WO1998046957A1 - Systeme de climatisation et son procede de mise en service - Google Patents

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WO1998046957A1
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    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning system, and more particularly to an air conditioning system capable of continuously performing a desiccant moisture adsorption process and a desiccant regeneration process using a heat pump.
  • FIG. 8 shows the prior art disclosed in USP 4,430,864, which includes a process air path A, a regeneration air path B, and two desiccant beds.
  • This heat pump 200 is composed of heat exchangers 220, 2 embedded in two desiccant beds 103A, 103B.
  • One desiccant bed passes through the processing air to perform the adsorption step, and the other desiccant passes through the regeneration air to perform the regeneration step.
  • the four-way switching valves 105 and 106 are switched to flow the regeneration and processing air to the opposite desiccant bed to perform the reverse process.
  • a heat amount corresponding to the cooling effect ⁇ Q is directly applied to the heat pump (refrigerator). You. In other words, it cannot provide an effect that exceeds the capacity of the heat pump (refrigerator). Therefore, the effect of simply making the device complicated cannot be obtained. Therefore, in order to solve such a problem, as shown in Fig. 9, a high-temperature heat source 220 of a heat pump is arranged in the regeneration air path B, and the regeneration air is heated.
  • the desiccant 103 uses a desiccant port that rotates over both the processing air path A and the regeneration air path B.
  • Heat pumps used in such applications require a high heat source temperature of 65 ° C or higher for desiccant regeneration and a low heat source temperature of about 10 ° C for cooling of the processing air.
  • Fig. 11 shows a vapor compression refrigeration cycle having such a high heat source temperature and a low heat source temperature drawn on a Moriel diagram of the refrigerant HFC134a.
  • the temperature rise of the heat pump is 55 ° C, and the pressure ratio and compression power are close to those of a conventional air conditioner (air conditioner) heat pump using refrigerant HFCFC22.
  • a heat pump for desiccant air conditioning can be configured using a compressor for the refrigerant HCFC22, and if the sensible heat of superheated steam (80 ° C in the figure) at the compressor outlet is used, regeneration is possible. It also increases the possibility of heating the air above the condensation temperature.
  • FIG. 12 shows the relationship between the change in the temperature of the refrigerant and the regeneration air and the change in the ruby.
  • the regeneration air is from 40 ° C to about 60 ° C.
  • the amount of heat that can be heated by the superheated refrigerant of the heat pump side occupies only 12% of the total heat generation as shown in Fig. 11. Therefore, even if the regenerated air is heated with the remaining 12% heat,
  • the sensible heat of the superheated steam at the compressor outlet hardly contributes to the temperature rise of the regenerated air, and as a result, the regenerated air at a temperature lower than the condensing temperature (6 in the figure) 2.
  • the desiccant must be regenerated at 7 ° C).
  • the higher the temperature the higher the desiccant's hygroscopic capacity after regeneration tends to be.
  • the present invention increases the temperature of superheated steam of a refrigerant after compression of a heat pump, that is, increases the amount of sensible heat in the amount of heat released from a high heat source of a heat pump.
  • the regenerated air is then heated to increase the desiccant's ability to absorb moisture, to provide an air conditioner system that excels in dehumidification and saves energy.
  • a heat source for desiccant regeneration so that desiccant alone can be regenerated before start-up, and at the same time, dehumidification-based operation when the sensible heat ratio is small can be supported at the same time.
  • the present invention has been made in view of the above points, and is intended to reduce the refrigerant flowing into a compressor of a heat pump of an air conditioning system that is capable of continuously performing a moisture adsorption process using a desiccant and a desiccant regeneration process using a heat pump.
  • Heating with regenerated air after desiccant regeneration increased the temperature of the superheated steam after compression, i.e., ruby, and increased the ratio of sensible heat to the amount of heat released by the heat source of the heat pump.
  • the heat exchange with the regeneration air raises the desiccant regeneration temperature and increases the desiccant's ability to absorb moisture
  • the heat pump's low heat source heat exchanger is used for both process air and regeneration air.
  • the invention described in claim 1 has been made to achieve the above object. It has a desiccant that adsorbs moisture in the processing air and a compressor, and uses a low heat source for the processing air and a high heat source for the regeneration air. And a heat pump which operates as a heat pump and supplies heat for desiccant regeneration to the regeneration air, the refrigerant flowing into the compressor of the heat pump is added by the regeneration air after desiccant regeneration.
  • This is an air conditioning system characterized by increasing the temperature of the refrigerant after compression by heating and then exchanging heat with the regenerated air before the decantation regeneration.
  • the refrigerant flowing into the compressor of the heat pump is heated by the regenerated air after desiccant regeneration to increase the temperature of the superheated steam after compression, that is, the enthalpy, and accounts for the amount of heat released by the high heat source of the heat pump.
  • the regenerating temperature of the desiccant can be increased, and the desiccant's ability to absorb moisture can be increased.
  • the invention according to claim 2 has a desiccant that adsorbs moisture in the processing air and a compressor, and operates as a low heat source for the processing air and a high heat source for the regeneration air for desiccant regeneration into the regeneration air.
  • An air conditioning system comprising a heat pump for supplying heat to the heat pump, wherein the low heat source heat exchanger of the heat pump comprises at least two heat exchangers, and the first low heat source heat exchanger is downstream of the desiccant.
  • the second low heat source heat exchanger has a heat exchange relationship with the downstream processing air, and the refrigerant flowing into the compressor has the first low heat source heat exchange relationship with the desiccant downstream regeneration air.
  • the invention according to claim 3 is a desiccant that adsorbs moisture in the processing air; Process air passing through the desiccant in an air conditioning system that has a compressor and a heat pump that operates using the process air as a low heat source and the regenerated air as a high heat source to supply the regenerated air with heat for desiccant regeneration And a flow section for the regeneration air are divided into at least a first section for performing the moisture adsorption step of the treated air and a second section for performing the regeneration step using the regeneration air, and the desiccant is divided into the first section and the second section.
  • the heat pump comprises at least a compressor, first and second two low heat source heat exchangers and one high heat source heat exchanger, and
  • the path of the processing air is configured to be supplied to the air-conditioned space after passing through the first section of the desiccant, passing through the first low-heat-source heat exchanger of the heat pump, and providing the path of the regeneration air.
  • High heat source heat exchange of the heat pump After passing through the second section of the desiccant through the heat exchanger, further through the second low heat source heat exchanger of the heat pump, and then to the outside, and flows into the compressor of the heat pump A path through which the refrigerant flows from the first low heat source heat exchanger to the compressor via the second low heat source heat exchanger, or conversely, a refrigerant flowing into the compressor flows from the second low heat source heat exchanger to the first low heat source heat exchanger.
  • An air conditioning system characterized by selectively flowing one of the paths flowing into the compressor through a low heat source heat exchanger.
  • the desiccant adsorption step and the regeneration step are configured to be performed continuously, and the refrigerant flowing to the two low heat source heat exchangers of the heat pump, which has a heat exchange relationship with the processing air and the regeneration air, is formed.
  • the refrigerant flowing into the heat pump compressor is heated with the regenerated air after desiccant regeneration to increase the temperature of the superheated vapor after compression, i.e., the heat generated by the heat pump, and is released from the heat source of the heat pump.
  • the invention according to claim 4 is configured such that the desiccant has a mouth shape, and the desiccant rotates to return to the first section through the first section and the second section by rotating.
  • the desiccant is roto-shaped and the desiccant is rotated so that the desiccant adsorption treatment by the desiccant and the desiccant regeneration treatment by heating using the superheated steam of the heat pump refrigerant are continuously performed. Can be obtained.
  • the invention according to claim 5 is characterized in that the refrigerant flowing into the compressor of the heat pump is compressed by selecting a path from the first low heat source heat exchanger to the compressor via the second low heat source heat exchanger. After the refrigerant flowing into the unit is heated with the regenerated air after desiccant regeneration, the temperature of the compressed refrigerant is raised, and then heat exchange is performed with the regenerated air before desiccant regeneration in the high heat source heat exchanger of the heat pump.
  • the invention according to claim 6 is characterized in that the refrigerant flowing into the compressor of the heat pump is selected from a path through which the refrigerant flows from the second heat source heat exchanger through the first heat source heat exchanger to the compressor.
  • the air conditioning system according to any one of claims 2 to 4, wherein heat is recovered from the regenerated air after passing through the desiccant and the regenerated air before passing through the desiccant is heated.
  • the heat source for desiccant regeneration from the regeneration air is selected.
  • the invention according to claim 7 is the method for operating the air conditioning system according to any one of claims 2 to 4, wherein the flow of the regeneration air and the flow of the processing air are stopped, and the compressor of the heat pump is provided.
  • a path is selected for the refrigerant flowing into the compressor from the second low heat source heat exchanger through the first low heat source heat exchanger to the compressor, recovering heat from the regenerated air after passing through the desiccant and passing through the desiccant
  • This is an operation method of an air conditioning system characterized by regenerating a decant force before system operation by heating a previous regeneration air.
  • the desiccant is regenerated by obtaining a heat source for desiccant regeneration from the regenerated air without releasing the process air with insufficient dehumidification into the air-conditioned space at the time of start-up and suppressing moisture adsorption to the desiccant.
  • the time required for regeneration is reduced, the starting characteristics are excellent, and comfortable desiccant air conditioning can be provided.
  • the refrigerant flowing into the compressor of the heat pump flows from the first low heat source heat exchanger to the compressor via the second low heat source heat exchanger.
  • a four-way valve is provided as means for selecting a path or a path from the second low heat source heat exchanger to the compressor via the first low heat source heat exchanger, and the four-way valve is used to select an expansion valve.
  • the path connecting the first low heat source heat exchanger or the second low heat source heat exchanger can be selected, and the path connecting the second low heat source heat exchanger or the first low heat source heat exchanger to the compressor can be selected.
  • a valve is provided in the bypass path and the bypass path, and the first low-heat-source heat exchanger and the second low-heat-source heat exchanger are operated to recover heat from both the processing air and the regeneration air and pass through the desiccant.
  • the degree of opening of the bypass valve is adjusted to remove the unevaporated refrigerant to the first low heat source.
  • a four-way valve is provided as a means to select the flow path to the compressor, and two low heat source heat exchangers are branched from the path connecting the four-way valve through the expansion valve from the high heat source heat exchanger.
  • the air conditioner using the air conditioning system according to the sixth or eighth aspect is used when the sensible heat ratio of the air conditioning system is reduced to operate the dehumidifying body. This is the operation method of the key control system.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a first embodiment of an air conditioning system according to the present invention.
  • FIG. 2 is a Mollier diagram showing a refrigerant cycle in a heat pump of the air conditioner in FIG.
  • FIG. 3 is a psychrometric chart showing the operation of the decent air conditioning system of the embodiment of FIG. 1
  • FIG. 4 is a diagram of the regeneration air of the embodiment of FIG. 1 and the high pressure refrigerant of the heat pump serving as a heating source.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of change in the amount of heat and the temperature and the temperature.
  • FIG. 5 is a psychrometric chart showing the operation of the desiccant air-conditioning system of the embodiment of FIG. 1 in another setting.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a second embodiment of the air conditioning system according to the present invention
  • FIG. 7 shows an operation in the “cooling main body dehumidification” mode in the desiccant air conditioning system of the embodiment of FIG. Fig. 8 is a wet air chart
  • Fig. 8 shows a conventional desiccant air conditioning system
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the basic configuration of another conventional desiccant air conditioning system
  • FIG. 11 is a Mollier diagram illustrating the vapor compression refrigeration cycle of the conventional desiccant air-conditioning system shown in Fig. 9;
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the amount of change in the enzymatic ruby (calorific value) of the high-pressure refrigerant of the heat pump serving as the heating source and the regeneration air of the conventional example of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the amount of change in the enzymatic ruby (calorific value) of the high-pressure refrigerant of the heat pump serving as the heating source and the regeneration air of the conventional example of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a first embodiment of an air conditioning system according to the present invention, in which a steam compression heat pump 200 includes a compressor 260, a first low heat source heat exchange system. (Evaporator) 240, 2nd low heat source heat exchanger
  • the expansion valve 250 of this cycle is used as a compressor.
  • a four-way valve 270 is provided in the path leading to 260, and the flow direction of the refrigerant toward the suction port of the compressor 260 is changed by the four-way valve 270 to change the refrigerant flowing out of the expansion valve 250. Passes through the 4-way valve 270, the first low-heat-source heat exchanger (evaporator) 240, and the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230, in that order.
