WO2002093081A1 - Deshumidificateur - Google Patents

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WO2002093081A1
WO2002093081A1 PCT/JP2001/004072 JP0104072W WO02093081A1 WO 2002093081 A1 WO2002093081 A1 WO 2002093081A1 JP 0104072 W JP0104072 W JP 0104072W WO 02093081 A1 WO02093081 A1 WO 02093081A1
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air
evaporator
heat exchanger
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PCT/JP2001/004072
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Kensaku Maeda
Shunro Nishiwaki
Original Assignee
Ebara Corporation
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    • F24F2203/1084—Rotary wheel comprising two flow rotor segments

Definitions

  • the present invention relates to a dehumidifier, and more particularly to a dehumidifier having a high dehumidifying ability.
  • a compressor 1 for compressing the refrigerant C a condenser 2 for condensing the compressed refrigerant C and heating the processing air A, and decompressing the condensed refrigerant C with an expansion valve 5
  • a dehumidifier 11 comprising: an evaporator 3 for evaporating this to cool the processing air A to a temperature equal to or lower than the dew point.
  • the evaporator 3 cools the processing air A from the air conditioning space 10 below the dew point, removes moisture in the processing air A, and heats the processing air A cooled below the dew point with the condenser 2 to heat the air A. 10 had been supplied.
  • the heat pump HP includes the compressor 1, the condenser 2, the expansion valve 5, and the evaporator 3.
  • the heat pump HP pumps heat from the processing air A flowing through the evaporator 3 to the processing air A flowing through the condenser 2.
  • the conventional dehumidifier 11 equipped with the heat pump HP as described above could not supply dry air of 4 g / kg DA or less in absolute humidity.
  • the operating temperature of the evaporator 3 of the heat pump HP is lower than the freezing point, the dehumidified moisture becomes ice on the heat transfer surface to land on the heat transfer surface, impeding the heat transfer and making continuous operation impossible. That's why.
  • the present invention provides a method for continuously supplying dry air having an absolute humidity of 4 g / kg DA or less without dehumidifying air as ice while keeping the dehumidified water on the heat transfer surface of the evaporator of the heat pump as ice.
  • the purpose of the present invention is to provide a dehumidifying device that can perform the dehumidification. Disclosure of the invention
  • moisture in process air A is adsorbed; A water adsorption device 103; a condenser 220 for heating the regeneration air B upstream of the moisture adsorption device 103 by condensing the refrigerant C, and a regeneration air B for evaporating the refrigerant C.
  • Moisture adsorption An evaporator 210 that cools to a temperature below the dew point downstream of the device 103, and a booster 260 that pressurizes the refrigerant C evaporated by the evaporator 210 and sends it to the condenser 220.
  • a first heat exchange between the regeneration air B flowing between the moisture adsorption device 103 and the evaporator 210 and the regeneration air B flowing between the evaporator 210 and the condenser 220 A heat pump HP 1 having a heat exchanger 300; and the regeneration air B is configured to be recycled.
  • the regeneration air is heated by the condenser, the water content is increased by regenerating the moisture adsorption device, The water is cooled by the heat exchanger, the water content is reduced by the condensation of water, and the water is circulated by the first heat exchanger.
  • the regenerated air part of the moisture is condensed due to the cooling by the first heat exchanger, and the moisture content may be reduced.
  • it Before being cooled by the evaporator, it is cooled (pre-cooled) by the first heat exchanger, and after being cooled by the evaporator, it is heated (pre-heated) by the heat exchanger. Can be.
  • the moisture of the treated air is adsorbed by the moisture adsorbing device, so that the humidity of the treated air is greatly reduced, and dry air can be supplied. Recycling of regenerated air means that the regenerated air after regenerating the desiccant of a desiccant rotor, such as a desiccant rotor, is not exhausted to the atmosphere as it is (it does not need to be exhausted at all, or part of it is exhausted). It means that it is configured to flow through the circulation circuit so that most of it can be reused as regeneration air.
  • refrigerant is evaporated and condensed, typically at a pressure intermediate the condensing pressure in the condenser and the evaporating pressure in the evaporator.
  • the first heat exchanger 300 is constituted by a group of small tubes that connect the condenser 220 and the evaporator 210 to flow the refrigerant;
  • the regeneration air that is configured to guide the refrigerant condensed in 220 to the evaporator 210, and that flows between the moisture adsorption device 103 and the evaporator 210; 0 and the regeneration air flowing between the condenser 220 and the condenser 220 may be configured to alternately contact the regeneration air.
  • the connection is a concept that includes indirect connection through a pipe, a pipe joint, or the like.
  • the first heat exchanger 300 includes a first section through which the regenerated air flows between the moisture adsorber 103 and the evaporator 210.
  • the evaporator 210 is connected via the second throttle 250. It may be configured to be connected to.
  • the refrigerant since the refrigerant has the first restriction and the second restriction, the refrigerant pressure drops during the passage of the refrigerant through the first restriction and the passage of the second restriction, respectively. Evaporation of the refrigerant passing through the first section and condensation of the refrigerant passing through the second section are performed at an intermediate pressure between the condensation pressure of the refrigerant in the condenser and the evaporation pressure of the refrigerant in the evaporator. . Therefore, the heat exchanger acts as an economizer, and the operating coefficient (COP) of the heat pump is improved.
  • COP operating coefficient
  • the dehumidifier is connected to a condenser 220 via a first throttle 33 1 a (33 2 a, 33 33 a), and After passing through 3 0 and the second section 3 2 0 alternately and repeatedly, it is connected to the evaporator 2 1 0 via the corresponding second throttle 3 3 1 b (3 3 2 b, 3 3 3 c)
  • a plurality of thin tube groups 5 1 (52, 5 3) configured so as to be formed, and the first throttles 3 31 a, respectively corresponding to the plurality of thin tube groups 51, 52, 53.
  • a plurality of combinations of 3332a, 3333a and the second diaphragms 3311b, 3332b, 3333c may be provided.
  • the first section 3 10 and the second section 3 220 have the regenerated air flowing through the sections 3 10 and 3 20 flowing opposite to each other. It is preferable to configure as follows.
  • the first section 310 and the second section 320 are formed such that regenerated air flowing through the sections 310 and 320 oppose each other. At least one pair in the first section 310 and the second section 320 in the first plane PB substantially perpendicular to the flow of the regeneration air.
  • a second section PC having a first section penetration section 25 1 B and a second section penetration section 252 B, and being substantially orthogonal to the flow of the regenerated air different from the first plane PB. Which has at least one pair of first section penetration portions 25 1 C and a second section penetration portion 25 2, and moves from the first surface PB to the second surface PC.
  • An intermediate aperture 331 may be provided in the first embodiment.
  • the heat exchange between the regenerated air flowing through each section can be similar to the counterflow heat exchange. However, the heat exchange efficiency can be increased.
  • the shapes of the first surface and the second surface are typically rectangular planes.
  • the second heat exchanger 340 that is disposed in the flow path of the recycled air to be circulated and exchanges heat with the recycled air and another fluid is provided. It may be provided.
  • the second heat exchanger since the second heat exchanger is provided, heat exchange between the regeneration air and another fluid can be performed, and the regeneration air can be cooled or heated.
  • the second heat exchanger typically cools the regeneration air.
  • the second heat exchanger 340a is a second heat exchanger that connects the condenser 220 and the first heat exchanger 300 to flow the refrigerant.
  • the second group of thin tubes is configured to guide the refrigerant condensed in the condenser 220 to the first heat exchanger 300;
  • the regenerated air flowing between the first heat exchanger 300 and the other fluid may be configured to alternately contact the other air.
  • the second heat exchanger can perform heat exchange between the regenerated air and the other fluid via the refrigerant.
  • the other fluid is preferably external air.
  • the excess heat of the regeneration air can be released to the outside air, which is a semi-exhaustive heat source.
  • FIG. 1 is a flowchart of a dehumidifier according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic front sectional view showing the structure of the dehumidifier shown in FIG.
  • FIG. 3 is a Mollier diagram of the heat pump of the dehumidifier shown in FIG.
  • FIG. 4 is a psychrometric chart explaining the operation of the dehumidifier of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the behavior of the refrigerant in the first heat exchanger and the second heat exchanger used in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of a dehumidifying apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a Mollier diagram of the heat pump of the dehumidifier shown in FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing extracted main parts of the dehumidifier according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a Mollier diagram of the heat pump of the dehumidifier shown in FIG.
  • FIG. 10 is a front view illustrating a heat exchanger portion of a dehumidifier according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a Mollier diagram of the heat pump of the dehumidifier shown in FIG.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional plan view and a side cross-sectional view of a heat exchanger suitable for use in a heat pump of a dehumidifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flow diagram showing an extracted heat exchanger part of the dehumidifier according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a Mollier diagram of the heat pump of the dehumidifier shown in FIG.
  • FIG. 15 is a schematic enlarged plan view of the heat exchanger shown in FIG.
  • FIG. 16 is a partially cutaway perspective view showing the structure of a typical desiccant rotor used in the dehumidifier according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a flowchart of a conventional dehumidifying air conditioner. Explanation of reference numerals
  • FIG. 1 is a flowchart of a dehumidifying device 21 according to a first embodiment of the present invention.
  • the dehumidifier 21 is a dehumidifier 21 that circulates the regeneration air B to regenerate the desiccant and dehumidifies the processing air A using the desiccant.
  • FIG. 2 is a schematic front sectional view of the dehumidifier 21 of FIG.
  • FIG. 3 is a refrigerant Mollier diagram of the heat pump HP1 included in the dehumidifier 21 of FIG. 1, and
  • FIG. 4 is a psychrometric chart of the dehumidifier 21 of FIG.
  • the configuration of the dehumidifying device 21 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the dehumidifier 21 cools the regenerated air B after regenerating the desiccant to a temperature below its dew point, recovers the moisture in the regenerated air B as dew water, and dehumidifies the treated air A with the regenerated desiccant.
  • the air conditioning space 101 to which the processing air A is supplied is maintained at a low humidity.
  • the processing air-related equipment configuration will be described along the path of the processing air A from the air-conditioned space 101.
  • the desiccant rotor 103 filled with the desiccant to reduce the humidity is arranged in the order of the path 109 and the processing air A is configured to return from the path 109 to the air-conditioned space 101.
  • Each of the routes 107 to 109 connects the devices and the like described before each of the routes 107 to 109 with the devices and the like described later.
  • the desiccant rotor 103 is the moisture adsorption device of the present invention.
  • An evaporator 210 for recovering the water in B as dew condensation water and a path 12 9 are arranged in this order, and the regenerated air B is supplied from the path 12 9 to the second section of the heat exchanger 300.
