器２２．及び加湿器２３゜フィルタ−Ｈ１，フアンＦ、
から構成されている。

一方排気側は排気ダクトＤ２を介してフィルタ−Ｈ２，
熟交換器１２．フアンＦ２に連通し排気する構造である
。

又、上記２つの熱交換器１１．１２は後述する排熱回収
ヒートポンプ１の一部を構成している。排熱回収ヒート
ポンプｌは前記熱交換器１１と同１２の間に圧縮機１３
．受液器１４が設けられている。そして導管Ｉｓ、１５
・・・がこれ等を膨張弁１６．三方弁１７．四方弁１８
及び逆止弁１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを介して連
通している。更に三方弁１６と受液器Ｉ４の間には別個
の熱交換器である溢水生成用熱交換器３が設けられてい
る。この温水生成用熱交換器３は温水配管３１ａ、３１
ｂにより主空気調和器２内の加熱器２２と連通している
。温水配管３１ａの中間には循環ポンプ３２が設けられ
ている。

次に排熱回収ヒートポンプ１が給気を除湿する際の冷却
作用及び再熱作用を説明する。

すなわち圧縮機１３て圧縮高圧化されたフロン等の高圧
ガス状冷媒を三方弁１７を介して温水生成用熱交換器３
に流通させる（図中矢印方向）。ここで溢水生成用熱交
換器３を冷媒凝縮器として作動させ、高圧ガス状冷媒は
木Ｗに熱を放散して凝縮し液化される。次いでこの液状
冷媒な受液器１４を介して１膨張弁１６に流通させ低圧
化する。モして逆止弁１９ａを介して給気側の熱交換器
１１に流通させる。ここでこの熱交換器１１を冷媒蒸発
器として作動させ、低圧液状冷媒は気化する。その際給
気は熱を奪われ冷却される。その後この低圧ガス状冷媒
は四方弁１８を介して圧ｊｌｉ：１３に戻る。

又温水生成用熱交換器３から凝縮熱を吸収した水Ｗは温
水となって循環ポンプ３２により温水配管３１ａを通し
て加熱器２２に送られる。そこで温水はその熱を給気に
与え、低温水となって温水ｆ５！、管３１ｂを通して再
び温水生成用熟〉換器３に戻る。

つまり従来排気中に捨てられていた熱か末完り１の排熱
回収ヒートポンプｌによれば、給気の再熱に利用される
ことになる。尚加熱器２２にはボイラ（図示せず）等の
別の熱源からの温水も循環する様になっていて、必要な
場合には上記の再熱を補う。

又給気を再熱する必要がない場合、すなわち単に冷却す
る場合は三方弁１７を切換え（図中点線）、圧縮高圧化
された高圧ガス状冷媒を四方弁１８を介して排気側の熱
交換器１２に流通させる。ここでこの熱交換器１２を冷
媒凝縮器として作動させ凝縮熱を排気中に放散させる。

その後の冷媒の経路及び作用は上述の場合と同じである
ので説明は省略する。

一方排熱回収ヒートボンブｌの加熱作用については、通
常のヒートポンプと相違ないので簡略に説明する。

すなわち三方弁１７及び四方弁１８を切換え図中点線の
様に導管ｔｓ、ｉｓ・・・を連通する。そして図中矢印
と反対方向に冷媒を循環させ、その間に給気側の熱交換
器１１を冷媒凝縮器として作動させ凝縮熱を給気中に放
散して加熱し、又排気側の熱交換器１２を冷媒蒸発器と
して作動させ気化熱を排気中から奪うことになる。

第２図は本発明の排熱回収ヒートポンプの他の例による
空気調和装置の概略構成図である。図面に示す様にこの
例では、別個の熱交換器として再熱器４が設けられてい
る。しかもこの再熱器４は主空気調和器２の中に加熱器
２２とは別に配設される。そしてこの排熱回収ヒートポ
ンプ１により除湿を行う為に給気を冷却する場合には、
給気側の熱交換器１１を冷媒蒸発器として作動させ給気
から気化熱を奪って冷却し、一方再熱器４を冷媒凝縮器
として作動させ、その給気に凝縮熱を与えて再熱する。

つまりこの例の場合には、従来排気中に捨てていた凝縮
熱を直接給気に与えて再熱に利用する分けである。その
他の作用等については先の例と同じなので説明を省略す
る。

尚、上記２つの実施例において用いた三方弁１７を、第
３図の部分構Ｓ、図に示す様に２個の二方弁１７ａ、１
７ｂで鐙き換えることもできる。その場合には、再熱の
際二方弁１７ａ、１７ｂの夫々の弁開度を調整して圧縮
機１３からの高圧ガス状冷媒の流量を２方向に振り分け
、別個の熱交換器である温水生成用熱交換器３或いは再
熱器４へのｆｉｔ量を制御することにより凝縮熱量を変
えることができる。その結果理想的な再熱の調整がＭ　
１＃、になる。

（効果） 上述の様に本発明に係る排熱回収ヒートポンプによれば
、除湿の際に従来は排気中へ捨てていた凝縮熱を給気の
再熱に利用することができ、その結果再熱の為にボイラ
等別の熱源を使用する必要か殆どなくなり、従って別の
熱源に掛る燃料費を大幅に減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の排熱回収ヒートポンプによる空気調
和装置の概略構成図、 第２図は、本発明の排熱回収ヒートポンプの他の例によ
る空気温和装この概略構成図、第３図は、部分構成図、 第４図は、従来の空気調和装置の機略構成図である。 ｌ・・・排熱回収ヒートポンプ。 １１．１２・・・熱交換器、３・・・温水生成用熱交換
器。 ：１１ａ、３１ｂ　・・・温水配管、３２・・・循環ポ
ンプ。 ４・・・群熱器、　Ｗ・・・水。 代理人　　　　　　　弁理士　船　橋國則第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気調和装置の給気側と排気側とにそれぞれ熱交
   換器を配設し、且つ別個に熱交換器を設けた排熱回収ヒ
   ートポンプであって、給気を除湿、再熱する場合には給
   気側の熱交換器を冷媒蒸発器、別個の熱交換器を冷媒凝
   縮器として作動させ、給気を冷却する場合には給気側の
   熱交換器を冷媒蒸発器、排気側の熱交換器を冷媒凝縮器
   として作動させ、給気を加熱する場合には給気側の熱交
   換器を冷媒凝縮器、排気側の熱交換器を冷媒蒸発器とし
   て作動させる排熱回収ヒートポンプ。
2. （２）前記別個の熱交換器を温水生成用熱交換器とし、
   給気の除湿、再熱時には該温水生成用熱交換器内の温水
   を給気側の熱交換器の下手に配設された加熱器に送るこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排熱回収ヒ
   ートポンプ。
3. （３）前記別個の熱交換器を再熱器とし、該再熱器を給
   気側の熱交換器の下手に配設したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の排熱回収ヒートポンプ。