  • the refrigerant that is connected to the compressor inlet path 207 via the other path or exits the expansion valve 250 is a four-way valve 270, the second low heat source heat exchanger
  • the first low heat source heat exchanger (evaporator) 240 the low pressure refrigerant vapor has a heat exchange relationship with the treated air after passing through the desiccant 103
  • the second low heat source heat exchanger (Evaporator) The low-pressure refrigerant vapor forms a heat exchange relationship with the regenerated air after passing through the desiccant 103
  • the high-pressure heat exchanger (condenser) 230 converts the high-pressure refrigerant vapor into a desiccant. It is formed to have a heat exchange relationship with the regenerated air before passing through.
  • the desiccant drawer 103 is configured such that the desiccant rotates in a predetermined cycle across both the processing air path A and the regeneration air path B, as described in FIG. ing.
  • Processing air path A is air-conditioned
  • the first section which is connected to the suction port of the blower 102 for the introduction of the return air and the return air via the route 107, and the discharge port of the blower 102 performs the moisture adsorption process of the desiccant towel 103
  • the outlet of the processing air of the desiccant rotor 103 is connected to the sensible heat exchanger 104, which has a heat exchange relationship with the regeneration air, via the path 109.
  • the outlet of the processing air of the heat heat exchanger 104 is connected to the first low heat source heat exchanger (evaporator) 240 through the path 110, and the first low heat source heat exchanger (evaporator) )
  • the outlet of the processing air of 240 is connected to the humidifier 105 through the path 111, and the outlet of the processing air of the humidifier 105 is connected to the processing air outlet serving as the air supply port and the path 1 1 2 To form a cycle of process air.
  • the regeneration air path B is connected via a path 124 to the suction port of the blower 140 for introducing outside air to be the regeneration air, and the discharge roller of the blower 140 has a heat exchange relationship with the process air.
  • a sensible heat exchanger 104 is connected to the outlet of the regeneration air of the sensible heat exchanger 104, and a high heat source heat exchanger (condenser) 220 is connected through a path 126.
  • the outlet of the regenerative air of the high heat source heat exchanger (condenser) is connected to the second section of the desiccant outlet 103 through which the regenerating process using the regenerated air takes place via the route 127, and the desiccant rotor 1
  • the outlet of the regeneration air in the second section where the regeneration process is performed with the regeneration air of 03 is connected to the second low heat source heat exchanger (evaporator) 230 via the path 128, and the second low
  • the outlet of the regeneration air of the heat source heat exchanger (evaporator) 230 is connected to the external space via the path 129 to take in regeneration air from the outside and exhaust it to the outside.
  • circled alphabets K to U are symbols that indicate the state of air corresponding to FIG.
  • the four-way valve The flow direction of the refrigerant flowing toward the suction port of the compressor 260 by the 270 is determined by the refrigerant flowing out of the expansion valve 250, the four-way valve 270, and the first low heat source heat exchanger (evaporator) 2. 40, the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230, and then connected to the compressor inlet path 207 through another path of the four-way valve 270 I do.
  • the refrigerant evaporates from the treated air dehumidified by the desiccant 103 in the first low heat source heat exchanger (evaporator) 240 and evaporates, and passes through the path 205 to the second low heat source heat exchanger.
  • the heat source heat exchanger (evaporator) reaches 230.
  • it is heated by exchanging heat with the high-temperature regenerated air that has exited the desiccant rotor 103, and then heated to the route 206, the 4-way valve 270, and the route. After passing through 207, it is sucked and compressed by the compressor 260.
  • the compressed refrigerant flows into the high heat source heat exchanger (condenser) 220 through the path 201, and releases the sensible heat and latent heat of condensation of the superheated vapor of the refrigerant to the regenerated air before flowing into the desiccant 103.
  • the path 202 After passing through the path 202 and reaching the expansion valve 250 and decompressing and expanding there, it passes through the four-way valve 270 and the path 204 and the first low heat source heat exchanger (evaporator) 240 Reflux.
  • FIG. 2 is a Mollier diagram.
  • the refrigerant evaporates in the first low-heat-source heat exchanger (evaporator) 240 (state f), passes through the path 205 and reaches the second low-heat-source heat exchanger 230, where it is desiccant low-temperature heat exchanger.
  • the compressor 2 passed through route 206, the four-way valve 270, and route 207. Suctioned to 60 and compressed.
  • the compressed refrigerant (state b) flows into the high heat source heat exchanger (condenser) 220 via the path 201, and before the sensible heat of the superheated vapor of the refrigerant and the latent heat of condensation flow into the desiccant 103. It is released into the regenerated air and condensed (state d).
  • the condensed refrigerant reaches the expansion valve 250, where it is decompressed and expanded (state e).
  • the temperature-sensitive cylinder of the expansion valve 250 As shown in FIG.
  • 1, 255 is provided on a path 205 connecting the first low heat source heat exchanger (evaporator) 240 and the second low heat source heat exchanger 230. Due to this action, the state of the refrigerant flowing through the path 205 becomes superheated steam slightly overheated from the dry saturated steam, and the state of the refrigerant flowing through the second low heat source heat exchanger 230 becomes superheated steam. .
  • the heat transfer mode of the second low heat source heat exchanger 230 is a heat transfer that does not involve a phase change between the superheated steam of the refrigerant and the regeneration air, so that the heat transfer rate is low and regeneration after desiccant regeneration is performed.
  • a jacket may be formed to allow low-pressure saturated vapor to flow, or a coolant may be injected to cool the device.
  • the high heat source heat exchanger (condenser) 2 at the compressor outlet accordingly increases.
  • the refrigerant enthalpy at the entrance of the 20 inlet also increased, and the proportion of sensible heat in the heat transfer of the high heat source heat exchanger (condenser) 220 increased compared to the embodiment of Fig. 11, and the sensible heat was reduced by the heat pump. 30% of the total heating of 200, and 70% of latent heat (condensation heat).
  • the introduced return air (processed air: state) is sucked into the blower 102 via the passage 107, is boosted in pressure, and passes through the passage 108 to perform the moisture adsorption process at the desiccant outlet 103. It is sent to the first compartment, where the moisture in the air is adsorbed by the desiccant outlet overnight, the absolute humidity decreases, and the temperature of the air rises due to the heat of adsorption (state L).
  • the cooled air passes through the first low heat source heat exchanger (evaporator) 240 via the path 110 and is cooled (state N).
  • the cooled treated air is sent to the humidifier 105, and its temperature is reduced during the isoruby process by water injection or vaporization humidification (state P), and is returned to the air-conditioned space as air supply via route 112. It is.
  • the regeneration of the desiccant mouth 103 is performed as follows.
  • the outside air (state Q) used as the regeneration air is sucked into the blower 140 through the path 124, is pressurized, sent to the sensible heat exchanger 104, and cools the processing air to increase its temperature.
  • it is sent to the high heat source heat exchanger (condenser) 220 via the path 126 and is heated by the refrigerant vapor to increase the temperature (state S).
  • the regenerated air exiting the high heat source heat exchanger (condenser) 220 passes through the second section where the regeneration process of desiccant storm 103 is carried out, and removes moisture from the desiccant outlet.
  • the desiccant can be air-conditioned by repeating the desiccant regeneration and the dehumidification and cooling of the treated air.
  • the high heat source heat exchanger is used. (Condenser)
  • the proportion of sensible heat in the heat transfer of 220 increases, and sensible heat accounts for 30% of the total heating of heat pump 200 and latent heat (condensed heat) of 70%.
  • the heat source heat exchanger (condenser) 220 is designed so that the flow direction of the refrigerant and the flow direction of the regenerated air are countercurrent, and the high-temperature refrigerant vapor is desiccanted.
  • the regenerative air is generated by the sensible heat of superheated steam It is possible to heat the air to a temperature higher than the condensation temperature. Therefore, the desiccant's dehumidifying ability is improved compared to the past. This is explained below using examples.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of change in the enzymatic ruby (calorific value) of the high-pressure refrigerant of the heat pump 200 serving as the heating source and the regeneration air of the embodiment of FIG. 1 and the temperature.
  • the refrigerant of the heat pump 200 and the regeneration air exchange heat, the amount of change of the refrigerant and the regeneration ruby of the refrigerant and the regeneration air becomes the same from the heat balance.
  • the specific heat of air passes through a sensible heat change that is almost constant, it becomes a continuous straight line in the figure, and the refrigerant goes through a change in latent heat and a change in sensible heat.
  • the regenerated air at the outlet of the sensible heat exchange portion of the high heat source heat exchanger (condenser) 230 The temperature can be calculated from the heat balance, irrespective of the temperature of the heated steam of the refrigerant on the other side that exchanges heat.
  • the outlet temperature Ts of the superheated section is calculated from the heat balance as described above.
  • the decimation is performed at a temperature higher than the condensation temperature. Since the desiccant of Cantoreau 103 can be regenerated, the dehumidifying capacity of the desiccant can be improved as compared with the conventional one, and therefore, an air conditioning system with excellent dehumidifying capacity and energy saving is provided. be able to.
  • the method of using the exhaust accompanying the indoor ventilation as the regeneration air has been widely used in the desiccant air conditioner, but in the present invention, the exhaust from the room may be used as the regeneration air. An effect similar to that of the embodiment can be obtained.
  • the refrigerant evaporates by removing latent heat of evaporation from the regenerated air after regenerating the desiccant 103 in the second low heat source heat exchanger (evaporator) 230 and passes through the first Process air is stopped and passes without heat exchange, and passes through route 204, 4-way valve 270, and route 207 to the compressor. It is sucked into 260 and compressed.
  • the compressed refrigerant flows into the high heat source heat exchanger (condenser) 220 via the path 201, and the sensible heat and latent heat of condensation of the superheated vapor of the refrigerant are added to the regenerated air before flowing into the desiccant 103.
  • expansion valve 250 After release, it reaches expansion valve 250 through route 202, where it is decompressed and expanded. After passing through four-way valve 270 and route 206, the second low heat source heat exchanger (evaporator) Reflux to 230.
  • the temperature-sensitive cylinder 255 of the expansion valve 250 is as shown in Fig. 1. 57
  • the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230 is provided in the path 205 connecting the first low-heat-source heat exchanger 240, and flows through the path 205 by its action.
  • the state of the refrigerant is changed to superheated steam slightly superheated from the dry saturated steam, and in this state, passes through the first low-heat-source heat exchanger 240 and is sucked into the compressor 260. In this way, two expansion modes can be handled by one expansion valve.
  • the regeneration of the desiccant mouth is performed as follows.
  • the processing air (state) is stopped, and no air is supplied to the air-conditioned space. Therefore, air with insufficient dehumidification is not supplied, and water supply to the desiccant is suppressed.
  • Outside air (state Q) used as regenerative air is sucked into the blower 140 via the path 124, is boosted, and is sent to the sensible heat exchanger 104. However, since the processing air is stopped, heat exchange is performed.
  • the desiccant is regenerated by flowing only the regenerated air, but at the same time, the desiccant is regenerated in a short period of time to regenerate while suppressing the water supply to the desiccant.
  • the desiccant is normally operated at about 20 revolutions per hour during the desiccant storm, It takes about 3 minutes to complete the regeneration. If the water supply is suppressed, the regeneration can be completed within one revolution, and if the heat pump 200 can start up smoothly, the heat pump 2 Regeneration of the desiccant can be completed by adding the three minutes to the start-up time of 00 and the time required for the temperature rise in the desiccant storm.
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
  • the part of the vapor compression heat pump 200 includes a compressor 260, a first low heat source heat exchanger (evaporator) 240, and a second low heat source heat exchanger (evaporator). 230), a high heat source heat exchanger (condenser) 220, and an expansion valve 250, in addition to a vapor compression refrigeration cycle consisting of components, the expansion valve 250 of this cycle and the compressor 2
  • a four-way valve 270 is provided in the path leading to 600, and the flow direction of the refrigerant toward the suction port of the compressor 260 is changed by the four-way valve 270 to exit the expansion valve 250.
  • Refrigerant passes through the four-way valve 270, the first low-heat-source heat exchanger (evaporator) 240, and the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230 in that order, and the four-way valve 2
  • the refrigerant that is connected to the compressor inlet path 207 via the other path 70 or exits the expansion valve 250 is supplied to the four-way valve 270, the second low heat source heat exchanger (evaporation).