  • each of the routes 124 to 129 connects the device described before each of the routes 124 to 129 with the device described later.
  • the water in the regeneration air B, which has been condensed by the evaporator 210, is collected by a drain pan 451, which is installed vertically below the evaporator 210, and the drain tank 450 Is accumulated in
  • An evaporator 210 that heats and evaporates the refrigerant C with the regeneration air, a path 210, and a compressor as a pressure booster according to the present invention, which compresses the refrigerant C that evaporates and becomes a gas in the evaporator 210.
  • Condensing section 2 52 for heating regenerated air B flowing through second section 320, evaporating section 2 for cooling regenerated air B flowing through first section 310 of first heat exchanger 300 51, a path 204 in which a throttle 250 is arranged in the middle, are arranged in this order, and the refrigerant C is configured to return to the evaporator 210 again.
  • Each of the routes 201 to 204 connects the device described before each of the routes 201 to 204 in the above description and the device described later.
  • the desiccant rotor 103 will be described later in detail with reference to FIG.
  • the heat exchanger 300 is a heat exchanger that indirectly exchanges heat between the regenerated air B before and after flowing into the evaporator 210 via the refrigerant C.
  • the heat exchanger 300 is located in a plurality of different planes PA, PB, PC, and PD (four planes in the drawing, but not limited thereto) which are perpendicular to the plane of the drawing and perpendicular to the flow of the regeneration air B.
  • a plurality of heat exchange tubes as refrigerant passages or as thin tubes are arranged substantially in parallel. In this figure, only one tube is shown in each plane for convenience of illustration.
  • the heat exchanger 300 is provided with a first section 310 flowing the regenerated air B before passing through the evaporator 210, and a second section 310 flowing the regenerated air B after passing the evaporator 210.
  • Section 320 constitutes a separate rectangular parallelepiped space.
  • a partition 301 and a partition 302 are provided adjacent to each other, and a heat exchange tube is provided through the two partitions 301, 302.
  • the heat exchanger 300 divides one rectangular parallelepiped space by one partition wall, and a heat exchange tube as a group of thin tubes penetrates the partition wall to form a first partition and a second partition. Alternately with the parcel (See Fig. 5 and Fig. 12).
  • the regenerated air B that has exited the desiccant rotor 103 is precooled by passing through the heat exchanger 340 from the right side of the figure through the path 126a, and then heat-exchanging through the path 126b. It is supplied to the first section 310 of the vessel 300 and exits through the path 127 from the left in the figure.
  • the regenerated air B which has been cooled to a temperature lower than the dew point temperature and reduced in absolute humidity through the evaporator 210, passes from the left side of the figure through the path 129 to the second section 3 2 of the heat exchanger 300. It is supplied to 0 and exits from the right side of the figure through route 1 2 4.
  • the heat exchange tube passes through the first section 310 and the second section 320 and the partition wall 301 and the partition wall 302 that separates the sections.
  • a heat exchange tube arranged in the plane PA may be used to define the part penetrating the first compartment 310 as an evaporating section 25A (hereinafter, when it is not necessary to discuss a plurality of evaporating sections individually).
  • the part penetrating through the second section 320 is referred to as the condensing section 25 A (hereinafter simply referred to as the condensing section when it is not necessary to discuss a plurality of condensing sections individually).
  • the evaporating section 25 1 A and the condensing section 25 2 A are a pair of a first section penetration section and a second section penetration section, and constitute a refrigerant passage.
  • the evaporating section which is a portion penetrating the first section 310, is designated as 251B.
  • a portion that penetrates through the second section 320 and forms a pair of refrigerant paths with the evaporating section 251 B is referred to as a condensation section 252 B.
  • a refrigerant path is also configured for the planes P C, similarly to the plane P B.
  • the evaporating section 25 1 A and the condensing section 25 2 A make a pair, and are configured as an integrated path by one tube. Therefore, in combination with the fact that the first section 310 and the second section 320 are provided adjacent to each other via the two partitions 301, 302, the heat exchanger 30 0 can be formed as a small compact as a whole.
  • the evaporation sections as the first section penetrations are arranged in the order of 251A, 251B, 251C
  • Condensation sections as section penetrations are also arranged in the order of 252A, 252B, 252C ⁇ 'from the right in the figure.
  • the end of the evaporating section 25 1 A (the end opposite to the bulkhead 301) and the end of the evaporating section 25 1B (the end opposite the bulkhead 301) ) Is a U tube One tube).
  • the end of the condensing section 25B and the end of the condensing section 25C are similarly connected by a U-tube.
  • the refrigerant C flowing in one direction as a whole from the condensing section 25 2 A to the evaporating section 25 1 A is guided to the evaporating section 25 1 B by the U-tube, and flows therefrom to the condensing section 25 2 B.
  • the condensing section is configured to flow to the 25 C through a U-tube.
  • the refrigerant path including the evaporating section and the condensing section alternately and repeatedly passes through the first section 310 and the second section 320.
  • the refrigerant path forms a meandering group of small tubes.
  • the tubules pass through the first section 310 and the second section 320 while meandering, and alternately contact the high-temperature regeneration air B and the low-temperature regeneration air B.
  • the refrigerant from the throttle 330 is first guided to the condensing section 250 A, but it may be configured to be first guided to the evaporating section 251 A.
  • the end of the condensing section 25 A (the end opposite the partition wall 302) and the end of the condensing section 25 B (the end opposite the partition wall 302) Are connected by a U-tube, and the end of the evaporating section 25 1 B and the end of the evaporating section 25 1 C are similarly connected by a U-tube.
  • a refrigerant gas C compressed by a refrigerant compressor 260 is guided to a condenser 220 via a refrigerant gas pipe 202 connected to a discharge port of the compressor 260.
  • the refrigerant gas C compressed by the compressor 260 is cooled and condensed by the regeneration air B serving as cooling air immediately before flowing into the desiccant rotor 103, and the refrigerant C heats the regeneration air B.
  • the refrigerant outlet of the condenser 220 is connected to the inlet of the condensing section 250 A of the heat exchanger 300 by the refrigerant path 203, and in the middle of the refrigerant path 203, the condensing section 205.
  • a throttle 330 is provided near the entrance of 2A.
  • the liquid refrigerant C that has exited the condenser 220 is depressurized by the throttle 330, expands, and a portion of the liquid refrigerant C evaporates (flashes).
  • the refrigerant C which is a mixture of the liquid and the gas, reaches the condensing section 250A, where the liquid refrigerant C flows so as to wet the inner wall of the tube of the condensing section 250A, and from the evaporator 210.
  • the coolant cooled and flushed by the cooled regeneration air B immediately after flowing out condenses.
  • the regeneration air B flowing through the second section 320 Due to the condensation of the refrigerant, the regeneration air B flowing through the second section 320, The regenerated air B that has been cooled and dehumidified in the evaporator 210 and has a lower temperature than before flowing into the evaporator 210 is heated (preheated).
  • the condensing section 25 2 A and the evaporating section 25 1 A are a series of tubes. That is, the condensed refrigerant liquid C (and also the non-condensed refrigerant liquid C) flows into the evaporating section 25A because it is configured as an integrated path. Then, the regenerated air B flows out of the desiccant rotor 103, is heated and evaporated by the regenerated air B cooled to some extent in the heat exchanger 340, and the regenerated air B flowing through the first section 310 is scattered. Cool (pre-cool). The regeneration air B is the regeneration air B before flowing into the evaporator 210.
  • the heat exchanger 300 is provided in the first plane PA with the refrigerant passing through the first section 310 and the evaporating section and the refrigerant passing through the second section 320.
  • a refrigerant section having at least one condensing section (at least one pair, for example, 25A and 25A) and passing through a second compartment 320 in the second plane PB. It has a condensing section and an evaporating section (at least one pair, e.g., 25B and 25B), which is a refrigerant path through the first compartment 310.
  • the outlet side of the last condensing section 2 52 D of the heat exchanger 300 is connected to the evaporator 210 by a refrigerant liquid pipe 204, and an expansion valve as a throttle is provided in the refrigerant pipe 204. 250 are installed.
  • the refrigerant liquid C condensed in the condensing section 255 is decompressed and expanded by the throttle 250 to lower the temperature, enters the evaporator 210 and evaporates, and cools the regenerated air B by the heat of evaporation.
  • the throttles 330 and 250 for example, orifices, capillary tubes, expansion valves and the like are used.
  • the refrigerant C evaporated and gasified in the evaporator 210 is guided to the suction side of the refrigerant compressor 260 through the path 201, and the above cycle is repeated.
  • the heat pump HP1 pumps heat from the low-temperature regeneration air, which is a low heat source, to the high-temperature regeneration air, which is a high heat source.
  • the dehumidifier 21 uses the heat pump HP 1 to simultaneously regenerate the desiccant and remove moisture from the regenerated air, and also preheats the regenerated air B before regeneration and regenerates the regenerated air B after regeneration. Since the pre-cooling is performed using the internal working medium, the equipment is simple, and most of the cooling capacity of the heat pump can be used to condense the moisture in the air, so the dehumidifying capacity is high.
  • an air / air heat exchanger 300 is installed before and after the evaporator 210 to perform pre-cooling and reheating (pre-heating) of the regenerated air B to reduce the sensible heat ratio and cool down to the dew point. Was reduced.
  • the dehumidifier 21 has a high dehumidifying capacity and, in addition, recovers heat for cooling to the dew point and can use it as heat for heating the regenerated air. be able to. Therefore, the amount of heat required is smaller than the amount of heat required by the conventional electric heater, and the heat pump HP1 has high energy efficiency and consumes less power.
  • the equipment constituting the device is housed in a cabinet 700.
  • the cabinet 700 is formed as a rectangular parallelepiped housing made of, for example, a thin steel plate, and has an upper region 700 A arranged vertically above and below by a horizontal plane-shaped partition plate 700. It is hermetically sealed in the lower area 700B.
  • the upper area 700 A is a processing air chamber 702 through which the processing air A flows from the left end to the right end in the drawing
  • the lower area 700 B is a regeneration air chamber 703 mainly.
  • the regeneration air B circulates in the regeneration air chamber 703 as described later.
  • the partition plate 700 for example, a thin steel plate constituting the cabinet 700 may be used.
  • the intake port 104 opens at the top in the vertical direction of the left side 704 A of the cabinet 704 in the figure, and the intake port 104 is the processing air A for the air-conditioned space 101 (see Fig. 1). To inhale.
  • the intake port 104 is an opening of the processing air chamber 702, and the sucked processing air A flows through the processing air chamber 702.
  • a filter 501 is provided near the intake port 104 in the processing air chamber 702 so as to prevent dust in the air-conditioned space 101 from being brought into the apparatus.
  • a blower 102 is installed inside the filter 501, and the processing air A flowing from the intake port 104 through the filter 501 into the processing air chamber 702 is blower 10 2 sucked.
  • a path 107 is formed between the intake port 104 and the blower 102.
  • the processing air A flows through the processing air chamber 702 by the blower 102.
  • the process air A discharged from the blower 102 flows through the path 108, flows into the upper half of the desiccant rotor 103 from the horizontal direction, and is removed by the desiccant of the desiccant rotor 103.
  • Processed air A that has flowed horizontally from the upper half of the desiccant rotor 103 passes through the path 109 and opens at the top of the cabinet 704 on the right side in the figure on the right side of the cabinet 704 B in the vertical direction.
  • the air exits the processing air chamber 720 ie, exits the cabinet 700 from the discharge port 110, and returns to the air-conditioned space 101 to be supplied with air.
  • the desiccant rotor 103 is arranged so that the rotation axis AX is directed in the horizontal direction and passes through an opening 706 formed in the partition plate 701, and the upper half of the semicircular shape is the processing air chamber 702. In addition, the lower half of the semicircular shape is disposed in an upper section 703 A of the regeneration air chamber 703 described later.
  • An electric motor 105 serving as a driving machine is arranged near the desiccant rotor 103 in an area 703 A, which will be described later, of the regeneration air chamber 703 with its rotating shaft being horizontal.
  • the electric motor 105 and the desiccant rotor 103 are connected via a chain 131, and the rotation of the electric motor 105 is transmitted to the desiccant rotor 103, and the desiccant rotor 103 is 15- 2 0 hr-rotate at 1 speed. Since the desiccant rotor 103 is arranged with the rotation axis AX oriented in the horizontal direction, the horizontal length of the cabinet 700 can be made short and compact.
  • the height of the processing air chamber 702 is formed slightly larger than the radius of the desiccant rotor 103, and the height of the regeneration air chamber 703 is formed slightly smaller than twice the radius of the desiccant rotor 103. ing.
  • a horizontal plane-shaped partition plate 707 is provided, separated from the partition plate 701 by a distance slightly larger than the radius of the desiccant rotor 103, to the lower side.
  • the air chamber 703 is divided into two vertical sections 703 A and 703 B by a partition plate 707. Openings 705 A, B are formed at both ends of the partition plate 707, and pass through the openings 705 A, 705 B, and the upper and lower areas 703 A, 703 B Is formed so that the regenerated air B circulates.
  • a filter 502 is installed on the right side of the upper area 703 A of the regeneration air chamber 703 in the figure, and passes through the opening 705 B on the right side of the figure, and the lower area 70 0 3 Remove the dust from the regeneration air B that rises from B and turns in the horizontal direction.
  • a condenser 220 having a heat exchange tube formed in a coil shape is installed on the left side of the filter 502 in the figure. The regenerated air B after passing through the filter 502 passes through the condenser 220 and is heated.
  • the regeneration air B passing through the condenser 220 and passing through the path 125 flows into the lower half of the desiccant rotor 103 from the horizontal direction to regenerate the desiccant.
  • the regeneration air B that has passed through the heat exchanger 340 and passed through the path 126 b flows into the first section 310 of the heat exchanger 300 and is precooled. Outside air as another fluid is introduced into the heat exchanger 340 via a duct (not shown). When the cabinet 700 is not installed in the air-conditioned space 101, the external air duct used in the heat exchanger 340 is unnecessary.
  • the air in the environment where the cabinet 700 is installed is used as it is as a fluid for exchanging heat with the regenerated air.
  • cooling water may be used for the heat exchanger 340 instead of outside air. In that case, connect the cooling water supply pipe and the return pipe to the heat exchanger 340.
  • the heat exchanger 300 passes through the opening 708 formed in the partition plate 707 and is housed in the upper area 703A and the lower area 703B of the regeneration air chamber 703.
  • the first section 310 of the heat exchanger 300 is stored in the upper section 703A
  • the second section 320 of the heat exchanger 300 is stored in the lower section 703B. Have been.
  • the regenerated air B flowing out of the first section 310 of the heat exchanger 300 is sucked into a blower 140 that circulates the regenerated air B in the regenerated air chamber 703 through a path 127. .
  • the regenerated air B discharged from the blower 140 passes through an extremely short path 128, passes through an evaporator 210 having a coil-shaped heat exchange tube, is cooled, and is cooled. While flowing through 9, change the direction of the flow to just below and pass through the opening 705 A on the left side in the figure.
  • the regeneration air B passing through the opening 705A changes the flow direction to the horizontal direction, flows horizontally in the lower area 703B of the regeneration air chamber 703, and passes through the heat exchanger 300.
  • the drain tank 450 and the compressor 260 are disposed so as to avoid the regeneration air chamber 703 on the front side in the horizontal direction in the figure.
  • the regenerated air B that has flowed out of the second section 320 of the heat exchanger 300 flows along the path 124, changes the direction of the flow to just above, and passes through the opening 705B on the right side in the figure. Then, the direction of the flow is changed to the horizontal direction, reaches the filter 502, and thereafter the same flow is repeatedly circulated.
  • a compressor 260 and a drain tank 450 are arranged below the partition plate 707 so as to avoid the area 703 B below the regeneration air chamber 703.
  • the compressor 260 is located almost directly below the desiccant rotor 103 when viewed from the front in the figure, and the drain tank 450 is located almost directly below the evaporator 210.
  • Routes 201 to 204 are arranged by connecting the devices as shown in FIG.
  • the processing air A is arranged to flow in the horizontal direction, and the regeneration air B is mainly
  • the equipment has been described as being arranged so that it flows and circulates slightly in the vertical direction.However, the processing air A is arranged so as to flow in the vertical direction, and the regeneration air B flows mainly in the vertical direction, and the water squares slightly.
  • the devices may be arranged so as to flow and circulate in a direction.
  • FIG. 3 is a Mollier diagram when HF C 134a is used as the refrigerant C. See Figure 1 for equipment.
  • the horizontal axis is enthalpy h (kj / kg), and the vertical axis is pressure p (MPa).
  • the refrigerant C suitable for the heat pump and the dehumidifier 21 (see FIG. 1) of the present invention there are HF C407C and HFC410A. In these refrigerants C, the working pressure region shifts to a higher pressure side than HFC 134a.
  • the point a is the state of the refrigerant outlet of the evaporator 210 in FIG. 1 and is in the state of saturated gas.
  • the pressure is 0.30MPa
  • the temperature is 1 ° C
  • the enthalpy is 399.2 kJ / kg.
  • the state where the gas is sucked and compressed by the compressor 260, that is, the state at the discharge port of the compressor 260 is indicated by a point b. In this state, the pressure is 1.89 MPa, and the state is a superheated gas.
  • This refrigerant gas C is cooled in the condenser 220 and reaches a point c on the Mollier diagram.
  • This refrigerant liquid C is decompressed by the throttle 330 and flows into the condensation section 252 A of the heat exchanger 300.
  • the pressure is a medium pressure in the present invention, and in this embodiment, the pressure is a value intermediate between 0.301 ⁇ & 1.89 MPa. In this example, the saturation pressure is 15 ° C.
  • a part of the liquid is evaporated and the liquid and the gas are mixed.
  • the refrigerant liquid C condenses under the intermediate pressure, and reaches a point 1 on the saturated liquid line at the same pressure.
  • the refrigerant C in the state indicated by the point f1 flows into the evaporating section 25A.
  • the refrigerant C takes heat from the relatively hot regenerated air B flowing in the first section 310, evaporates itself, flows further into the evaporating section 25 1 B and saturates It reaches a point gl between the liquid line and the saturated gas line.
  • a part of the liquid has evaporated, but a considerable amount of the refrigerant liquid C remains.
  • the refrigerant C in the state of the point g1 flows into the condensing section 2 52B and further flows into 252C. Then, the liquid phase is cooled and the liquid phase is increased to reach the point ⁇ 2 on the saturated liquid line.
  • the refrigerant C here evaporates in the liquid phase to reach the point g 2.
  • refrigerant C condenses in the next condensing section 25 2 D to reach point f 3 on the saturated liquid line. In this way, the refrigerant C exchanges heat between the low-temperature regeneration air and the high-temperature regeneration air while repeatedly condensing and evaporating.
  • the refrigerant C in the state of the condensed point f 3 is guided to the expansion valve 250.
  • Point f 3 is on the saturated liquid line in the Mollier diagram.
  • the temperature is 15 ° C and the enthalpy is 20.5 kjZkg.
  • the refrigerant liquid C at the point f3 is reduced in pressure by the throttle 250 to 0.3 OMPa which is a saturation pressure at a temperature of 1 ° C, and reaches the point j.
  • the refrigerant C at this point flows into the evaporator 210 as a mixture of the refrigerant liquid C at 1 ° C and gas, where it takes heat from the treated air A, evaporates, and evaporates to a point a on the Mollier diagram.
  • the saturated gas in the state described above is sucked into the regenerative compressor 260, and the above cycle is repeated.
  • the refrigerant in the state e is not condensed in the evaporating section 251, but is condensed in the condensing section 252 as in the present embodiment, the refrigerant approaches a wet state. Therefore, when the capacity control is performed, the amount of the gas-phase refrigerant passing through the throttle 250 is reduced, and the refrigeration effect can be maintained high.
  • the refrigerant C evaporates the change in the state of condensation, as in the condensing section 252, from point e to point f1, or from g1 to f2.
  • the state of evaporation changes from point f1 to point g1, or from point f2 to g2, as it is condensation heat transfer and evaporation heat transfer. Very high heat transfer coefficient.
  • a compression heat pump HP 1 including a compressor 260, a condenser 220, a throttle 330, 250 and an evaporator 210
  • the heat exchanger 30 ° is not provided
  • the refrigerant enthalpy at the evaporator 210 inlet is reduced, and the refrigerant refrigeration effect per unit flow rate is high, so the dehumidification effect and energy efficiency are high. It will be.
  • the dehumidifier 21 including the heat pump HP1 will be described with reference to the psychrometric chart of FIG. 4 and the configuration as appropriate with reference to FIG.
  • the state of air in each part is indicated by the alphabet symbol KLPR and the like. This symbol corresponds to the letter circled in the flow diagram in Figure 1.
  • this diagram can be applied to the dehumidifiers of the second and third embodiments described later as the wet psychrometric chart.
  • the processing air A (state K) from the air conditioning space 101 is sucked into the blower 102 through the processing air path 107, is further discharged from the blower 102, and is sent to the desiccant rotor 103 through the path 108.