  • first low heat source heat exchanger (evaporator) 240 The first embodiment in which any one of the paths connected to the compressor inlet path 207 through another path of the four-way valve 270 passing through the other side can be selectively switched This is the same as the example, but in the present embodiment, the first low heat source heat exchanger 240 is further branched from a path 203 connecting the expansion valve 250 and the four-way valve 270. Paths 208 and 209 joining the path 205 connecting the second heat source heat exchanger 230 and the second low heat source heat exchanger 230, and a valve 280 provided in the bypass path.
  • a plurality of temperature sensing sections 290 A, 290 B, and 290 C are installed in paths 206, 205, and 204, respectively, through a controller 300.
  • the controller 300 has the following operation modes corresponding to the operation modes of “cooling”, “cooling main body dehumidification”, “dehumidification main cooling”, “dehumidification”, and “desiccant regeneration”. As shown in the table, the four-way valve 270, the temperature sensing section 290A to C, the valve 280 opening, and the blower 102 are controlled. Table Various operation modes and settings
  • the four-way valve 270 in the “cooling” mode, the four-way valve 270 is set so that the paths 203 and 204 communicate with each other, and the paths 206 and 207 communicate with each other. Then, the valve 280 is fully closed and the blower 102 is operated. In the "cooling-based dehumidification” mode, the four-way valve 270 is set so that the paths 203 and 204 communicate with each other, and the paths 206 and 207 communicate with each other. As the detection end, valve 280 opens and closes according to the load (sensible heat ratio) (adjusts so that the opening increases when the sensible heat ratio is small), and blower 102 operates.
  • the four-way valve 270 is set so that the routes 203 and 206 communicate with each other, and the routes 204 and 207 communicate with each other.
  • the valve 280 is opened and closed according to the load (sensible heat ratio) (adjusted so that the opening increases when the sensible heat ratio is large), and the blower 102 operates.
  • the “dehumidification” mode In this mode, the four-way valve 270 is set so that the paths 203 and 206 communicate with each other, and the paths 204 and 207 communicate with each other. 0 is fully closed and blower 102 is running.
  • the 4-way valve 270 is set so that the paths 203 and 206 communicate with each other, and the paths 204 and 207 communicate with each other. End, valve 280 is fully closed and blower 102 is stopped.
  • the low-pressure refrigerant vapor has a heat exchange relationship with the treated air after passing through the desiccant 103
  • the second low heat source heat exchanger (Evaporator) The low-pressure refrigerant vapor has a heat exchange relationship with the regenerated air after passing through desiccant 103
  • the high-pressure refrigerant vapor is desiccant in high heat source heat exchanger (condenser) 230.
  • the cycle that forms a heat exchange relationship with the regeneration air before passing through the heat exchanger is the same as in the first embodiment.
  • the “cooling” mode and the “desiccant regeneration” mode are the same as those in the embodiment of FIG. 1, and a description thereof will be omitted.
  • the “cooling-based dehumidification” mode In this operation mode, the sensible heat ratio of the air-conditioning load is small, and in the “cooling” mode, when the air-conditioning space becomes too cold, the sensible heat treatment capacity is reduced and the ratio of the latent heat load capacity can be increased. Is.
  • the cycle of the vapor compression refrigeration cycle of the desiccant air conditioner in the “cooling-based dehumidification” mode is described below.
  • the two-way valve 270 is set so that the paths 203 and 204 communicate with each other, and the paths 206 and 207 communicate with each other.
  • the valve is opened and closed according to the load (sensible heat ratio). Adjust so that the blower 102 operates.
  • the refrigerant evaporates from the treated air dehumidified by the desiccant 103 in the first low-heat-source heat exchanger (evaporator) 240, and evaporates.
  • the heat pump 200 recovers heat by the low heat source heat exchangers 230 and 240 provided in both the processing air and regeneration air paths, The heat with the mobility added is released by the high heat source heat exchanger (condenser) 220.
  • the refrigerant evaporates even in the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230, so that the superheat of the refrigerant at the compressor inlet does not increase as much as the operation in the “cooling” mode, and therefore, after compression.
  • the superheat temperature of the refrigerant does not increase, the sensible heat that can be used in the high heat source heat exchanger (condenser) 220 decreases, but the air conditioning load in this “cooling-based dehumidification” mode is higher than in the “cooling” mode. Since there is no practical problem, the desiccant can be regenerated by heating the regeneration air without any practical problems.
  • the introduced return air (processed air: state) is sucked into the blower 102 through the passage 107, pressurized, passes through the passage 108, and has moisture in the desiccant outlet 103 at the outlet.
  • the water is sent to the first compartment where the adsorption process is performed.
  • the moisture in the air is adsorbed by the desiccant trowel and the absolute humidity decreases, and the temperature of the air rises due to the heat of adsorption (state L).
  • the air whose humidity has dropped and the temperature has risen is sent to the sensible heat exchanger 104 via the path 109, where it is cooled by exchanging heat with outside air (regenerated air) (state M).
  • the cooled air passes through the first low-heat-source heat exchanger (evaporator) 240 via the path 110 and is cooled (state N), but the amount of cooling is determined by the amount of cooling by the first low-heat-source heat exchanger. Since the capacity is reduced by bypassing the evaporator (evaporator) 240, it becomes less than in the “cooling” mode, and the dry-bulb temperature is kept high.
  • the regeneration of the desiccant troy 103 is performed as follows.
  • the outside air (state Q) used as the regeneration air is sucked into the blower 140 through the path 124, pressurized and sent to the sensible heat exchanger 104, where it cools the processing air and raises its temperature.
  • the high heat source heat exchanger (condenser) 220 is sent to the high heat source heat exchanger (condenser) 220 via the path 126 and is heated by the refrigerant vapor to increase the temperature (state S). Furthermore, the regenerated air exiting the high-heat source heat exchanger (condenser) 220 passes through the second section of the desiccant outlet 103, where the regeneration process is performed, to remove moisture from the desiccant tower. The regenerating action is performed (state T) and sent to the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230 via path 128 to heat the refrigerant vapor where it lowers its temperature (state U) ), And is discarded to the outside as exhaust gas through route 12.
  • the high heat source heat exchanger (condenser) 222 contains heat recovered from the treated air in the first low heat source heat exchanger (evaporator) 240 and regeneration air. Both the heat recovered in the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230 is released from the heat exchanger, reducing the sensible heat load of the air-conditioning load and reducing the first low-heat-source heat exchanger (evaporator).
  • the “dehumidification” mode In this operation mode, the sensible heat ratio of the air conditioning load is small, and in the “cooling-based dehumidification” mode or the “dehumidification-based cooling” mode described below, if the air-conditioned space becomes too cold, the sensible heat treatment capacity is further reduced, and the latent heat is reduced. This is an operation mode in which the load can be processed.
  • the four-way valve 270 is set so that the paths 203 and 206 communicate with each other, and the paths 204 and 207 communicate with each other.
  • C is the detection end, valve 280 is fully closed, and blower 102 is running.
  • the refrigerant evaporates by removing the latent heat of evaporation from the regenerated air after regenerating the desiccant 103 in the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230, and passes through the path 205.
  • the low heat source heat exchanger 240 of 1 It reaches the low heat source heat exchanger 240 of 1 and exchanges heat with the processing air, and is sucked and compressed by the compressor 260 through the route 204, the four-way valve 270, and the route 207.
  • the compressed refrigerant flows into the heat source heat exchanger (condenser) 220 via the path 201, and the sensible heat and latent heat of condensation of the superheated vapor of the refrigerant are regenerated before flowing into the desiccant 103.
  • the expansion valve 250 After being released into the air, it reaches the expansion valve 250 via the path 202 and is decompressed and expanded there.
  • the second low heat source heat exchanger (evaporator) 2 Reflux After passing through the four-way valve 270 and the path 206, the second low heat source heat exchanger (evaporator) 2 Reflux to 30.
  • the first low heat source heat exchanger 240 exchanges heat with the process air. Although part of the refrigerant may be re-condensed due to the temperature difference, the refrigerant flowing into the compressor is superheated at 290 C at the outlet of the first low-heat-source heat exchanger 240. Therefore, when the degree of superheat of the temperature sensing section 290 C decreases due to recondensation, the expansion valve 250 is closed to lower the suction pressure, the refrigerant saturation temperature decreases, and the refrigerant does not condense again. It is possible to avoid causing the liquid to return to zero.
  • the introduced return air (processed air) is sucked into the blower 102 via the passage 107, pressurized, and sent to the first section of the desiccant rotor 103 where the moisture adsorption process is performed via the passage 108.
  • the moisture in the air is adsorbed by the desiccant tongue overnight, and the absolute humidity decreases, and the temperature of the air rises due to the heat of adsorption.
  • the air whose humidity has dropped and the temperature has risen is sent to the sensible heat exchanger 104 via route 109, where it is cooled by exchanging heat with outside air (regenerated air) (state M).
  • the cooled air reaches the first low-heat-source heat exchanger (evaporator) 240 through the path 110, while the second air has the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 240.
  • Low heat source heat exchanger (evaporator) Dry refrigerant evaporated in 230 is flowing and passes with little heat exchange.
  • the first low heat source heat exchanger (evaporator) The treated air that has exited 240 is sent to the humidifier 105, but this operation is for dehumidification, so the temperature in the air-conditioned space must not be too cold. Then, the humidifier 105 is stopped, and is returned to the air-conditioned space as air supply via the path 112 while maintaining the absolute humidity difference ⁇ from the air-conditioned space.
  • the desiccant troy is played as follows. Outside air (state Q) used as regenerated air is sucked into the blower 140 via the path 124, pressurized and sent to the sensible heat exchanger 104, where it cools the treated air and cools itself. Ascends and passes to high heat source heat exchanger (condenser) 220 via route 1 26 Then, it is heated by the refrigerant vapor and rises in temperature (state S). Further, the regenerated air exiting the high-heat-source heat exchanger (condenser) 220 passes through the second section where the regeneration process of the desiccant is performed, and removes the moisture at the desiccant outlet. It performs a regeneration action and is sent to the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230 via route 128, where it heats the refrigerant vapor and lowers itself, passing route 128 Discarded outside as exhaust.
  • evaporator low-heat-source heat exchanger
  • the desiccant can be air-conditioned by repeating the desiccant regeneration and the dehumidification and cooling of the treated air.
  • the high heat source heat exchanger is used. (Condenser)
  • the heat recovered in the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230 is released from the processing air to the condenser 220, so that the sensible heat load in the air conditioning load disappears, Even if the amount of heat that can be recovered in the low-heat-source heat exchanger (evaporator) 240 in 1) disappears, the heat is recovered in the second low-heat-source heat exchanger (evaporator) 230 to make up for it.
  • the desiccant can be played.
  • the “dehumidification-based cooling” mode In this operation mode, the sensible heat ratio of the air conditioning load is small, and in the “cooling-based dehumidification” mode, when the air conditioning space becomes too cold, the sensible heat treatment capacity is further reduced and the latent heat load can be processed. It is.
  • valve 280 opens and closes according to the load (sensible heat ratio) (adjusts so that the opening increases when the sensible heat ratio is large), and blower 102 operates. In this case, the refrigerant is regenerated from the desiccant 103 in the second low heat source heat exchanger (evaporator) 230.
  • Evaporation takes away latent heat of evaporation from the regenerated air, evaporates, and mixes with the unevaporated refrigerant flowing in from the bypass passage 209 in the passage 205 to become wet steam again to form the first low heat source heat exchanger (evaporator). ) 240, where it exchanges heat with the treated air and evaporates, and is sucked and compressed by the compressor 260 through the route 204, the four-way valve 270, and the route 207.
  • the compressed refrigerant flows into the high heat source heat exchanger (condenser) 220 through the path 201, and the sensible heat and latent heat of condensation of the superheated vapor of the refrigerant flows into the desiccant 103 before being regenerated.
  • the path 202 After passing through the path 202, it reaches the expansion valve 250, where it is decompressed and decompressed. After that, it passes through the four-way valve 270, the path 206 and the second low heat source heat exchanger (evaporator) 2 Reflux to 30.
  • the heat pump 200 heat is recovered by the low heat source heat exchangers 230, 240 provided in the paths of both the processing air and the regeneration air, and the recovered heat and the compressor operation The heat that has been applied is released from the heat source heat exchanger (condenser) 220.
  • the superheat of the refrigerant at the compressor inlet does not increase as much as the operation in the “cooling” mode, and the superheat temperature of the compressed refrigerant does not increase.
  • the sensible heat that can be used in the heat exchanger (condenser) 220 decreases, but the air-conditioning load in this “cooling-based dehumidification” mode is not as high as that in the “cooling” mode. To regenerate the desiccant.
  • the low heat source that mainly recovers heat is the second low heat source heat exchanger 230 into which the refrigerant that has flowed out of the expansion valve 250 flows first. It is suitable for cases where the sensible heat ratio is even smaller than in the “cooling-based dehumidification” mode, since a large amount of recovery is obtained.
  • various sensible heat ratios are set according to the operation modes of “cooling”, “cooling-based dehumidification”, “dehumidification-based cooling”, “dehumidification”, and “desiccant regeneration”. Air conditioning load.
  • the bypass paths 208 and 209 provided with the valve 280 are configured to branch off from a path connecting the expansion valve 250 and the four-way valve 270. When controlling the opening of 280 and the opening of the electronic expansion valve 250 in conjunction, the bypass path is branched from the path 202 between the condenser outlet and the electronic expansion valve 250. It does not matter.
  • the refrigerant flowing into the compressor of the heat pump of the air conditioning system capable of continuously performing the desiccant moisture adsorption process and the desiccant regeneration process using the heat pump is desiccanted.
  • Heating with the regenerated air after regeneration increases the temperature of the superheated vapor of the compressed refrigerant, that is, the heat generation rate, and increases the ratio of sensible heat to the amount of heat released from the high heat source of the heat pump.
  • the regeneration temperature of the desiccant can be raised, and the desiccant's moisture absorption capacity can be increased.
  • the low heat source heat exchanger of the heat pump is installed in both the processing air and the regeneration air, and the compressor is installed.
  • the invention may be applied to general dwellings or, for example, supermarkets, It is suitable for use in air conditioners for larger buildings used as chairs and the like.

Landscapes

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Description

明 細 書 空調システム及びその運転方法 技術分野
本発明は、 空調システムに係り、 特にデシカン トによる水分の吸着処 理とヒートポンプによるデシカン トの再生処理を連続的に行えるように した空調システムに関する。 背景技術
図 8は、 U S P 4， 4 3 0 , 8 64に開示された従来技術であり、 こ れは、 処理空気経路 Aと、 再生空気経路 Bと、 2つのデシカン トベッ ド
1 0 3 A, 1 0 3 Bと、 デシカン トの再生及び処理空気の冷却を行うヒ —トポンプ 2 0 0とを有している。 このヒートポンプ 2 0 0は、 2つの デシカン トベッ ド 1 0 3 A, 1 0 3 Bに埋設された熱交換器 2 2 0 , 2
1 0を高低熱源として用いるもので、 一方のデシカン トべッ ドは処理空 気を通過させて吸着工程を行い、 他方のデシカン トは再生空気を通過さ せて再生工程を行う。 この空調処理が所定時間行われた後、 4方切り換 え弁 1 0 5 , 1 0 6を切り換えて、 再生及び処理空気を逆のデシカン ト べッ ドに流して逆の工程を行う。
上記のような従来の技術においては、 ヒートポンプ 2 0 0の高低の熱 源と各デシカン トがそれぞれ一体化されていたために、 冷房効果△ Qに 相当する熱量がヒートポンプ （冷凍機） にそのまま負荷される。 すなわ ち、 ヒートポンプ （冷凍機） の能力以上の効果が出せない。 したがって- 装置を複雑にしただけの効果が得られない。 そこで、 このような問題点を解決するために、 図 9に示すように、 再 生空気経路 Bにヒ一トポンプの高温熱源 2 2 0を配して再生空気を加熱 し、 処理空気経路 Aにヒートポンプの低温熱源 2 4 0を配して処理空気 を冷却するとともに、 デシカン ト 1 0 3通過後の処理空気とデシカン ト 1 0 3通過前の再生空気との間で顕熱交換を行う熱交換器 1 0 4を設け ることが考えられる。 ここでは、 デシカン ト 1 0 3が、 処理空気経路 A と再生空気経路 Bの双方にまたがって回転するデシカン ト口一夕を用い ている。
これにより、 図 1 0の湿り空気線図に示すように、 ヒートポンプによ る冷却効果の他に、 処理空気と再生空気の間の顕熱交換による冷却効果 を併せた冷却効果 （ A Q ) を得ることができるので、 コンパク 卜な構成 で図 8の空調システムより高い効率を得ることができる。
このような用途に用いるヒートポンプには、 デシカン 卜の再生に必要 な高熱源温度として 6 5 °C以上の温度と、 処理空気の冷却に必要な低熱 源温度として 1 0 °C程度の温度が必要となる。 このような高熱源温度と 低熱源温度を持った蒸気圧縮式冷凍サイ クルを冷媒 H F C 1 3 4 aのモ リエル線図上に描く と図 1 1のようになる。 図 1 1に示すように、 ヒー トポンプの昇温幅は 5 5 °Cとなり、 圧力比や圧縮動力は冷媒 H C F C 2 2を用いた従来の空調 （エアコン） 用ヒートポンプに近くなる。 従って 冷媒 H C F C 2 2用の圧縮機を用いてデシカン ト空調用のヒー トポンプ を構成できる可能性があり、 しかも圧縮機出口の過熱蒸気 （図中 8 0 °C ) の顕熱を利用すれば再生空気を凝縮温度よりも高温に加熱できる可能性 もめる。
しかしながら、 この構成の空調システムにおいても、 図 9に示すヒ一 トポンプの高熱源熱交換器に再生空気の全量を通過させて熱交換させる 場合の冷媒および再生空気の温度変化とェン夕ルビ変化の関係を示すと 図 1 2のようになる。 図 1 2に示すように、 高熱源熱交換器 2 2 0の冷 媒が凝縮する凝縮熱伝達部分の温度効率を 8 0 %とすると、 再生空気は 4 0°Cから 6 0°C程度まで 2 0°Cの加熱されるが、 ヒートポンプ側の加 熱能力のうち冷媒の過熱蒸気で加熱できる熱量は図 1 1に示すように全 体の発熱の 1 2 %を占めるに過ぎない。 このため、 この残り 1 2 %の熱 で再生空気を加熱しても、
( 2 0 °C/ 0. 8 8 ) X 0. 1 2 = 2. 7 °C
しか昇温できないことになり、 従って圧縮機出口の過熱蒸気の顕熱は再 生空気の昇温には殆ど寄与せず、 結果的に凝縮温度よ りも低い温度の再 生空気 （図中 6 2. 7 °C) でデシカン トを再生せざるを得ない。
一方、 デシカン トにシリカゲルのような材料を用いる場合、 再生温度 としては 9 0 °Cまでの温度範囲では温度が高いほど再生後のデシカン ト の吸湿能力が高くなる傾向があるため、 再生空気の温度は高いほどデシ カン ト空調機の潜熱処理能力が高くなり、 冷房能力が向上する。 そのた め、 も しこのような目的で再生温度を高めるため凝縮温度を 7 5 °C程度 まで高く しょうとすると、 図 1 1の点線で示すようなサイクルとなり冷 媒の凝縮圧力が異常に高く （ 24. l k g/c m2) なり、 もはや冷媒 H C F C 2 2用の圧縮機を用いてデシカン ト空調用のヒートポンプを構成 できなくなるとともに、 圧縮動力が増加して成績係数も低下してしまう。 この発明は、 上記課題に鑑み、 ヒートポンプの圧縮後の冷媒の過熱蒸 気の温度すなわちェン夕ルビを増加させ、 ヒ一トポンプの高熱源で放出 する熱量に占める顕熱の割合を増加させたのち再生空気を加熱してデシ カン トの吸湿能力の増加を可能にして、 除湿能力に優れ、 かつ省エネル ギな空調システムを提供するともに、 処理空気と再生空気のいずれから もデシカン ト再生用の熱源を得られるようにすることによって、 始動前 にデシカン ト単独の再生を可能にし、 さらに顕熱比が小さい場合の除湿 主体の運転をも同時に対応可能にすることを目的とする。
本発明は前述した点に鑑みてなされたもので、 デシカン トによる水分 の吸着処理とヒートポンプによるデシカン トの再生処理を連続的に行え るようにした空調システムのヒートポンプの圧縮機に流入する冷媒をデ シカン ト再生後の再生空気で加熱して、 圧縮後の冷媒過熱蒸気の温度す なわちェン夕ルビを増加させ、 ヒートポンプの高熱源で放出する熱量に 占める顕熱の割合を増加させたのち再生空気と熱交換させることによつ て、 デシカン トの再生温度を高め、 デシカン トの吸湿能力の増加を可能 にするとともに、 ヒートポンプの低熱源熱交換器を処理空気と再生空気 の両方に設置して、 圧縮機に流入する冷媒の流れの向きを切り換えるこ とによって、 処理空気と再生空気のいずれからもデシ力ン ト再生用の熱 源を得られるようにして、 始動前にデシカン ト単独の再生を可能にし、 さらに顕熱比が小さい場合の除湿主体の運転をも同時に対応可能にして、 除湿能力に優れ、 かつ始動特性にも優れ、 かつ柔軟に空調負荷に対応で き、 かつ省エネルギな空調システムおよび運転方法を提供することを目 的とする。 発明の開示
上記目的を達成するためになされたもので、 請求項 1に記載の発明は. 処理空気中の水分を吸着するデシカン ト と、 圧縮機を有し、 処理空気を 低熱源、 再生空気を高熱源として動作して再生空気にデシカン ト再生用 の熱を供給するヒートポンプとを備えた空調システムにおいて、 前記ヒ 一トポンプの圧縮機に流入する冷媒をデシカン ト再生後の再生空気で加 熱することによって、 圧縮後の冷媒の温度を高めたのちデシ力ン ト再生 前の再生空気と熱交換させることを特徴とする空調システムである。
このようにヒ一トポンプの圧縮機に流入する冷媒をデシカン ト再生後 の再生空気で加熱して、 圧縮後の冷媒過熱蒸気の温度すなわちェンタル ピを高め、 ヒートポンプの高熱源で放出する熱量に占める顕熱の割合を 増加させたのち再生空気と熱交換させることによって、 デシカン トの再 生温度を高め、 デシカン 卜の吸湿能力を増加させることができる。
請求項 2に記載の発明は、 処理空気中の水分を吸着するデシカン トと、 圧縮機を有し、 処理空気を低熱源、 再生空気を高熱源として動作して再 生空気にデシカン ト再生用の熱を供給するヒ一トポンプとを備えた空調 システムにおいて、 前記ヒー トポンプの低熱源熱交換器を少なく とも 2 つの熱交換器で構成し、 第 1の低熱源熱交換器はデシカン トの下流側の 処理空気と熱交換関係をなし、 第 2の低熱源熱交換器はデシカン 卜の下 流側の再生空気と熱交換関係をなし、 圧縮機に流入する冷媒が第 1の低 熱源熱交換器から第 2の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路、 または逆に圧縮機に流入する冷媒が第 2の低熱源熱交換器から第 1の低 熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路のいずれかを選択的に流動す ることを特徴とする空調システムである。
このように、 処理空気および再生空気と熱交換関係にあるヒートポン プの 2つの低熱源熱交換器に流動する冷媒の流れの向きを選択的に切り 換えることによって、 処理空気と再生空気のいずれからもデシカン ト再 生用の熱源を得られるようにすることができ、 顕熱比が小さい場合の除 湿主体の運転や始動前のデシカン ト単独の再生運転にも対応可能にする ことができる。