  • the treated air A whose moisture has been adsorbed and dried by the desiccant rotor 103 lowers the absolute humidity to 2 g / kg DA and raises the dry bulb temperature (state).
  • the treated air A then returns to the conditioned space 101 via path 109.
  • DA indicates dry air (DryAir).
  • the regenerated air B (state P) having an absolute humidity of 5 gZk gDA and a dry bulb temperature of 5 ° C exiting the evaporator 210 is sent to the second compartment 320 of the heat exchanger 300 through the path 129, where In the condensing section 252, it is heated to a certain extent by the refrigerant C condensed, and the dry bulb temperature is raised while maintaining the absolute humidity (temperature between 5 ° C and 60 ° C) (state R).
  • This can be referred to as pre-heating, as it is pre-heating before heating in condenser 220.
  • Preheated regeneration air B is introduced into condenser 220 via path 124.
  • the regeneration air B is heated by the condenser 220, and further raises the dry bulb temperature to 60 ° C while maintaining the absolute humidity constant (state T).
  • the regenerated air B is further fed into the desiccant rotor 103 through the path 125, where it takes water from the desiccant (not shown in FIG. 1) in the drying element and regenerates it. Raise to 10 g / kg DA and lower the dry-bulb temperature by desiccant hydration and heat removal ('State U a)
  • the regenerated air B that has exited the desiccant rotor 103 is sent to the heat exchanger 340 through the path 126a, and the dry bulb temperature is lowered while maintaining the absolute humidity constant (state Ub).
  • the regenerated air B exiting the heat exchanger 340 is sent to the first section 310 of the heat exchanger 300 through the path 126b, where it is cooled to a certain extent by the refrigerant C that evaporates in the evaporating section 251 and has a constant absolute humidity. Reduce the dry bulb temperature as it is (State V). This is pre-cooling before the evaporator 210 cools to a temperature below the dew point, so it can be called pre-cooling. Rebirth Air B is sucked by the blower 140 through the path 127 and is discharged to the path 128.
  • the discharged regenerated air B is sent to the evaporator 210 through the path 128, is dehumidified and cooled to the dew point temperature or lower by the evaporator 210, reduces the absolute humidity to 5 g / kg DA, and is dried. Reduce bulb temperature to 5 ° C (state P).
  • the regenerated air B exiting the evaporator 210 repeats the same cycle.
  • the regeneration air B is precooled by evaporating the refrigerant C in the evaporating section 251, and the regeneration air B is heated by condensing the refrigerant C in the condensing section 250.
  • the refrigerant C evaporated in the evaporation section 25 1 is condensed in the condensing section 25 2.
  • the heat exchange between the regenerated air B before and after being cooled by the evaporator 210 is indirectly performed by the evaporation and condensation of the same refrigerant C.
  • the amount of heat ⁇ ⁇ ⁇ that heats the regenerated air in the second section 320 is heating by utilizing waste heat, and the evaporator 210
  • the amount of heat A i that cools the regenerated air in step 2 is the cooling and dehumidifying effect, and is the heat recovery power S, ⁇ by the heat exchanger 300 as an economizer.
  • the heat amount A Q 1 is taken and the regeneration air B is cooled.
  • the regenerated air B Since the regenerated air B is cooled to some extent by the heat exchanger 340 and then flows into the heat exchanger 300, the temperature of the regenerated air B flowing into the evaporator 210 decreases and the dew point temperature increases. , The heat pump's dehumidifying capacity per refrigeration effect increases. Also, the amount of heat released as a whole when the gas phase water in the air-conditioned space is converted into a liquid phase and stored in the tank 450, and the driving power of the compressor 260, which is not shown in FIG. The amount of heat can be discharged from the dehumidification system to the outside through the heat exchanger 340.
  • the refrigerant C which has been decompressed by the throttle 330 and a part of the refrigerant liquid has expanded to become a mixture of the liquid phase and the gas phase, flows into the condensing section 252A.
  • the refrigerant C preheats the regenerated air B while flowing through the condensing section 25 A, and itself is deprived of heat and flows into the evaporating section 25 A while reducing the gas phase.
  • the evaporating section 25A cools the regenerated air B, which has a higher temperature than the regenerated air B in the condensing section 25A, and receives heat to evaporate the liquid-phase refrigerant C while evaporating. Enter section 2 5 1 B. While flowing through the evaporating section 25 1 B, the refrigerant C is further given heat from the high-temperature regeneration air B to further evaporate the liquid-phase refrigerant C. And the next condensation section 2 5? Flow into B.
  • the refrigerant C undergoes a phase change between a gas phase and a liquid phase, Flows through. In this way, heat is exchanged between the regenerated air B before being cooled by the evaporator 210 and the regenerated air B cooled by the evaporator 210 to reduce the absolute humidity.
  • the heat exchanger 300 is used as a pre-cooling / pre-heating heat exchanger, and the working fluid of the heat exchanger 300 and the working fluid (that is, the refrigerant) of the heat pump HP 1 are the same. Since the refrigerant charging process can be used in common, manufacturing costs and maintenance costs are low. In addition, a pre-cooling-pre-heating heat exchanger can be manufactured as a single unit. In addition, since the refrigerant of the working fluid flows in one direction in the refrigerant path as the refrigerant of the heat pump, it does not require the internal wick of the heat pipe and produces a normal air-refrigerant heat exchanger coil with no internal wick. Manufacturing cost is low because it can be manufactured with equipment.
  • the second embodiment will be described with reference to FIG.
  • the difference from the first embodiment is that a heat exchanger 340a is used instead of the heat exchanger 340.
  • the heat exchanger 340a has a structure similar to that of the heat exchanger 300.
  • the heat exchanger 340a consists of an evaporator section 341A, 341B and a condensing section 342A,
  • the evaporating sections 34 1 A and 34 1 B correspond to the evaporating sections 25 1 A and 25 1 B of the heat exchanger 300, and the condensing sections 34 2 A and 34 2 B Exchanger 3 0
  • the evaporating section is disposed through the first section 344, and the condensing section is disposed through the second section 344.
  • the first parcel 3 4 3 is the desiccant center 1 0
  • the regenerated air B passing through the desiccant rotor 103 is introduced into the first section of the heat exchanger 3 4 0 a. After passing through 343, it flows into the first section 310 of the heat exchanger 300.
  • the second section 344 of the heat exchanger 340a is configured so that the outside air passes through the blower 144.
  • a throttle 336 is arranged in the refrigerant pipe 203 flowing into the condensing section 3442A.
  • the heat exchanger 340a When viewed along the flow of the refrigerant, the heat exchanger 340a is inserted and disposed in the refrigerant pipe 203 of the first embodiment.
  • the refrigerant C passes through the condensing section 342 A, the evaporating section 341 A, the evaporating section 341 B, and the condensing section 342 B, and reaches the throttle 340.
  • it is the heat exchanger 3 that transfers heat from the regeneration air B passing through the first compartment 344 to the outside air passing through the second compartment 344 by condensation and evaporation of the refrigerant. It is similar to the case of 0 0.
  • the operation of the heat pump HP2 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 7 is a Mollier diagram in the case where FC134a is used as the refrigerant C, similarly to FIG. The description that overlaps with FIG. 3
  • points a, b, c, and d are the same as those in FIG.
  • the refrigerant liquid C in the state at the point d is decompressed by the throttle 3336 and flows into the condensing section 342A of the heat exchanger 340a.
  • the pressure is an intermediate pressure of the present invention, and is a value intermediate between 0.30 MPa and 1.89 MPa in this embodiment. In this example, the pressure is somewhat higher than the saturation pressure at a temperature of 13 ° C.
  • a part of the liquid is evaporated and the liquid and the gas are mixed.
  • the condensing section 342 A the refrigerant liquid C condenses under the intermediate pressure and reaches a point f 1 on the saturated liquid line at the same pressure.
  • the refrigerant C in the state indicated by the point f1 flows into the evaporating section 341A.
  • the refrigerant C deprives the relatively hot regenerated air B flowing in the first section 34 43 of heat, evaporates itself and further flows into the evaporating section 34 1 B,
  • the point g 1 is located between the saturated liquid line and the saturated gas line. Here, a part of the liquid is evaporated, but the refrigerant liquid C remains considerably.
  • the refrigerant C in the state of the point gl flows into the condensing section 342 B, is cooled and increases the liquid phase, and reaches the point f2 on the saturated liquid line.
  • the liquid refrigerant C is decompressed by the throttle 330 and flows into the condensing section 255A of the heat exchanger 300.
  • the subsequent operation is the same as that described with reference to FIG. However, the signs of f1, g1, ⁇ 2, g2, and f3 in FIG. 3 are changed to f3, g3, f4, g4, and ⁇ 5, respectively. Further, as a result of being efficiently cooled by the heat exchanger 340a, the operating temperature of the heat exchanger 340 has been slightly reduced from 15 to 13 ° C.
  • the heat exchanger 340a utilizing the condensation heat transfer and the evaporation heat transfer is provided, the cooling of the regenerated air B can be achieved with a high heat transfer coefficient. Further, the refrigerating effect of the refrigerant can be further enhanced.
  • a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the difference between this embodiment and the first embodiment shown in FIG. 1 is that the refrigerant is first introduced into the evaporating section 251A from the throttle 33 by the heat exchanger 300b. That the transition from plane PA to plane PB takes place between condensing sections 25 2 A and 25 2 B (between other planes).
  • 3 3 1 The plane PE is added, the plane PE is added, the plane PB and the plane PC are evaporated between the evaporation sections, and the plane PD and the plane PE are evaporated between the evaporation sections. , 332 are provided.
  • the end of the evaporating section 25 1 B in the plane PB and the end of the evaporating section 25 1 C in the plane PC are connected via the throttle 331, and the plane PD
  • the end of the evaporating section 25 1 D in the inside and the end of the evaporating section 25 1 E in the plane PE are connected via a throttle 33 2.
  • the other parts are the same as those shown in FIG. 1 and are not shown.
  • the major change is that apertures 331 and 332 are provided between the planes.
  • the other point is that the refrigerant is first flowed into the evaporator section 251A from the throttle 330, so that the evaporation and condensation in the heat exchanger 300b as a whole are closer to the gas phase. There is no significant difference in operation except for.
  • the plane may be further increased than the PE, and in that case, the aperture may be increased accordingly.
  • the refrigerant C introduced into the evaporating section 25 1 A partially evaporates in the evaporating section 25 1 A, becomes moist, and flows into the condensing section 25 2 A. .
  • the air then turns in the U-tube and enters the condensing section 25 2 B and the evaporating section 25 1 B.
  • the pressure is reduced by the throttle 331, and flows into the evaporating section 251C in the plane PC.
  • it evaporates further and flows into the condensing section 25 2 C.
  • it turns in the U-tube and flows into the condensing section 252D, and is further condensed and flows into the evaporating section 251D.
  • a part of the refrigerant C evaporates and reaches the throttle 332.
  • the pressure is reduced and flows into the evaporating section 25 1 E in the plane PE and then into the condensing section 25 2 E.
  • the refrigerant C that has sufficiently condensed here travels to the path 204 and the expansion valve 250.
  • the evaporating pressure in the evaporating sections 25 1 A and 25 1 B, and thus the condensing pressure in the condensing sections 25 2 A and 25 2 B that is, the first intermediate pressure, or the evaporating section 25 1 C, 25 1 D, condensation section 25 2 C, 25 2 D
  • the pressure in the second intermediate pressure, ie, the temperature of the regeneration air B before entering the evaporator 210, and the evaporator 210 It is determined by the temperature of the regenerated air B after entering, cooling and exiting.
  • the heat exchanger 300 shown in FIG. 1 or the heat exchanger 300 b shown in FIG. 8 utilizes the evaporative heat transfer and the condensed heat transfer, and therefore has a very excellent heat transfer coefficient.
  • heat exchanger 300b Since the heat exchange between the raw air B is performed in a counter-flow type, as described later, the heat exchange efficiency is extremely high.
  • the refrigerant C is forced to flow in almost one direction as a whole in the refrigerant path from the evaporating section 251 to the condensing section 252 and from the condensing section 252 to the evaporating section 251. High heat exchange efficiency between regeneration air B and regeneration air B with low temperature.
  • the flow as a whole generally in one direction means that, for example, a turbulent flow may locally flow backward, but also a pressure wave is generated due to the generation of a bubble or an instantaneous interruption, and the refrigerant C flows in the flow direction. Even if it vibrates, it means that it flows in one direction in the refrigerant path as a whole.
  • refrigerant C is forcibly flowed in one direction at a pressure increased by compressor 260.
  • the heat exchange efficiency ⁇ is defined as TP1, the inlet temperature of the heat exchanger for the high-temperature fluid, T for the outlet temperature, TC1, the inlet temperature of the heat exchanger for the low-temperature fluid, and TC2 for the outlet temperature.
  • the refrigerant C in the state of the point e that has flowed into the evaporating section 25 1 A of the heat exchanger 300b has a part of the liquid evaporated at the first intermediate pressure and the liquid and the gas. Are in a mixed state.
  • the refrigerant C further evaporates in the evaporating section 251 A, and reaches a point f 1 in the Mollier diagram that approaches the saturated gas line in the wet area.
  • Refrigerant C in this state enters condensing section 25 2 A, where it is condensed and reversed in U-tube and enters condensing section 25 2 B, where it is further condensed to a point g in the wet region but close to the saturated liquid line g Reaches one.
  • the evaporating section 25 1 B and in the wet area heads in the direction of the saturated gas line to the point hia. Up to this point, the change is almost at the first intermediate pressure.
  • the refrigerant C in the state of the point h 1 a is reduced in pressure through the throttle 331 to reach the point h 1 b at the second intermediate pressure. That is, the refrigerant flows from the evaporating section 25 1 B, which is the refrigerant path in the plane PB, to the evaporating section 25 C, which is the refrigerant path of the plane PC, via the throttle 331, through the throttle 331.
  • the refrigerant C further evaporates at the second intermediate pressure in the evaporating section 25 1 C to reach the point f 2.
  • the pressure is reduced by the intermediate throttle 332.After that, the pressure becomes the third intermediate pressure, and the refrigerant C passes through the evaporating section 25 1 E, the condensing section 25 2 E, and the refrigerant path. Leads to a point g 3 on the Mollier diagram, which corresponds to point ⁇ 3 in FIG. This point is on the saturated liquid line in the Mollier diagram.
  • the temperature is 11 ° C and the enthalpy is 25.0 kJ / kg.
  • the refrigerant liquid C at the point g 3 is reduced to 0.30 MPa, which is the saturation pressure at a temperature of 1 ° C, with the throttle 250 as in the case of FIG. Reaches the evaporator 210 as a mixture of the refrigerant liquid C and the gas, where it removes heat from the regenerated air B and evaporates to become saturated gas at the point a on the Mollier diagram. The above cycle is repeated.
  • the refrigerant C alternately changes the state of evaporation and condensation, and the heat transfer coefficient is very high because the heat transfer is evaporation heat and condensation heat. This is the same as the heat exchanger 300 of the first embodiment.
  • the regenerated air B before being cooled by the evaporator 210 is supplied to the evaporator sections 251A, 251B, 251C, 25 in the first section 310.
  • the regenerated air B, cooled by the evaporator 210 is condensed in the second section 320 in the order of the condensing sections 25E, 25D, 25C, 25B, and 25A.
  • Exchange heat That is, the temperature gradient of the regeneration air B and the temperature gradient of the condensation section 252 are in the same direction.
  • FIG. 10 shows a flowchart of a dehumidifying device 23 according to the fourth embodiment.
  • the throttles 33 1 and 3 32 It is provided on the 25 2 side. So The other configuration is the same as that of the second embodiment described with reference to FIG.
  • FIG. 11 is a Mollier diagram of the heat pump HP 4 shown in FIG. Unlike Fig. 9, the pressure is reduced during the condensation process at the intermediate pressure.
  • the aperture 331 reduces the pressure from the point g 1 a to the point g 1 b
  • the aperture 332 reduces the pressure from the point g 2 a to the point g 2 b.
  • the point that the heat exchange between the regenerated air B before and after being cooled by the evaporator 210 is countercurrent is the same as in the embodiment of FIG.
  • Restrictors may be installed on both sides of the evaporating section and the condensing section, as shown in Fig. 8 and Fig. 10. With such a configuration, there is a throttle every time the refrigerant moves from one plane to the next plane, and the evaporation temperature / condensation temperature differs from plane to plane, so that the flow of the regenerated air that exchanges heat is completely countercurrent. Get closer.
  • the drain pan 451 is not limited to the evaporator 210, but may be provided so as to provide power below the heat exchangers 300, 300b, and 300c. In particular, it is preferable to be provided below the first section 310. In the first section 310 of the heat exchangers 300, 300b, and 300c, the regeneration air B is pre-cooled, but some moisture may condense here.
  • (A) is a plan view of the flow direction of the low-temperature and high-temperature regeneration air B
  • (b) is a side view of the low-temperature and high-temperature regeneration air at right angles to the flow.
  • (a) is a view taken in the direction of arrows A—A in (b).
  • the regenerated air B having a high temperature flows through the section 310 from the near side of the paper to the front
  • the regenerated air B having a low temperature flows through the section 320 from the front to the near side.
  • the tubes are arranged in eight rows in four planes PA, PB, PC, and PD, respectively, which are orthogonal to the flow of the low-temperature and high-temperature regeneration air B. That is, they are arranged in 4 rows and 8 columns along the flow of the regeneration air B.
  • a plane PE (not shown) may be provided below the plane PD, and eight more rows of tubes may be arranged in the plane PE.
  • FIG. 1, FIG. 5, FIG. 6, FIG. 8 and FIG. 10 for convenience, the heat exchange tubes in each plane PA, PB, PC, PD are described as having one row and one column, but typically, Thus, each row contains a plurality of tube rows. In this way, the tubes constitute a group of tubules.
  • An intermediate stop 331 is provided at the point where the first plane PA moves to the next plane PB, a middle stop 332 (not shown) is provided at the point where the plane PB is transferred to the plane PC, and a middle stop 332 is provided at the point where the plane PC is transferred to the plane PD.
  • An aperture 3 3 3 is provided.
  • one stop is provided at a position where one plane moves to the next plane.
  • a tube row belonging to PA may be formed of a plurality of layers.
  • An intermediate stop is provided at a position where each layer moves to the next layer.
  • the planes before and after the intermediate stop are referred to as a first plane and a second plane.
  • heat exchangers As shown in Fig. 12 in parallel with the flow of the low-temperature and high-temperature regeneration air, They may be arranged in series. Furthermore, for example, in the Mollier diagram shown in Fig. 11, the repetition of evaporation and condensation of refrigerant C is established as a cycle even if the refrigerant enters the supercooling region beyond the saturated liquid line, but it is heat exchange between regenerated air In consideration of the above, it is preferable that the phase change of the refrigerant c is performed in the wet region. Therefore, in the heat exchanger 300d shown in Fig.
  • the heat transfer area of the first evaporator section connected to the throttle 330 should be larger than the heat transfer area of the subsequent evaporator section. I like it. Also, since the refrigerant C flowing into the throttle 250 is preferably in a saturated or supercooled region, the heat transfer area of the condensing section connected to the throttle 250 is reduced by the transfer of the condensing section before it. It is preferable to configure the heat area larger than the heat area.
  • This heat exchanger is inexpensive and is economical when used in place of expensive heat pipes. Unlike heat pipes, the working fluid can be the same as that of a heat pump, so there is no need for maintenance.
  • FIG. 13 is a flow diagram schematically showing a flow in the dehumidifying device in the fifth embodiment
  • FIG. 14 is a refrigerant Mollier diagram of the heat pump HP5 included in the dehumidifying device of FIG.
  • FIG. 3 shows only the heat exchanger 300 e and the path of the refrigerant and air around the heat exchanger 300 e, and the others are not shown.
  • the heat exchanger 300b in the third embodiment in FIG. 8 is replaced with a heat exchanger 300e.
  • members or elements having the same functions or functions as the members or elements in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and parts that are not particularly described are the same as those in the third embodiment. .
  • the refrigerant path is branched into a plurality of rows (three rows in FIG. 13) on the downstream side of the condenser 220, and the branched refrigerant paths 51 to 53 are formed. This is different from the other embodiments in the point.
  • the branch refrigerant paths 51 to 53 join one refrigerant path 204 on the upstream side of the evaporator 210. That is, a plurality of condensers between the condenser 220 and the evaporator 210 A branch refrigerant path that branches into rows is provided, and a first heat exchange means and a second heat exchange means are provided in the branch refrigerant path.
  • the dehumidifier of the present embodiment is connected to the condenser 220 through the first throttle 3311a (3332a, 3333a), Of the evaporator 2 through the corresponding second restrictor 3'3 1b (3 3 2b, 3 3 3c)
  • a plurality of thin tube groups 5 1 (5 2, 5 3) configured to be connected to 10
  • the first diaphragm 3 corresponding to each of the plurality of thin tube groups 5 1, 5 2, 5 3
  • a plurality of combinations of 31a, 3332a, 3333a and the second diaphragms 3311b, 3332b, 3333c are provided. .