請求項 3に記載の発明は、 処理空気中の水分を吸着するデシカン トと、 圧縮機を有し、 処理空気を低熱源、 再生空気を高熱源として動作して再 生空気にデシカン ト再生用の熱を供給するヒートポンプとを備えた空調 システムにおいて、 デシカン トを通過する処理空気および再生空気の流 路区画を少なく とも処理空気の水分吸着工程を行う第 1の区画と、 再生 空気による再生工程を行う第 2の区画とに分割し、 デシカン トが第 1の 区画、 第 2の区画を経て第 1の区画に戻るよう構成し、 かつ前記ヒート ポンプを少なく とも圧縮機と第 1および第 2の 2つの低熱源熱交換器と 1つの高熱源熱交換器で構成し、 かつ処理空気の経路をデシ力ン トの前 記第 1の区画を経て前記ヒ一 トポンプの第 1の低熱源熱交換器を経たの ち空調空間に供給するよう構成し、 かつ再生空気の経路を前記ヒ一トポ ンプの高熱源熱交換器を経てデシカン トの前記第 2の区画を経たのち更 に前記ヒ一トポンプの第 2の低熱源熱交換器を経たのち外部に導く よう 構成し、 かつ前記ヒ一トポンプの圧縮機に流入する冷媒が第 1の低熱源 熱交換器から第 2の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路、 また は逆に圧縮機に流入する冷媒が第 2の低熱源熱交換器から第 1の低熱源 熱交換器を経て圧縮機に流入する経路のいずれかを選択的に流動するこ とを特徴とする空調システムである。
このように、 デシカン 卜の吸着工程と再生工程を連続的に行えるよう に構成するとともに、 処理空気および再生空気と熱交換関係にあるヒ一 トポンプの 2つの低熱源熱交換器に流動する冷媒の流れの向きを選択的 に切り換えることによって、 処理空気と再生空気のいずれからもデシ力 ン ト再生用の熱源を得られるようにすることができ、 それによつて多様 な運転形態の一つとして、 ヒ一トポンプの圧縮機に流入する冷媒をデシ カン ト再生後の再生空気で加熱して、 圧縮後の冷媒過熱蒸気の温度すな わちェン夕ルビを高め、 ヒー トポンプの高熱源で放出する熱量に占める 顕熱の割合を増加させたのち再生空気と熱交換させて、 デシカン トの再 生温度を高め、 デシカン 卜の吸湿能力を増加させることができるととも に、 他の運転形態として冷媒の流れの向きを切り換えることによって、 顕熱比が小さい場合の除湿主体の運転や始動前にデシカン ト単独の再生 運転にも対応可能にすることができる。
請求項 4に記載の発明は、 デシカン トが口一夕形状をしており、 デシ カン トが回転することによって第 1の区画、 第 2の区画を経て第 1の区 画に戻るよう構成したことを特徴とする請求項 3に記載の空調システム である。
このように、 デシカン トをロー夕形状としデシカン 卜が回転するよう にしたことによってデシカン 卜による水分の吸着処理とヒートポンプの 冷媒の過熱蒸気を用いた加熱によるデシカン トの再生処理を連続的に行 えるようにすることができる。
請求項 5に記載の発明は、 ヒートポンプの圧縮機に流入する冷媒が第 1 の低熱源熱交換器から第 2の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する 経路を選択することによって、 圧縮機に流入する冷媒をデシカン ト再生 後の再生空気で加熱して、 圧縮後の冷媒の温度を高めたのちヒートポン プの高熱源熱交換器でデシカン ト再生前の再生空気と熱交換させること を特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の空調システムである。 このように、 処理空気と再生空気と熱交換関係にあるヒートポンプの 2つの低熱源熱交換器に流動する冷媒の流れの向きを選択することによ つて、 ヒ一トポンプの圧縮機に流入する冷媒をデシカン ト再生後の再生 空気で加熱して、 圧縮後の冷媒過熱蒸気の温度すなわちェン夕ルビを高 め、 ヒートポンプの高熱源で放出する熱量に占める顕熱の割合を増加さ せたのち再生空気と熱交換させることによって、 デシカン トの再生温度 を高め、 デシ力ン トの吸湿能力を増加させることができる。 請求項 6に記載の発明は、 ヒートポンプの圧縮機に流入する冷媒が第 2の低熱源熱交換器から第 1の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する 経路を選択することによって、 デシカン ト通過後の再生空気から熱回収 してデシカン ト通過前の再生空気を加熱することを特徴とする請求項 2 乃至 4のいずれかに記載の空調システムである。
このように、 処理空気および再生空気と熱交換関係にあるヒ一トポン プの 2つの低熱源熱交換器に流動する冷媒の流れの向きを選択すること によって、 再生空気からデシカン ト再生用の熱源を得られるようにする ことができ、 顕熱比が小さい場合の除湿主体の運転や始動前のデシカン ト単独の再生運転にも対応可能にすることができる。
請求項 7に記載の発明は、 請求項 2乃至 4のいずれかに記載の空調シ ステムの運転方法であって、 再生空気を流動させ、 かつ処理空気の流動 を停止して、 ヒートポンプの圧縮機に流入する冷媒が第 2の低熱源熱交 換器から第 1の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路を選択し、 デシカン ト通過後の再生空気から熱回収してデシカン ト通過前の再生空 気を加熱することによって、 システム運転前のデシ力ン 卜の再生を行う ことを特徴とする空調システムの運転方法である。
このように、 始動時に除湿が不十分な処理空気を空調空間に放出する ことなく、 しかもデシカン トへの水分吸着を抑制しつつ、 再生空気から デシカン ト再生用の熱源を得てデシカン トを再生するため、 再生に要す る時間が短くなり、 始動特性に優れ、 快適なデシカン ト空調を提供する ことができる。
請求項 8に記載の発明は、 ヒートポンプの圧縮機に流入する冷媒が第 1の低熱源熱交換器から第 2の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する 経路、 または第 2の低熱源熱交換器から第 1の低熱源熱交換器を経て圧 縮機に流入する経路を選択する手段として 4方弁を設け、 該 4方弁によ つて膨張弁と第 1の低熱源熱交換器または第 2の低熱源熱交換器を結ぶ 経路を選択可能にするとともに第 2の低熱源熱交換器または第 1の低熱 源熱交換器と圧縮機を結ぶ経路を選択可能にし、 かつ高熱源熱交換器か ら膨張弁を経て 4方弁を結ぶ経路から分岐して、 第 1の低熱源熱交換器 と第 2の低熱源熱交換器を結ぶ経路に合流するバイパス経路と該バイパ ス経路に弁を設け、 第 1の低熱源熱交換器および第 2の低熱源熱交換器 を作用させて処理空気および再生空気の両方から熱回収してデシ力ン ト 通過前の再生空気を加熱するする際に、 該バイパス弁開度を調節して未 蒸発の冷媒を第 1の低熱源熱交換器と第 2の低熱源熱交換器を結ぶ経路 中に導く ことを特徴とする請求項 2乃至 4のいずれかに記載の空調シス テムである。
このように、 圧縮機に流入する経路を選択する手段として 4方弁を設 け、 かつ高熱源熱交換器から膨張弁を経て 4方弁を結ぶ経路から分岐し て 2つの低熱源熱交換器の中間部に未蒸発の冷媒を選択的に導く ことが できるようにすることによって、 処理空気からデシカン ト再生用の熱源 を得る所謂冷房主体の運転形態、 及び処理空気と再生空気の両方からデ シカン ト再生用の熱源を得る所謂冷房除湿の運転形態、 再生空気からデ シカン ト再生用の熱源を得る所謂除湿主体の運転形態、 及び処理空気の 流動を停止して再生空気からデシカン ト再生用の熱源を得て行うデシ力 ン ト再生運転の運転形態のいずれの運転にも対応可能にすることができ る。
請求項 9に記載の発明は、 空調システムの顕熱比を小さく して除湿主 体の運転を行う際に請求項 6または 8に記載の空調システムを用いる空 調システムの運転方法である。
このように、 制御装置によって空調システムの運転方法を選択するこ とによって、 多様な顕熱比の空調負荷に対応することができる。 図面の簡単な説明
図 1は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 明図であり、 図 2は図 1の空調機のヒー トポンプにおける冷媒のサイク ルを示すモリエル線図であり、 図 3は図 1の実施例のデシ力ン 卜空調シ ステムの動作を示す湿り空気線図であり、 図 4は図 1の実施例の再生空 気および加熱源となるヒートポンプの高圧冷媒のェン夕ルビ （熱量） 変 化量と温度との関係を示す図であり、 図 5は図 1の実施例のデシカン ト 空調システムの他の設定の場合の動作を示す湿り空気線図であり、 図 6 は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 あり、 図 7は図 6の実施例のデシカン ト空調システムにおける 「冷房主 体除湿」 モードにおける動作を示す湿り空気線図であり、 図 8は従来の デシカン ト空調システムの基本構成を示す説明図であり、 図 9はさらに 他の従来のデシカン ト空調システムの基本構成を示す説明図であり、 図 1 0は図 9に示す従来のデシカン 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り、 図 1 1は図 9に示す従来例のデ シカン ト空調システムの蒸気圧縮式冷凍サイクルを説明するモリエル線 図であり、 図 1 2は図 9の従来例の再生空気および加熱源となるヒート ポンプの高圧冷媒のェン夕ルビ （熱量） 変化量と温度との関係を示す図 である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明に係るデシカン ト空調装置の実施例を図面を参照して説 明する。
図 1は本発明に係る空調システムの第 1の実施例の基本構成を示す図 であり、 このうち蒸気圧縮式ヒートポンプ 2 0 0の部分は、 圧縮機 2 6 0、 第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0、 第 2の低熱源熱交換器
(蒸発器） 2 3 0、 高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0、 膨張弁 2 5 0を 構成機器とした蒸気圧縮式冷凍サイクルに加え、 このサイクルの膨張弁 2 5 0から圧縮機 2 6 0に至る経路中に 4方弁 2 7 0を設け、 該 4方弁 2 7 0によって圧縮機 2 6 0の吸い込み口に向かう冷媒の流れ方向を、 膨張弁 2 5 0を出た冷媒が 4方弁 2 7 0、 第 1の低熱源熱交換器 （蒸発 器） 2 4 0、 第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0の順に通過して 4 方弁 2 7 0の他の経路を経て圧縮機入口の経路 2 0 7に接続されるか、 または膨張弁 2 5 0を出た冷媒が 4方弁 2 7 0、 第 2の低熱源熱交換器
(蒸発器） 2 3 0、 第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0の順に通過 して 4方弁 2 7 0の他の経路を経て圧縮機入口の経路 2 0 7に接続され るかの何れかの経路を選択的に切り換え可能に構成したものである。 そ して第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0において低圧の冷媒蒸気が デシカン ト 1 0 3通過後の処理空気と熱交換関係をなし、 かつ第 2の低 熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0において低圧の冷媒蒸気がデシカン ト 1 0 3通過後の再生空気と熱交換関係をなし、 かつ高熱源熱交換器 （凝縮 器） 2 2 0において高圧の冷媒蒸気がデシカン ト通過前の再生空気と熱 交換関係をなすよう形成したものである。
デシカン トロー夕 1 0 3は、 図 9において説明したものと同じように、 デシ力ン トが、 処理空気経路 Aと再生空気経路 Bの双方に跨がって所定 のサイクルで回転するよう構成されている。 処理空気経路 Aは、 空調空 間と還気導入用の送風機 1 0 2の吸い込み口と経路 1 0 7を介して接続 し、 送風機 1 0 2の吐出口はデシカン トロ一夕 1 0 3の水分吸着工程を 行う第 1の区画と経路 1 0 8を介して接続し、 デシカン トロータ 1 0 3 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 1 0 4と 経路 1 0 9を介して接続し、 顕熱熱交換器 1 0 4の処理空気の出口は第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0 と経路 1 1 0を介して接続し、 第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0の処理空気の出口は加湿器 1 0 5 と経路 1 1 1を介して接続し、 加湿器 1 0 5の処理空気の出口は給気口 となる処理空気出口と経路 1 1 2を介して接続して処理空気のサイクル を形成する。
一方、 再生空気経路 Bは、 再生空気となる外気導入用の送風機 1 4 0 の吸い込み口と経路 1 2 4を介して接続し、 送風機 1 4 0の吐出ロは処 理空気と熱交換関係にある顕熱熱交換器 1 0 4 と接続し、 顕熱熱交換器 1 0 4の再生空気の出口は高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0 と経路 1 2 6を介して接続し、 高熱源熱交換器 （凝縮器） の再生空気の出口はデシ カン ト口一夕 1 0 3の再生空気による再生工程を行う第 2の区画と経路 1 2 7を介して接続し、 デシカン トロータ 1 0 3の再生空気による再生 工程を行う第 2の区画の再生空気の出口は第 2の低熱源熱交換器 （蒸発 器） 2 3 0 と経路 1 2 8を介して接続し、 第 2の低熱源熱交換器 （蒸発 器） 2 3 0の再生空気の出口は外部空間と経路 1 2 9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。 なお、 図中、 丸で囲ったアルファベッ ト K〜Uは、 図 3 と対応する空気 の状態を示す記号である。