  • the estuary refrigerant passages 51 to 53 include the first heat exchange section (first section) 310 and the second heat exchange section (second section) 320 of the heat exchanger 300 e. Are repeatedly and alternately penetrated. Also, in each of the branch refrigerant paths 5 :! to 53, throttles 331a to 333a are arranged on the upstream side of the first heat exchange section 310, respectively. Restrictors 3311b to 3333b are arranged downstream of the part 320. As the throttles 331a to 3333b, for example, an orifice, a capillary tube, an expansion valve, or the like can be used.
  • first section 310 and the second section 320 are configured such that the regenerated air flowing through the sections 310, 320 flows opposite to each other.
  • the refrigerant paths 51, 52, and 53 are arranged in this order from the upstream side to the downstream side of the flow of the regeneration air.
  • the refrigerant paths 51, 52, and 53 are arranged in this order from the downstream side to the upstream side of the flow of the regeneration air.
  • FIG. 15 is an enlarged view showing the branch refrigerant paths 51 to 53 in the heat exchanger 300 e of the dehumidifier in FIG. 13.
  • the branch refrigerant paths 51 to 53 penetrate the first heat exchange unit 310 and the second heat exchange unit 320. That is, as shown in FIG. 15, the branching refrigerant path 5 includes, in order from the condenser 220 side, the evaporating section 25 1 Aa, the condensing section 25 2 Aa, and the condensing section 25 2 A b, evaporating section 25 1 Ab, evaporating section 25 1 A c, and condensing section 25 2 A c.
  • the branch refrigerant path 52 includes the evaporating section 25 1 B a, the condensing section 25 2 B a, the condensing section 25 2 B b, the evaporating section 25 1 B b, and the evaporating section 25 1 B c, condensing section 25 2 B c.
  • the branch refrigerant path 53 includes an evaporating section 25 lC a, a condensing section 25 52 C a, a condensing section 25 2 C b, and an evaporating section. It has Yong 25 1 Cb, evaporating section 25 1 Cc and condensing section 25 2 Cc. In FIG.
  • points a to d are the same as those in the third embodiment shown in FIG.
  • the refrigerant liquid that has been cooled in the condenser 220 and has reached the state shown by the point d is divided into the branch refrigerant paths 51 to 53 and flows into the heat exchanger 300 e.
  • the refrigerant passing through the refrigerant path 52 will be described.
  • the refrigerant liquid that has flowed into the refrigerant passage 52 is decompressed by the throttle 332a, and flows into the evaporating section 251Ba of the first heat exchange unit 310.
  • the state at this time is indicated by a point e, where a part of the liquid is evaporated and the liquid and the gas are mixed.
  • the pressure at this time is an intermediate pressure between the condensing pressure of the condenser 220 and the evaporating pressure of the evaporator 2.10.
  • 1.89 MPa and 0.30 MP It is a value between a.
  • the refrigerant liquid evaporates under the above-mentioned intermediate pressure, and the state becomes a point 1 located at the same pressure between the saturated liquid line and the saturated gas line. In this state, part of the liquid has evaporated, but considerable refrigerant liquid remains. Then, the refrigerant in the state indicated by the point 1 flows into the condensation sections 2552Ba and 2552Bb.
  • the condensing sections 25 2 B a and 25 2 B b the refrigerant is deprived of the heat by the low-temperature air in the state of the point P flowing through the second heat exchanging section 3 Reach.
  • the refrigerant in the state of the point g1 flows into the evaporating sections 25 1 Bb and 25 1 Bc, where heat is deprived and the liquid phase is reduced to reach the state of the point f2. It enters the condensing section 25 2 Bc. In the condensing section 25 2 B c, the refrigerant increases its liquid phase and reaches the state at point g 2. The point g2 is located on the saturated liquid line in the Mollier diagram. At this time, the temperature of the refrigerant is 11 ° C, and the enthalpy is 21.5OkJ / kg.
  • the refrigerant liquid in the state at the point g2 is reduced in pressure to 0.3 OMPa which is a saturation pressure at a temperature of 1 ° C by the throttle 3332b, and reaches a state shown by a point q.
  • the refrigerant in the state at the point q reaches the evaporator 210 as a mixture of the refrigerant liquid and gas at 1 ° C, where it takes heat from the air at the point V, evaporates and evaporates to the state shown at the point a.
  • This saturated gas is sucked into the regenerative booster 260, and the above-described cycle is repeated.
  • the refrigerant passing through the refrigerant path 51 passes through the restriction 3311a, the evaporating section, the condensing section, and the restriction 3311b, and passes through the points j, i1, k1, i2, and k2.
  • the state shown by point 1 is reached through the state shown by.
  • the refrigerant passing through the refrigerant path 53 passes through the restriction 33 33 a, the evaporating section, the condensing section, and the restriction 33 33 b, and passes through the point m, the point n1, the point o1, the point n2 and the point. Indicated by 2
  • the state reaches the state indicated by the point r through the state.
  • the refrigerant changes its state of evaporation from point e to point f 1 or from point g 1 to point f 2 in the evaporator section,
  • the condensed state changes from point f1 to point g1, or from point ⁇ 2 to point g2, and the heat transfer coefficient is extremely high because of the evaporation and condensation heat transfer. And heat exchange efficiency is high.
  • a compression heat pump HP5 including a booster 260, a condenser 220, a throttle 3311a to 3333b, and an evaporator 210. 0 e and surrounding refrigerant and air paths are omitted in the drawing). If the heat exchanger 300 e according to the present invention is provided, the gas circulating to the booster for the same cooling load is considered. The amount and, consequently, the required power can be significantly reduced as in the third embodiment. That is, the same operation as the subcool cycle can be provided.
  • the dehumidifier of the present invention reduces the refrigerant enthalpy at the inlet of the evaporator 210 due to the economizer effect of the heat pump HP5, and has a high refrigerant refrigerating effect per unit flow rate. Energy efficiency is increased.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be embodied in various forms within the scope of the technical idea.
  • the number of evaporating sections in the first heat exchanging section and the number of condensing sections in the second heat exchanging section of each refrigerant path are not limited to those shown.
  • the number of branches of the branched refrigerant path in the fifth embodiment is not limited to the number shown in the drawing, and the refrigerant path may be branched into any number of rows.
  • the desiccant rotor 103 is formed as a thick disk-shaped rotor that rotates around a rotation axis AX, and the rotor is filled with a desiccant with a gap through which gas can pass.
  • a large number of tubular drying elements 103a are bundled so that the central axis thereof is parallel to the rotation axis AX.
  • the rotor 103 rotates in one direction around the rotation axis AX, and the processing air A and the regeneration air B flow in and out of the rotation axis AX, respectively.
  • Each drying element is arranged so as to alternately contact the processing air A and the regeneration air B as the desiccant rotor 103 rotates.
  • the processing air A and the regeneration air B are each circularly parallel to the rotation axis AX. It is configured to flow in a substantially half area of the citrant rotor 103 in a counterflow manner.
  • the region where the processing air A flows and the region where the regeneration air B flows are separated by a partition plate (not shown in FIG. 16), and the desiccant rotor 103a rotates across the partition plate,
  • the drying element 103 a comes into contact with the processing air A and the regeneration air B alternately.
  • the rotor is partially cut away.
  • the desiccant may be filled in the tubular drying element described above.
  • the desiccant port 103 is configured so that the processing air A and the regeneration air B flow in the thickness direction of the disk-shaped rotor.
  • the evaporator 210 cools the regeneration air B below the dew point, and the heat exchangers 300, 300b, 300c, and 300c pre-cool the regeneration air B. 0 d, 3 0 e
  • First section 3 10 0, condenser 22 0 for heating regeneration air B, heat exchanger 3 0 0, 3 0 b, 3 for preheating regeneration air B
  • the refrigerant system was simplified to a single unit, and the evaporator 2 10 Since the pressure difference between the condensers 220 can be used, the circulation becomes active, and the boiling phenomenon accompanied by the phase change can be applied to the heat exchange of pre-cooling and pre-heating. it can.
  • the dehumidifying device for dehumidifying the air-conditioned space has been described.
  • the dehumidifying device is not necessarily limited to the air-conditioned space, and the dehumidifying device of the present invention can be applied to other spaces requiring dehumidification.
  • a moisture adsorbing device that adsorbs moisture of process air and is regenerated with regeneration air
  • a condenser that heats the regeneration air upstream of the moisture adsorption device
  • An evaporator that cools to a temperature below the dew point downstream of the adsorption device
  • a booster that pressurizes the refrigerant evaporated by the evaporator and sends it to the condenser, and regenerated air that flows between the moisture adsorption device and the evaporator
  • a heat pump having a heat exchanger for exchanging heat with regeneration air flowing between the evaporator and the condenser, wherein the regeneration air is configured to be circulated.
  • the regeneration air can be pre-cooled by the heat exchange means before cooling in the evaporator, and the pre-cooled cold heat can be recovered from the regeneration air once cooled in the evaporator, and the heat pump having a high operation coefficient Therefore, it is possible to provide a dehumidifying device having a high dehumidifying ability per energy consumption.
  • the treated air is not cooled by an evaporator to remove water, but is treated by a moisture adsorption device. Therefore, air with a low dew point below freezing, that is, air with a low absolute humidity below 4 g / kg DA can be obtained.

Description

明 細 書 除湿装置 技術分野
本発明は、 除湿装置に関し、 特に除湿能力の高い除湿装置に関するものである。 背景技術
従来から図 1 7に示すように、 冷媒 Cを圧縮する圧縮機 1と、 圧縮された冷媒 Cを凝縮 し処理空気 Aを加熱する凝縮器 2と、 凝縮した冷媒 Cを膨張弁 5で減圧し、 これを蒸発さ せて処理空気 Aを露点温度以下に冷却する蒸発器 3と、 を備える除湿装置 1 1があった。 蒸発器 3は空調空間 1 0からの処理空気 Aを露点以下に冷却して、 処理空気 A中の水分を 除去し、 露点以下に冷却された処理空気 Aを凝縮器 2で加熱し、 空調空間 1 0に供給して いた。 この除湿装置 1 1では、 圧縮機 1、 凝縮器 2、 膨張弁 5及び蒸発器 3とでヒートポ ンプ H Pが構成されている。 ヒートポンプ H Pは、 蒸発器 3を流れる処理空気 Aから凝縮 器 2 .を流れる処理空気 Aに熱を汲み上げている。
以上のような従来の、 ヒートポンプ H Pを備える除湿装置 1 1では、 絶対湿度で 4 g / k g D A以下の乾燥した空気を供給できなつかた。 この場合、 ヒートポンプ H Pの蒸発器 3の作用温度が氷点以下にあるため、 除湿された水分が伝熱面で氷となって着床して伝熱 を阻害して、 連続運転が不可能となるためである。
そこで本発明は、 空気の除湿を行ってもヒートポンプの蒸発器の伝熱面に除湿した水分 を氷として着床させず、 絶対湿度で 4 g / k g D A以下の乾燥した空気を連続して供給す ることができる除湿装置を提供することを目的としている。 発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明の 1つの態様による除湿装置では、 例えば図 1に示 されるように、 処理空気 Aの水分を吸着し； 再生空気 Bで水分を脱着されて再生される水 分吸着装置 1 0 3と ；冷媒 Cを凝縮することによって再生空気 Bを水分吸着装置 1 0 3の 上流側で加熱する凝縮器 2 2 0と、 冷媒 Cを蒸発することによって再生空気 Bを水分吸着 装置 1 0 3の下流側で露点以下の温度まで冷却する蒸発器 2 1 0と、 蒸発器 2 1 0で蒸発 した冷媒 Cを昇圧して凝縮器 2 2 0に送る昇圧機 2 6 0と、 水分吸着装置 1 0 3と蒸発器 2 1 0との間を流れる再生空気 Bと、 蒸発器 2 1 0と凝縮器 2 2 0のとの間を流れる再生 空気 Bとを熱交換させる第 1の熱交換器 3 0 0とを有するヒートポンプ H P 1 とを備え ； 再生空気 Bは循環利用されるように構成されている。
このように構成すると、 凝縮器と、 蒸発器と、 第 1の熱交換器を備えるので、 再生空気 は、 凝縮器による加熱、 水分吸着装置を再生することによる水分の含有量の増加、 第 1の 熱交換器による冷却、 蒸発器により冷却され水分が結露することによる水分の含有量の減 少、 第 1の熱交換器による加熱を受け、 循環する。 再生空気は、 第 1の熱交換器による冷 却によって水分の一部が結露し、 水分の含有量が減少し得る。 蒸発器により冷却される前 に、 第 1の熱交換器による冷却 （予冷） を受け、 蒸発器により冷却された後に、 熱交換器 による加熱 （予加熱） を受けるので、 低顕熱比の運転ができる。
また、 処理空気は水分吸着装置によって水分を吸着されるので、 処理空気の湿度が大幅 に下がり、 乾燥した空気を供給することができる。 再生空気が循環利用されるとは、 水分 吸着装置例えばデシカントロータのデシカントを再生した後の再生空気がそのまま大気中 に排気されることなく （全く排気されなくてもよいし、 一部は排気されてもよい） 、 大部 分が再び再生空気として利用されるべく、 循環回路を流れるように構成されていることを いう。
第 1の熱交換器では、 典型的には凝縮器での凝縮圧力と、 蒸発器での蒸発圧力の中間の 圧力で、 冷媒の蒸発と凝縮が行われる。
また前記除湿装置では、 第 1の熱交換器 3 0 0は、 凝縮器 2 2 0と蒸発器 2 1 0とを接 続して前記冷媒を流す細管群で構成され；前記細管群は凝縮器 2 2 0で凝縮された前記冷 媒を蒸発器 2 1 0に導くように構成され、 かつ水分吸着装置 1 0 3と蒸発器 2 1 0との間 を流れる前記再生空気と、 蒸発器 2 1 0と凝縮器 2 2 0との間を流れる前記再生空気とに 交互に接触するように構成されていてもよい。
このように構成すると、 冷媒が導かれる細管群が水分吸着装置と蒸発器との間を流れる 再生空気と、 蒸発器と凝縮器のとの間を流れる再生空気とに交互に接触するので、 冷媒を 介して、 再生空気同士で熱交換することができる。 ここで接続するとは配管、 配管継ぎ手 等を介して間接的に接続することを含む概念である。 また前記除湿装置では、 例えば図 1に示すように、 第 1の熱交換器 3 0 0は、 水分吸着 装置 1 0 3と蒸発器 2 1 0との間で前記再生空気を流す第 1の区画 3 1 0と、 蒸発器 2 1 0と凝縮器 2 2 0との間で前記再生空気を流す第 2の区画 3 2 0とを有し、 前記細管群は 凝縮器 2 2 0と第 1の絞り 3 3 0を介して接続され、 かつ第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0とを交互に繰り返し貫通した後、 第 2の絞り 2 5 0を介して蒸発器 2 1 0と接続さ れるように構成されてもよい。
このように構成すると、 第 1の絞りと第 2の絞りを有するので、 冷媒が第 1の絞りを通 過中、 及び第 2の絞りを通過中に、 冷媒の圧力低下がそれぞれ発生し、 第 1の区画を貫通 中の冷媒の蒸発、 及び第 2の区画を貫通中の冷媒の凝縮が、 凝縮器での冷媒の凝縮圧力と、 蒸発器での冷媒の蒸発圧力の中間の圧力で行われる。 よって、 熱交換器は、 ェコノマイザ として作用し、 ヒートポンプの動作係数 （C O P ) が向上する。
また前記除湿装置では， 例えば図 1 3に示すように、 第 1の絞り 3 3 1 a ( 3 3 2 a , 3 3 3 a ) を介して凝縮器 2 2 0と接続され、 第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0とを 交互に繰り返し貫通した後対応する第 2の絞り 3 3 1 b ( 3 3 2 b , 3 3 3 c ) を介して 蒸発器 2 1 0と接続されるように構成された細管群 5 1 ( 5 2、 5 3 ) を複数備え、 且つ 該複数の細管群 5 1、 5 2、 5 3それぞれに対応する前記第 1の絞り 3 3 1 a、 3 3 2 a , 3 3 3 aと前記第 2の絞り 3 3 1 b、 3 3 2 b , 3 3 3 c との組合せを複数備えるように してもよレ、。 このときさらに、 図 1 3に示すように、 第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0とは、 各区画 3 1 0、 3 2 0を流れる再生空気同士が互いに対向して流れるように構成 するのが好ましい。
また前記除湿装置では、 例えば図 8に示すように、 第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0とは、 各区画 3 1 0、 3 2 0を流れる再生空気同士が互いに対向して流れるように構成 され；前記細管群は第 1の区画 3 1 0と第 2の区画内 3 2 0で、 前記再生空気の流れにほ ぼ直交する第 1の面 P B内に少なく とも 1対の第 1の区画貫通部 2 5 1 Bと第 2の区画貫 通部 2 5 2 Bとを有し、 第 1の面 P Bとは異なる前記再生空気の流れにほぼ直交する第 2 の面 P C内に少なく とも 1対の第 1の区画貫通部 2 5 1 Cと第 2の区画貫通部 2 5 2じと を有し、 第 1の面 P B内から第 2の面 P C内に移動する箇所に中間絞り 3 3 1を有するよ うにしてもよい。
このように構成すると、 再生空気同士の熱交換という観点から見ると、 対向流熱交換で あるので、 高い熱交換効率を達成できる。 第 1の面内に少なく とも 1対の第 1の区画貫通 部と第 2の区画貫通部とを有し、 1対の冷媒経路となし、 第 1の面とは異なる再生空気の 流れにほぼ直交 る第 2の面内に少なく とも 1対の第 1の区画貫通部と第 2の区画貫通部 とを有し、 1対の冷媒経路となすので、 熱交換器を全体として小型コンパク トに形成する ことができる。 また、 第 1の面内から第 2の面内に移動する箇所に中間絞りを有するので、 第 2の面内の第 1、 第 2区画貫通部の蒸発あるいは凝縮の圧力を、 第 1の面内の第 1、 第 2区画貫通部の蒸発あるいは凝縮の圧力より低い値とすることができるので、 各区画を流 れる再生空気同士の熱交換を対向流熱交換に近いものとすることができ、 熱交換効率を高 くすることができる。 第 1の面と、 第 2の面の形状は、 典型的には矩形の平面である。 以上の除湿装置では、 例えば図 1に示すように、 前記循環利用される再生空気の流路に 配置された、 前記再生空気と他の流体と熱交換させる第 2の熱交換器 3 4 0を備えるよう にしてもよい。
このように構成すると、 第 2の熱交換器を備えるので、 再生空気と他の流体との熱交換 ができ、 再生空気を冷却または加熱することが可能となる。 第 2の熱交換器は、 典型的に は再生空気を冷却する。
ここで、 例えば図 6に示すように、 第 2の熱交換器 3 4 0 aは、 凝縮器 2 2 0と第 1の 熱交換器 3 0 0とを接続して前記冷媒を流す第 2の細管群で構成され；前記第 2の細管群 は凝縮器 2 2 0で凝縮された前記冷媒を第 1の熱交換器 3 0 0に導くように構成され、 か つ水分吸着装置 1 0 3と第 1の熱交換器 3 0 0との間を流れる前記再生空気と、 前記他の 流体とに交互に接触するように構成されているようにしてもよい。
このように構成すると、 第 2の熱交換器により、 冷媒を介して再生空気と前記他の流体 との熱交換を行なうことができる。
ここで、 前記他の流体は外気とするのが好ましい。 このように構成すると、 再生空気の 余剰熱量を半無尽蔵の熱源である外気に放出することができる。
この出願は、 日本国で 2 0 0 0年 2月 3日に出願された特許出願第 2 0 0 0 - 0 2 5 8 1 1号に基づいており、 その内容は本出願の内容として、 その一部を形成する。 また、 本発明は以下の詳細な説明によりさらに完全に理解できるであろう。 本発明のさ らなる応用範囲は、 以下の詳細な説明により明らかとなろう。 しかしながら、 詳細な説明 及ぴ特定の実例は、 本発明の望ましい実施の形態であり、 説明の目的のためにのみ記載さ れているものである。 この詳細な説明から、 種々の変更、 改変が、 本発明の精神と範囲内 で、 当業者にとって明らかであるからである。 出願人は、 記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、 開示された 改変、 代替案のうち、 特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、 均等論 下での発明の一部とする。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態である除湿装置のフロー図である。