• 上述のように構成されたデシカン ト空調装置の蒸気圧縮式冷凍サイク ル部分のサイクルを次に説明する。 まず図 1 と同じように、 前記 4方弁 2 7 0によって圧縮機 2 6 0の吸い込み口に向かう冷媒の流れ方向を、 膨張弁 2 5 0を出た冷媒が 4方弁 2 7 0、 第 1の低熱源熱交換器 （蒸発 器） 2 4 0、 第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0の順に通過して 4 方弁 2 7 0の他の経路を経て圧縮機入口の経路 2 0 7に接続される場合 について説明する。 この場合冷媒は第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0でデシカン ト 1 0 3で除湿された処理空気から蒸発潜熱を奪って蒸 発し、 経路 2 0 5を経て第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0に至り ここでデシカン トロータ 1 0 3を出た高温の再生空気と熱交換して加熱 されたのち、 経路 2 0 6、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 7 を経て圧縮機 2 6 0に吸引され圧縮される。 圧縮された冷媒は経路 2 0 1 を経て高熱源熱 交換器 （凝縮器） 2 2 0に流入し冷媒の過熱蒸気の顕熱および凝縮潜熱 をデシカン ト 1 0 3に流入前の再生空気に放出したのち経路 2 0 2を経 て膨張弁 2 5 0に至りそこで減圧膨張した後、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 4を経て第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0に還流する。
このような冷媒のサイクルをモリエル線図である図 2を用いて説明す る。 冷媒は第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0で蒸発し （状態 f ) 、 経路 2 0 5を経て第 2の低熱源熱交換器 2 3 0に至りここでデシカン ト ロー夕 1 0 3を出た高温の再生空気と熱交換して加熱され過熱蒸気とな つた （状態 a ) のち、 経路 2 0 6、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 7を経て圧 縮機 2 6 0に吸引され圧縮される。 圧縮された冷媒 （状態 b ) は経路 2 0 1を経て高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0に流入し、 冷媒の過熱蒸気 の顕熱および凝縮潜熱をデシカン ト 1 0 3に流入前の再生空気に放出し て凝縮する （状態 d ) 。 凝縮した冷媒は膨張弁 2 5 0に至り、 そこで減 圧膨張した後 （状態 e ) 、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 4を経て第 1の低熱 源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0に還流する。 なお、 膨張弁 2 5 0の感温筒 2 5 5は、 図 1に示すように、 第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0 と第 2の低熱源熱交換器 2 3 0を結ぶ経路 2 0 5に設けられており、 そ の作用によって経路 2 0 5を流れる冷媒の状態は乾き飽和蒸気から若干 過熱された過熱蒸気となり、 第 2の低熱源熱交換器 2 3 0を流動する冷 媒の状態は過熱蒸気となる。 また第 2の低熱源熱交換器 2 3 0の伝熱形 態は冷媒の過熱蒸気と再生空気の相変化を伴わない伝熱となるため、 熱 通過率が低く、 しかもデシカン ト再生後の再生空気の温度はさほど高く ないため、 冷媒の過熱は適度に保たれるが、 冷媒の過熱によって駆動電 動機のオーバーヒー トを招くおそれがある場合には、 その対策として、 モ一夕のまわりにジャケッ トを形成して低圧の飽和蒸気を流動させるよ うに構成したり、 或いは冷媒液を噴射して冷却するよう構成しても差し 支えない。
この実施例では、 圧縮機 2 6 0入口の冷媒ェン夕ルビ （状態 a ) が再 生空気との熱交換によって増加するため、 それにつれて圧縮機出口で高 熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0入口の冷媒ェンタルピも上昇し、 図 1 1 の実施例に比べて高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0の伝熱量の内、 顕熱 が占める割合が増加し、 顕熱がヒートポンプ 2 0 0の全加熱量の 3 0 %、 潜熱 （凝縮熱） が 7 0 %の伝熱量となる。
次に前述のように構成され、 設定されたヒ一トポンプ 2 0 0を熱源と するデシカン ト空調システムの動作を図 3の湿り空気線図を参照して説 明する。 導入される還気 （処理空気 ：状態 ） は経路 1 0 7を経て送風 機 1 0 2に吸引され昇圧されて経路 1 0 8を経てデシカン ト口一夕 1 0 3の水分吸着工程を行う第 1の区画に送られ、 デシカン ト口一夕の吸湿 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つ 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 1 0 9を絰て顕熱熱交換器 1 0 4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 1 1 0を経て第 1 の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0を通過して冷却される （状態 N ) 。 冷却された処理空気は加湿器 1 0 5に送られ水噴射または気化式加湿に よって等ェン夕ルビ過程で温度低下し （状態 P ) 、 経路 1 1 2を経て給 気として空調空間に戻される。
一方、 デシカン ト口一夕 1 0 3の再生は次のように行われる。 再生空 気として用いられる外気 （状態 Q ) は経路 1 2 4を経て送風機 1 4 0に 吸引され昇圧されて顕熱熱交換器 1 0 4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 1 2 6を経て高熱源熱交換器 （凝縮 器） 2 2 0に送られて、 冷媒蒸気によって加熱されて温度上昇する （状 態 S ) 。 さらに高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0を出た再生空気はデシ カン トロー夕 1 0 3の再生工程を行う第 2の区画を通過してデシ力ン ト 口一夕の水分を除去し再生作用を行い （状態 T ) 、 経路 1 2 8を経て第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0に送られ、 ここで第 1の低熱源熱 交換器 （蒸発器） 2 4 0を出た冷媒蒸気を加熱して自らは温度低下し (状態 U ) 、 経路 1 2 9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 トによる空調を行うことができるが、 本実施例では、 前記のように高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0の伝熱量 の内、 顕熱が占める割合が増加し、 顕熱がヒートポンプ 2 0 0の全加熱 量の 3 0 %、 潜熱 （凝縮熱） が 7 0 %の伝熱量となるため、 高熱源熱交 換器 （凝縮器） 2 2 0を図 1に示すように冷媒の流れ方向と再生空気の 流れ方向が向流形となるようにして高温の冷媒蒸気がデシカン トに近い 側を流れるように構成することによって、 過熱蒸気の持つ顕熱で再生空 気の温度を凝縮温度よりも高い温度まで加熱することが可能となる。 そ のため、 デシカン トの除湿能力が従来に比べて向上する。 以下に事例を 用いて説明する。
図 4は図 1の実施例の再生空気および加熱源となるヒートポンプ 2 0 0の高圧冷媒のェン夕ルビ （熱量） 変化量と温度との関係を示す図であ る。 ヒートポンプ 2 0 0の冷媒と再生空気が熱交換する場合には、 熱収 支バランスから、 冷媒及び再生空気のェン夕ルビの変化量は同じになる。 また空気は比熱がほぼ一定の顕熱変化を経るため、 図中連続した直線と なり、 冷媒は潜熱変化と顕熱変化を経るため、 潜熱変化の部分は水平と なる。 従って、 高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0の凝縮部分を出る再生 空気の温度が決まると、 高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 3 0の顕熱交換部 分の出口の再生空気温度は熱交換する相手側の冷媒の加熱蒸気の温度に よらず、 熱バランスから計算できる。
従って図 4において、 冷媒サイクルが前記図 2のサイクルで、 再生空 気の凝縮器 2 2 0入口温度が 4 0 °Cで、 冷媒凝縮温度が 6 5 °Cである場 合、 本実施例によれば、 凝縮器 2 2 0の凝縮部の温度効率を 8 0 %と想 定すると、 凝縮部の出口温度 T cは、
T c = 4 0 + ( 6 5 - 4 0 ) X 8 0/ 1 0 0 = 6 0 °C
となる。
このあと再生空気を全加熱量の 3 0 %相当の空気を過熱蒸気で過熱す るとすれば、 過熱部の出口温度 T sは、 前記の通り熱バランスから、
T s = 6 0 + 2 0 x 3 0/ 7 0 = 6 8. 6 °C
となる。 従って、 凝縮温度 6 5 °Cよりも 3. 6 °C高い温度の再生空気が 得られる。
このように、 本実施例によれば、 凝縮温度よりも高い温度温度でデシ カン トロー夕 1 0 3のデシカン トを再生することができるため、 デシ力 ン 卜の除湿能力を従来に比べて向上させることができ、 従って除湿能力 に優れ、 かつ省エネルギな空調システムを提供することができる。
なお、 再生用空気として室内換気にともなう排気を用いる方法も従来 からデシカン ト空調では広く行われているが、 本発明においても室内か らの排気を再生用空気として使用してもさしつかえなく、 本実施例と同 様の効果が得られる。
次に、 図 1 と反対に、 前記 4方弁 2 7 0によって圧縮機 2 6 0の吸い 込み口に向かう冷媒の流れ方向を、 膨張弁 2 5 0を出た冷媒が、 4方弁 2 7 0、 第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0、 第 1の低熱源熱交換 器 2 4 0の順に通過して 4方弁 2 7 0の他の経路を経て圧縮機入口の経 路 2 0 7に接続される場合について説明する。 このような運転形態は、 長期停止後デシカン トが吸湿していて、 十分な水分吸着能力がない場合 の運転開始前の始動準備として用いるもので、 再生空気のみ運転し、 処 理空気は停止する。
この場合、 冷媒は第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0でデシカン ト 1 0 3を再生した後の再生空気から蒸発潜熱を奪って蒸発し、 経路 2 0 5を経て第 1の低熱源熱交換器 2 4 0に至るが、 処理空気は停止して いるため熱交換せずに通過して、 経路 2 0 4、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 7を経て圧縮機 2 6 0に吸引され圧縮される。 圧縮された冷媒は経路 2 0 1を経て高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0に流入し、 冷媒の過熱蒸気 の顕熱および凝縮潜熱をデシカン ト 1 0 3に流入前の再生空気に放出し たのち、 経路 2 0 2を経て膨張弁 2 5 0に至り、 そこで減圧膨張した後. 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 6を経て第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0に還流する。 なお、 膨張弁 2 5 0の感温筒 2 5 5は図 1に示すように. 57
1 8 第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0 と第 1の低熱源熱交換器 2 4 0 を結ぶ経路 2 0 5に設けられており、 その作用によって経路 2 0 5を流 れる冷媒の状態は乾き飽和蒸気から若干過熱された過熱蒸気となり、 そ の状態で第 1の低熱源熱交換器 2 4 0を通過して圧縮機 2 6 0に吸入さ れる。 このように 1つの膨張弁によって 2つの運転形態に対応すること ができる。
次に前述のように構成され、 設定されたデシカン ト空調システムの動 作を図 5の湿り空気線図を参照して説明する。 デシ力ン ト口一夕の再生 は次のように行われる。 処理空気 （状態 ） は停止しており、 空調空間 には給気されない。 そのため除湿不十分な空気が供給されることがなく、 またデシカン 卜への水分供給も抑制される。 再生空気として用いられる 外気 （状態 Q ) は経路 1 2 4を経て送風機 1 4 0に吸引され昇圧されて 顕熱熱交換器 1 0 4に送られるが、 処理空気は停止しているため熱交換 せずにそのまま通過し （状態 R = Q ) 、 経路 1 2 6を経て高熱源熱交換 器 （凝縮器） 2 2 0に送られ、 冷媒蒸気によって加熱されて温度上昇す る （状態 S ) 。 さらに高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0を出た再生空気 はデシカン ト口一夕 1 0 3の再生工程を行う第 2の区画を通過してデシ カン ト口一夕の水分を除去し再生作用を行い （状態 T ) 、 経路 1 2 8を 経て第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0に送られ、 ここで冷媒の湿 り蒸気と熱交換して自らは温度低下し （状態！1 ) 、 経路 1 2 9を経て、 排気として外部に捨てられる。
このようにして、 再生空気のみを流動させてデシカン 卜の再生を行な うが、 同時にデシカン トへの水分供給を抑制しつつ再生するため、 短時 間のうちにデシカン トの再生を行うことができる。 すなわち、 通常デシ カン トロー夕は毎時 2 0回転程度で運転するため、 デシカン トが 1回転 するに要する時間は 3分程度であり、 水分供給が抑制されていれば、 1 回転のうちに再生を完了することができ、 ヒートポンプ 2 0 0の立ち上 がりが円滑に行えれば、 ヒートポンプ 2 0 0の立ち上げ時間およびデシ カン トロー夕の温度上昇に要する時間にこの 3分間を加えた時間でデシ カン 卜の再生を済ませることができる。
図 6は本発明の第 2の実施例である。 この実施例では、 蒸気圧縮式ヒ ートポンプ 2 0 0の部分は、 圧縮機 2 6 0、 第 1の低熱源熱交換器 （蒸 発器） 2 4 0、 第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0、 高熱源熱交換 器 （凝縮器） 2 2 0、 膨張弁 2 5 0を構成機器とした蒸気圧縮式冷凍サ ィクルに加え、 このサイクルの膨張弁 2 5 0から圧縮機 2 6 0に至る経 路中に 4方弁 2 7 0を設け、 該 4方弁 2 7 0によって圧縮機 2 6 0の吸 い込み口に向かう冷媒の流れ方向を、 膨張弁 2 5 0を出た冷媒が 4方弁 2 7 0、 第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0、 第 2の低熱源熱交換 器 （蒸発器） 2 3 0の順に通過して 4方弁 2 7 0の他の経路を経て圧縮 機入口の経路 2 0 7に接続されるか、 または膨張弁 2 5 0を出た冷媒が 4方弁 2 7 0、 第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0、 第 1の低熱源 熱交換器 （蒸発器） 2 4 0の順に通過して 4方弁 2 7 0の他の経路を経 て圧縮機入口の経路 2 0 7に接続されるかの何れかの経路を選択的に切 り換え可能に構成した第 1の実施例と同様のものであるが、 本実施例で は、 さらに膨張弁 2 5 0 と 4方弁 2 7 0を結ぶ経路 2 0 3から分岐して、 第 1の低熱源熱交換器 2 4 0 と第 2の低熱源熱交換器 2 3 0を結ぶ経路 2 0 5に合流するバイパス経路 2 0 8， 2 0 9 と該バイパス経路に弁 2 8 0を設けるとともに、 膨張弁 2 5 0を電子式膨張弁とし、 複数個の感 温部 2 9 0 A， 2 9 0 B , 2 9 0 Cを各々経路 2 0 6 , 2 0 5 , 2 0 4 に設置してコン トローラ 3 0 0を介して選択的に検出して弁開度を調節 するように構成し、 更にコン トローラ 3 0 0では、 「冷房」 、 「冷房主 体除湿」 、 「除湿主体冷房」 、 「除湿」 、 「デシカン ト再生」 の各運転 モードに対応して、 下表に示すように 4方弁 2 7 0、 感温部 2 9 0 A〜 C、 弁 2 8 0開度、 および送風機 1 0 2を制御するよう構成したもので ある。 表 各種運転モードと設定
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即ち、 「冷房」 モードでは 4方弁 2 7 0を経路 2 0 3 と 2 0 4が連通 し経路 2 0 6 と 2 0 7が連通するよう設定し、 感温部 2 9 0 Bを検出端 とし、 弁 2 8 0は全閉し、 送風機 1 0 2は運転する。 また 「冷房主体除 湿」 モードでは 4方弁 2 7 0を経路 2 0 3 と 2 0 4が連通し経路 2 0 6 と 2 0 7が連通するよう設定し、 感温部 2 9 0 Aを検出端とし、 弁 2 8 0は負荷 （顕熱比） に応じて開閉し （顕熱比が小さい場合に開度が大き くなるように調節する） 、 送風機 1 0 2は運転する。 また 「除湿主体冷 房」 モードでは 4方弁 2 7 0を経路 2 0 3 と 2 0 6が連通し経路 2 0 4 と 2 0 7が連通するよう設定し、 感温部 2 9 0 Cを検出端とし、 弁 2 8 0は負荷 （顕熱比） に応じて開閉し （顕熱比が大きい場合に開度が大き くなるように調節する） 、 送風機 1 0 2は運転する。 また 「除湿」 モー ドでは 4方弁 2 7 0を経路 2 0 3 と 2 0 6が連通し経路 2 0 4 と 2 0 7 が連通するよう設定し、 感温部 2 9 0 Cを検出端とし、 弁 2 8 0は全閉 し、 送風機 1 0 2は運転する。 また 「デシカン ト再生」 モードでは 4方 弁 2 7 0を経路 2 0 3 と 2 0 6が連通し経路 2 0 4と 2 0 7が連通する よう設定し、 感温部 2 9 0 Cを検出端とし、 弁 2 8 0は全閉し、 送風機 1 0 2は停止する。
なお、 第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0において低圧の冷媒蒸 気がデシカン ト 1 0 3通過後の処理空気と熱交換関係をなし、 かつ第 2 の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0において低圧の冷媒蒸気がデシカン ト 1 0 3通過後の再生空気と熱交換関係をなし、 かつ高熱源熱交換器 (凝縮器） 2 2 0において高圧の冷媒蒸気がデシカン ト通過前の再生空 気と熱交換関係をなすサイクルは第 1の実施例と同様である。
空気側サイクルの構成は第 1の実施例と差異がないため、 ここでは前 記各種運転モードにおける作用について説明する。 「冷房」 モードおよ び 「デシカン ト再生」 モードは前記図 1の実施例と同じであり、 説明は 省略する。
まず 「冷房主体除湿」 モードについて説明する。 この運転モードは空 調負荷の顕熱比が小さく、 「冷房」 モー ドでは空調空間が冷え過ぎてし まう場合に、 顕熱処理能力を落とし、 潜熱負荷能力の割合を増やすこと ができる運転モ一ドである。
この 「冷房主体除湿」 モー ドにおけるデシカン ト空調装置の蒸気圧縮 式冷凍サイクル部分のサイクルを次に説明する。 この運転モ一ドでは、 前記の通り 4方弁 2 7 0を経路 2 0 3 と 2 0 4が連通し経路 2 0 6 と 2 0 7が連通するよう設定し、 感温部 2 9 O Aを検出端とし、 弁 2 8 0は 負荷 （顕熱比） に応じて開閉し （顕熱比が小さい場合に開度が大きくな るように調節する） 、 送風機 1 0 2は運転する。 この場合、 冷媒は第 1 の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0でデシカン ト 1 0 3で除湿された処 理空気から蒸発潜熱を奪って蒸発し、 経路 2 0 5においてバイパス経路 2 0 9から流入する未蒸発の冷媒と混合し、 再び湿り蒸気となって第 2 の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0に至り、 ここでデシカン トロータ 1 0 3を出た高温の再生空気と熱交換して加熱され蒸発したのち、 経路 2 0 6、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 7を経て圧縮機 2 6 0に吸引され圧縮さ れる。 圧縮された冷媒は経路 2 0 1を経て高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0に流入し冷媒の過熱蒸気の顕熱および凝縮潜熱をデシカン ト 1 0 3 に流入前の再生空気に放出したのち経路 2 0 2を経て膨張弁 2 5 0に至 り、 そこで減圧膨張した後、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 4を経て第 1の低 熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0に還流する。 このようにして、 ヒ一トポ ンプ 2 0 0では、 処理空気と再生空気の両方の経路に設けられた低熱源 熱交換器 2 3 0 , 2 4 0によって熱を回収し、 その回収熱と圧縮機動力 を加えた熱量を高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0で放出する。
このサイクルでは第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0でも冷媒が 蒸発するため、 圧縮機入口の冷媒の過熱度は 「冷房」 モードによる運転 ほどには上昇せず、 従って圧縮後の冷媒の過熱温度が高くならないため、 高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0で利用できる顕熱は減少するが、 この 「冷房主体除湿」 モードでの空調負荷は 「冷房」 モードほど高くないた め、 実用上支障なく再生空気を加熱しデシカン トを再生できる。
次に前述のように設定された 「冷房主体除湿」 モードにおけるデシ力 ン ト空調システムの動作を図 7の湿り空気線図を参照して説明する。 導 入される還気 （処理空気 ： 状態 ） は経路 1 0 7を経て送風機 1 0 2に 吸引され、 昇圧されて経路 1 0 8を経てデシカン ト口一夕 1 0 3の水分 吸着工程を行う第 1の区画に送られ、 デシカン トロー夕の吸湿剤で空気 中の水分を吸着されて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 1 0 9を経て顕熱熱交換器 1 0 4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 1 1 0を経て第 1の低熱 源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0を通過して冷却される （状態 N ) が冷却量 は冷媒が第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0をバイパスする分だけ 能力低下するため 「冷房」 モードよりも少なくなり、 乾球温度は高く維 持される。 また冷却された処理空気は加湿器 1 0 5に送られるが、 この 運転は除湿を目的とするため、 空調空間の気温が冷え過ぎないように、 加湿器 1 0 5は停止させ （状態 P = N ) 、 そのまま空調空間との絶対湿 度差 Δ Χを保ったまま経路 1 1 2を経て給気として空調空間に戻される。 一方、 デシカン トロー夕 1 0 3の再生は次のように行われる。 再生空 気として用いられる外気 （状態 Q ) は経路 1 2 4を経て送風機 1 4 0に 吸引され昇圧されて顕熱熱交換器 1 0 4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 1 2 6を経て高熱源熱交換器 （凝縮 器） 2 2 0に送られて、 冷媒蒸気によって加熱されて温度上昇する （状 態 S ) 。 さらに高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0を出た再生空気はデシ カン ト口一夕 1 0 3の再生工程を行う第 2の区画を通過してデシカン ト ロー夕の水分を除去し再生作用を行い （状態 T ) 、 経路 1 2 8を経て第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0に送られてここで冷媒蒸気を加熱 して自らは温度低下し （状態 U ) 、 経路 1 2 9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 トによる空調を行うことができるが、 本実施例では、 前記のように高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0には、 処 理空気から第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0で回収した熱と再生 空気から第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0で回収した熱の両方が 放出されるため、 空調負荷のうち顕熱負荷が減少して、 第 1の低熱源熱 交換器 （蒸発器） 2 4 0において回収出来る熱量 （過程 M— N ) が減少 しても、 それを補う形で第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0で熱を 回収してデシカン 卜の再生を行うことができる。
つぎに 「除湿」 モードについて説明する。 この運転モードは空調負荷 の顕熱比が小さく、 「冷房主体除湿」 モード或いは後述の 「除湿主体冷 房」 モードでは空調空間が冷え過ぎてしまう場合に、 顕熱処理能力をさ らに落とし、 潜熱負荷を処理することができる運転モードである。
この 「除湿」 モー ドにおけるデシカン ト空調装置の蒸気圧縮式冷凍サ ィクル部分のサイクルを次に説明する。 この運転モー ドでは、 前記の通 り 4方弁 2 7 0を経路 2 0 3 と 2 0 6が連通し経路 2 0 4 と 2 0 7が連 通するよう設定し、 感温部 2 9 0 Cを検出端とし、 弁 2 8 0は全閉とし、 送風機 1 0 2は運転する。 この場合、 冷媒は第 2の低熱源熱交換器 （蒸 発器） 2 3 0でデシカン ト 1 0 3を再生した後の再生空気から蒸発潜熱 を奪って蒸発し、 経路 2 0 5を経て第 1の低熱源熱交換器 2 4 0に至り 処理空気と熱交換して、 経路 2 0 4、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 7を経て 圧縮機 2 6 0に吸引され圧縮される。 圧縮された冷媒は経路 2 0 1を経 て高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0に流入し冷媒の過熱蒸気の顕熱およ び凝縮潜熱をデシカン ト 1 0 3に流入前の再生空気に放出したのち経路 2 0 2を経て膨張弁 2 5 0に至りそこで減圧膨張した後、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 6を経て第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0に還流する。 このサイクルでは第 1の低熱源熱交換器 2 4 0では処理空気と熱交換し 温度差によって一部が再凝縮する可能性があるが、 圧縮機に流入する冷 媒は第 1の低熱源熱交換器 2 4 0の出口にある感温部 2 9 0 Cで過熱度 を調節するため、 再凝縮によって感温部 2 9 0 Cの過熱度が小さくなる と膨張弁 2 5 0を閉めることによって吸入圧力が低下し冷媒の飽和温度 が下がって再凝縮しなくなり、 圧縮機 2 6 0に液バックをおこすことは 避けられる。
次に前述のように設定された 「除湿」 モードにおけるデシカン ト空調 システムの動作を説明する。 導入される還気 （処理空気） は経路 1 0 7 を経て送風機 1 0 2に吸引され昇圧されて経路 1 0 8を経てデシカン ト ロータ 1 0 3の水分吸着工程を行う第 1の区画に送られ、 デシカン トロ 一夕の吸湿剤で空気中の水分を吸着されて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。 湿度が下がり温度上昇した空気は 経路 1 0 9を経て顕熱熱交換器 1 0 4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 1 1 0を経て第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0に至るが、 第 1の低熱源熱交換器 (蒸発器） 2 4 0には第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0で蒸発し た乾き蒸気の冷媒が流動しているため殆ど熱交換せず通過する。 第 1の 低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0を出た処理空気は加湿器 1 0 5に送ら れるが、 この運転は除湿を目的とするため、 空調空間の気温が冷え過ぎ ないように、 加湿器 1 0 5は停止させ、 そのまま空調空間との絶対湿度 差 Δ Χを保ったまま経路 1 1 2を経て給気として空調空間に戻される。 一方、 デシカン トロー夕の再生は次のように行われる。 再生空気とし て用いられる外気 （状態 Q ) は経路 1 2 4を経て送風機 1 4 0に吸引さ れ昇圧されて顕熱熱交換器 1 0 4に送られ、 処理空気を冷却して自らは 温度上昇し、 経路 1 2 6を経て高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0に送ら れて、 冷媒蒸気によって加熱されて温度上昇する （状態 S ) 。 さらに高 熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0を出た再生空気はデシカン トロ一夕 1 0 3の再生工程を行う第 2の区画を通過してデシカン ト口一夕の水分を除 去し再生作用を行い、 経路 1 2 8を経て第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0に送られ、 ここで冷媒蒸気を加熱して自らは温度低下し、 経路 1 2 9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 トによる空調を行うことができるが、 本実施例では、 前記のように高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0には処理 空気から第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0で回収した熱が放出さ れるため、 空調負荷のうち顕熱負荷が消滅して、 第 1の低熱源熱交換器 (蒸発器） 2 4 0において回収出来る熱量が消滅しても、 それを補う形 で第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0で熱を回収してデシカン トの 再生を行うことができる。
つぎに、 「除湿主体冷房」 モードについて説明する。 この運転モード は空調負荷の顕熱比が小さく、 「冷房主体除湿」 モー ドでは空調空間が 冷え過ぎてしまう場合に、 顕熱処理能力をさらに落とし、 潜熱負荷を処 理することができる運転モー ドである。
この 「除湿主体冷房」 モー ドにおけるデシカン ト空調装置の蒸気圧縮 式冷凍サイクル部分のサイクルを次に説明する。 この運転モー ドでは、 前記の通り 4方弁 2 7 0を経路 2 0 3 と 2 0 6が連通し経路 2 0 4と 2 0 7が連通するよう設定し、 感温部 2 9 0 Cを検出端とし、 弁 2 8 0は 負荷 （顕熱比） に応じて開閉し （顕熱比が大きい場合に開度が大きくな るように調節する） 、 送風機 1 0 2は運転する。 この場合、 冷媒は第 2 の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0でデシカン ト 1 0 3を再生した後の 再生空気から蒸発潜熱を奪って蒸発し、 経路 2 0 5においてバイパス経 路 2 0 9から流入する未蒸発の冷媒と混合し、 再び湿り蒸気となって第 1の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 4 0に至り、 ここで処理空気と熱交換 して蒸発し、 経路 2 0 4、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 7を経て圧縮機 2 6 0に吸引され圧縮される。 圧縮された冷媒は経路 2 0 1を経て高熱源熱 交換器 （凝縮器） 2 2 0に流入し、 冷媒の過熱蒸気の顕熱および凝縮潜 熱をデシカン ト 1 0 3に流入前の再生空気に放出したのち経路 2 0 2を 経て膨張弁 2 5 0に至り、 そこで減圧膨張した後、 4方弁 2 7 0、 経路 2 0 6を経て第 2の低熱源熱交換器 （蒸発器） 2 3 0に還流する。 この ようにして、 ヒートポンプ 2 0 0では、 処理空気と再生空気の両方の経 路に設けられた低熱源熱交換器 2 3 0， 2 4 0によって熱を回収し、 そ の回収熱と圧縮機動力を加えた熱量を高熱源熱交換器 （凝縮器） 2 2 0 で放出する。 このサイクルでも、 「冷房主体除湿」 モードと同様に圧縮 機入口の冷媒の過熱度は 「冷房」 モードによる運転ほどには上昇せず、 従って圧縮後の冷媒の過熱温度が高くならないため、 高熱源熱交換器 (凝縮器） 2 2 0で利用できる顕熱は減少するが、 この 「冷房主体除湿」 モー ドでの空調負荷は 「冷房」 モー ドほど高くないため、 実用上支障な く再生空気を加熱しデシカン トを再生できる。
前述のように設定された 「除湿主体冷房」 モ一ドにおけるデシカン ト 空調システムの動作は 「冷房主体除湿」 モードと同様に図 7の湿り空気 線図を参照して説明できるので省略するが、 本運転モ一ドでは主体的に 熱回収を行う低熱源は、 膨張弁 2 5 0を出た冷媒がまず流入する第 2の 低熱源熱交換器 2 3 0であるため、 再生空気からの熱回収量が多く取れ、 そのため 「冷房主体除湿」 モードよりも更に顕熱比が小さい場合に適し ている。 このようにして、 本実施例によれば、 「冷房」 、 「冷房主体除湿」 、 「除湿主体冷房」 、 「除湿」 、 「デシカン ト再生」 の各運転モードによ つて、 様々な顕熱比の空調負荷に対応することができる。 なお、 弁 2 8 0を設けたバイパス経路 2 0 8、 2 0 9は、 膨張弁 2 5 0と 4方弁 2 7 0を結ぶ経路から分岐するよう構成したが、 本実施例のように弁 2 8 0 の開度と電子膨張弁 2 5 0の開度を連動して制御する場合には、 バイパ ス経路を凝縮器出口と電子膨張弁 2 5 0の間の経路 2 0 2から分岐して も差し支えない。
以上説明したように、 本発明によれば、 デシカン トによる水分の吸着 処理とヒートポンプによるデシカン トの再生処理を連続的に行えるよう にした空調システムのヒー トポンプの圧縮機に流入する冷媒をデシカン ト再生後の再生空気で加熱して、 圧縮後の冷媒過熱蒸気の温度すなわち ェン夕ルビを増加させ、 ヒー トポンプの高熱源で放出する熱量に占める 顕熱の割合を増加させたのち再生空気と熱交換させることによって、 デ シカン トの再生温度を高め、 デシカン 卜の吸湿能力の増加を可能にする とともに、 ヒートポンプの低熱源熱交換器を処理空気と再生空気の両方 に設置して、 圧縮機に流入する冷媒の流れの向きを切り換えることによ つて、 処理空気と再生空気のいずれからもデシカン ト再生用の熱源を得 られるようにして、 始動前にデシカン ト単独の再生を可能にし、 さらに 顕熱比が小さい場合の除湿主体の運転をも同時に対応可能にして、 除湿 能力に優れ、 かつ始動特性にも優れ、 かつ柔軟に空調負荷に対応でき、 かつ省エネルギな空調システムおよび運転方法を提供することができる。
産業上の利用の可能性
この発明は、 一般の住居、 又は、 例えば、 スーパ一マーケッ ト、 オフ イスその他として用いられるより大きな建築物のための空調装置に用い て好適である。

Claims

請求の範囲
1 . 処理空気中の水分を吸着するデシカン トと、 圧縮機を有し、 処理空 気を低熱源、 再生空気を高熱源として動作して再生空気にデシカン ト再 生用の熱を供給するヒートポンプとを備えた空調システムにおいて、 前 記ヒ一トポンプの圧縮機に流入する冷媒をデシカン ト再生後の再生空気 で加熱することによって、 圧縮後の冷媒の温度を高めたのちデシカン ト 再生前の再生空気と熱交換させることを特徴とする空調システム。
2 . 処理空気中の水分を吸着するデシカン トと、 圧縮機を有し、 処理空 気を低熱源、 再生空気を高熱源として動作して再生空気にデシカン ト再 生用の熱を供給するヒートポンプとを備えた空調システムにおいて、 前 記ヒー トポンプの低熱源熱交換器を少なく とも 2つの熱交換器で構成し、 第 1の低熱源熱交換器はデシ力ン 卜の下流側の処理空気と熱交換関係を なし、 第 2の低熱源熱交換器はデシカン 卜の下流側の再生空気と熱交換 関係をなし、 圧縮機に流入する冷媒が第 1の低熱源熱交換器から第 2の 低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路、 または逆に圧縮機に流入 する冷媒が第 2の低熱源熱交換器から第 1の低熱源熱交換器を経て圧縮 機に流入する経路のいずれかを選択的に流動することを特徴とする空調 システム。
3 . 処理空気中の水分を吸着するデシカン トと、 圧縮機を有し、 処理空 気を低熱源、 再生空気を高熱源として動作して再生空気にデシカン ト再 生用の熱を供給するヒートポンプとを備えた空調システムにおいて、 デ シカン トを通過する処理空気および再生空気の流路区画を少なく とも処 理空気の水分吸着工程を行う第 1の区画と、 再生空気による再生工程を 行う第 2の区画とに分割し、 デシカン トが第 1の区画、 第 2の区画を経 て第 1の区画に戻るよう構成し、 かつ前記ヒートポンプを少なく とも圧 縮機と第 1および第 2の 2つの低熱源熱交換器と 1つの高熱源熱交換器 で構成し、 かつ処理空気の経路をデシカン 卜の前記第 1の区画を経て前 記ヒー トポンプの第 1の低熱源熱交換器を経たのち空調空間に供給する よう構成し、 かつ再生空気の経路を前記ヒートポンプの高熱源熱交換器 を経てデシカン 卜の前記第 2の区画を経たのち更に前記ヒートポンプの 第 2の低熱源熱交換器を経たのち外部に導く よう構成し、 かつ前記ヒー トポンプの圧縮機に流入する冷媒が第 1の低熱源熱交換器から第 2の低 熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路、 または逆に圧縮機に流入す る冷媒が第 2の低熱源熱交換器から第 1の低熱源熱交換器を経て圧縮機 に流入する経路のいずれかを選択的に流動することを特徴とする空調シ ステム。
4 . デシカン トが口一夕形状をしており、 デシカン トが回転することに よって第 1の区画、 第 2の区画を経て第 1の区画に戻るよう構成したこ とを特徴とする請求項 3に記載の空調システム。
5 . ヒ一 トポンプの圧縮機に流入する冷媒が第 1の低熱源熱交換器から 第 2の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路を選択することによ つて、 圧縮機に流入する冷媒をデシカン ト再生後の再生空気で加熱して- 圧縮後の冷媒の温度を高めたのちヒ一トポンプの高熱源熱交換器でデシ 力ン ト再生前の再生空気と熱交換させることを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の空調システム。
6 . ヒートポンプの圧縮機に流入する冷媒が第 2の低熱源熱交換器から 第 1の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路を選択することによ つて、 デシカン ト通過後の再生空気から熱回収してデシカン ト通過前の 再生空気を加熱することを特徴とする請求項 2乃至 4のいずれかに記載 の空調システム。
7 . 請求項 2乃至 4のいずれかに記載の空調システムの運転方法であつ て、 再生空気を流動させ、 かつ処理空気の流動を停止して、 ヒートボン プの圧縮機に流入する冷媒が第 2の低熱源熱交換器から第 1の低熱源熱 交換器を経て圧縮機に流入する経路を選択し、 デシカン ト通過後の再生 空気から熱回収してデシカン ト通過前の再生空気を加熱することによつ てシステム運転前のデシカン 卜の再生を行うことを特徴とする空調シス テムの運転方法。
8 . ヒートポンプの圧縮機に流入する冷媒が第 1の低熱源熱交換器から 第 2の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路、 または第 2の低熱 源熱交換器から第 1の低熱源熱交換器を経て圧縮機に流入する経路を選 択する手段として 4方弁を設け、 該 4方弁によって膨張弁と第 1の低熱 源熱交換器または第 2の低熱源熱交換器を結ぶ経路を選択可能にすると ともに、 第 2の低熱源熱交換器または第 1の低熱源熱交換器と圧縮機を 結ぶ経路を選択可能にし、 かつ高熱源熱交換器から膨張弁を経て 4方弁 を結ぶ経路から分岐して第 1の低熱源熱交換器と第 2の低熱源熱交換器 を結ぶ経路に合流するバイパス経路と該バイパス経路に弁を設け、 第 1 の低熱源熱交換器および第 2の低熱源熱交換器を作用させて処理空気お よび再生空気の両方から熱回収してデシカン ト通過前の再生空気を加熱 するする際に、 該バイパス弁開度を調節して未蒸発の冷媒を第 1の低熱 源熱交換器と第 2の低熱源熱交換器を結ぶ経路中に導く ことを特徴とす る請求項 2乃至 4のいずれかに記載の空調システム。
9 . 空調システムの顕熱比を小さく して除湿主体の運転を行う際に請求 項 6または 8に記載の空調システムを用いる空調システムの運転方法。
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