図 2は、 図 1に示す除湿装置の構造を示す模式的正面断面図である。
図 3は、 図 1に示す除湿装置のヒートポンプのモリエ線図である。
図 4は、 図 1の除湿装置の作動を説明する湿り空気線図である。
図 5は、 本発明の実施の形態で使用する第 1熱交換器、 第 2の熱交換器での、 冷媒の挙 動を説明する模式的断面図である。
図 6は、 本発明の第 2の実施の形態である除湿装置のフロー図である。
図 7は、 図 6に示す除湿装置のヒートポンプのモリエ線図である。
図 8は、 本発明の第 3の実施の形態である除湿装置の主用部分を抽出して示すフロー図 である。
図 9は、 図 8に示す除湿装置のヒートポンプのモリエ線図である。
図 1 0は、 本発明の第 4の実施の形態である除湿装置の熱交換器部分を抽出して示すフ 口一図である。
図 1 1は、 図 1 0に示す除湿装置のヒートポンプのモリエ線図である。
図 1 2は、 本発明の実施の形態である除湿装置のヒートポンプに使用して好適な熱交換 器の模式的平断面面図及ぴ側面断面図である。
図 1 3は、 本発明の第 5の実施の形態である除湿装置の熱交換器部分を抽出して示すフ ロー図である。
図 1 4は、 図 1 3に示す除湿装置のヒートポンプのモリエ線図である。 図 1 5は、 図 1 3に示す熱交換器の模式的拡大平面図である。
図 1 6は、 本発明の実施の形態である除湿装置で使用する典型的なデシカントロータの 構造を示す一部破断斜視図である。
図 1 7は、 従来の除湿空調装置のフロー図である。 符号の説明
2 1、 22、 2 3 除湿装置
1 0 1 空調空間
1 03 デシ力ントロータ
1 02、 140 送風機
2 1 0 蒸発器
2 20 凝縮器 '
2 5 1、 25 1 A、 2 5 1 B、 25 1 C、 2 5 1 D、 25 1 E 蒸発セクション
2 5 2、 252 A、 2 5 2 B、 25 2 C、 2 5 2 D、 25 2 E 凝縮セクシヨン
2 50 絞り
26 0 圧縮機
300、 300 b、 300 c、 300 d、 300 e 熱交換器
3 1 0 第 1の区画
3 20 第 2の区画
3 30 絞り
3 3 1、 33 2 中間絞り
340、 340 a 熱交換器
HP 1、 HP 2、 HP 3、 HP 4 ヒートポンプ
PA、 PB、 P C、 PD、 P E 平面 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態について、 図面を参照して説明する。 なお、 各図において互 いに同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似符号を付し、 重複した説明は省 略する。 図 1は、 本発明による第 1の実施の形態である除湿装置 2 1のフロー図である。 この除 湿装置 2 1は、 再生空気 Bを循環させてデシカントを再生し、 デシカントを用いて処理空 気 Aを除湿する除湿装置 2 1である。 図 2は図 1の除湿装置 2 1の模式的正面断面図であ る。 図 3は、 図 1の除湿装置 2 1に含まれるヒートポンプ H P 1の冷媒モリエ線図であり、 図 4は図 1の除湿装置 2 1の湿り空気線図である。
図 1を参照して、 第 1の実施の形態である除湿装置 2 1の構成を説明する。 この除湿装 置 2 1は、 デシカントを再生した後の再生空気 Bをその露点温度以下に冷却して再生空気 B中の水分を转露水にして回収し、 再生したデシカントで処理空気 Aを除湿し、 処理空気 Aの供給される空調空間 1 0 1を低湿度に維持するものである。
図中、 空調空間 1 0 1から処理空気 Aの経路に沿って、 処理空気関連の機器構成を説明 する。 先ず、 空調空間 1 0 1に接続された経路 1 0 7、 処理空気 Aを循環するための送風 機 1 0 2、 経路 1 0 8、 通過する処理空気 Aの水分を吸着し、 処理空気 Aの湿度を下げる デシカントを充填したデシカントロータ 1 0 3、 経路 1 0 9、 とこの順番で配列され、 そ して処理空気 Aは経路 1 0 9から空調空間 1 0 1に戻るように構成されている。 各経路 1 0 7〜 1 0 9は、前述において各経路 1 0 7〜1 0 9のそれぞれ前に記载された機器等と、 後に記載された機器等を接続する。 デシカントロータ 1 0 3は本発明の水分吸着装置であ る。
次に、 再生空気 Bの経路に沿って、 再生空気関連の機器構成を説明する。
ヒートポンプ H P 1のェコノマイザとして作用する熱交換器 3 0 0の第 2の区画 3 2 0、 経路 1 2 4、 凝縮器 2 2 0、 経路 1 2 5、 通過する再生空気 Bにより再生されるデシカン トを充填したデシカントロータ 1 0 3、 経路 1 2 6 a、 他の流体としての外気と再生空気 とを熱交換させる第 2の熱交換器 3 4 0、 経路 1 2 6 b、 第 1の熱交換器 3 0 0の第 1の 区画 3 1 0、 経路 1 2 7、 再生空気 Bを循環するための送風機 1 4 0、 経路 1 2 8、 再生 空気 Bをその露点温度以下に冷却して再生空気 B中の水分を結露水にして回収する蒸発器 2 1 0、 経路 1 2 9、 とこの順番で配列され、 そして再生空気 Bは経路 1 2 9から熱交換 器 3 0 0の第 2の区画 3 2 0に戻り、 さらに循環するように構成されている。 よって、 再 生空気 Bの循環システムから外部への排気を必要とせず、 また室内 （空調空間 1 0 1内） に湿度の高い排気を放出することがないため、 除湿装置 2 1の設置場所を選ばず、 除湿装 置を移動式とすることも可能である。 各経路 1 2 4〜1 2 9は、 前述において各経路 1 2 4〜1 2 9のそれぞれ前に記載され た機器と、 後に記載された機器とを接続する。 なお、 蒸発器 2 Γ 0によって結露された再 生空気 B中の水分は、 蒸発器 2 1 0の鉛直方向下方に設置されたドレンパン 4 5 1によつ て集められ、. ドレンタンク 4 5 0に蓄積される。
次に、 冷媒 Cの経路に沿って、 冷媒 Cを使って熱を移動させる （汲み上げる） ヒートポ ンプ H P 1の機器構成を説明する。
冷媒 Cを再生空気により加熱して蒸発する蒸発器 2 1 0、 経路 2 0 1、 蒸発器 2 1 0で 蒸発してガスになった冷媒 Cを圧縮する、 本発明の昇圧機としての圧縮機 2 6 0、 経路 2 0 2、 冷媒 Cを再生空気により冷却して凝縮する凝縮器 2 2 0、 絞り 3 3 0を途中に配置 した経路 2 0 3、 第 1の熱交換器 3 0 0の第 2の区画 3 2 0を流れる再生空気 Bを加熱す る凝縮セクション 2 5 2、 第 1の熱交換器 3 0 0の第 1の区画 3 1 0を流れる再生空気 B を冷却する蒸発セクション 2 5 1、 絞り 2 5 0を途中に配置した経路 2 0 4、 がこの順番 で配列され、 そして冷媒 Cが再び蒸発器 2 1 0に戻るように構成されている。 各経路 2 0 1〜2 0 4は、 前述において各経路 2 0 1〜2 0 4のそれぞれ前に記載された機器と、 後 に記載された機器とを接続する。
デシカントロータ 1 0 3については、 後で図 1 6を参照して詳しく説明する。
続けて図 1を参照し、 熱交換器 3 0 0の構成を説明する。 熱交換器 3 0 0は、 蒸発器 2 1 0に流入する前後の再生空気 B同士の間で、 冷媒 Cを介して間接的に熱交換をさせる熱 交換器である。 熱交換器 3 0 0は、 図中紙面に直交し、 再生空気 Bの流れに直交する複数 の互いに異なる平面 P A、 P B、 P C、 P D (図示では 4面であるがこれに限らず） 内の それぞれに、 冷媒経路としての、 あるいは細管.としての熱交換チューブが複数本ほぼ平行 に配列されている。 本図では、 図示の便宜上各平面内に 1本づつのチューブだけが示され ている。
この熱交換器 3 0 0は、 蒸発器 2 1 0を通過する前の再生空気 Bを流す第 1の区画 3 1 0 と、 蒸発器 2 1 0を通過した後の再生空気 Bを流す第 2の区画 3 2 0とが、 別々の直方 体空間を構成している。 両区画には、 隔壁 3 0 1と隔壁 3 0 2が隣接してそれぞれ設けら れており、 熱交換チューブはこの 2つの隔壁 3 0 1 , 3 0 2.を貫通して設けられている。 熱交換器 3 0 0は、 別の形態として 1つの直方体の空間を 1つの隔壁で分割して、， 細管 群としての熱交換チューブがこの隔壁を貫通して、 第 1の区画と第 2の区画とを交互に貫 通するように構成してもよい （図 5、 図 1 2参照） 。
デシカントロータ 1 0 3を出た再生空気 Bは、 図中右方から経路 1 2 6 aを通して、 熱 交換器 3 4 0を通ることにより予冷却され、 次に経路 1 2 6 bを通して、 熱交換器 3 0 0 の第 1の区画 3 1 0に供給され、 図中左方から経路 1 2 7を通して出て行く。 一方、 蒸発 器 2 1 0を通って露点温度以下に冷却され絶対湿度の低下した再生空気 Bは、 図中左方か ら経路 1 2 9を通して熱交換器 3 0 0の第 2の区画 3 2 0に供給され、 図中右方から経路 1 2 4を通して出て行く。
図示のように、 前記の熱交換チューブは、 第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0及ぴそ れら区画間を仕切る隔壁 3 0 1及ぴ隔壁 3 0 2を貫通して設けられている。 例えば平面 P A内に配置された熱交換チューブは、 第 1の区画 3 1 0を貫通している部分を、 蒸発セク シヨン 2 5 1 A (以下複数の蒸発セクションを個別に論じる必要がないときは単に蒸発セ クシヨン 2 5 1 という） と呼び、 第 2の区画 3 2 0を貫通している部分は凝縮セクション 2 5 2 A (以下複数の凝縮セクションを個別に論じる必要のないときは単に凝縮セクショ ン 2 5 2という） と呼ぶ。 ここで蒸発セクション 2 5 1 Aと凝縮セクション 2 5 2 Aは、 1対の第 1の区画貫通部と第 2の区画貫通部であり、 冷媒経路を構成している。
さらに、 平面 P B内に配置された熱交換チューブは、 第 1の区画 3 1 0を貫通している 部分である蒸発セクションを 2 5 1 Bとする。 また、 第 2の区画 3 2 0を貫通している部 分である、 前記蒸発セクション 2 5 1 Bと一対の冷媒経路を形成している部分は、 凝縮セ クシヨン 2 5 2 Bとする。 以下、 平面 P C · · についても平面 P Bと同様に冷媒経路が構 成されている。
図示のように、 蒸発セクション 2 5 1 Aと凝縮セクション 2 5 2 Aとは、 1対をなし、 1本のチューブで一体の経路として構成されている。 したがって、 第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0とが、 2枚の隔壁 3 0 1、 3 0 2を介して隣接して設けられていることと 相まって、 熱交換器 3 0 0を全体として小型コンパク トに形成することができる。
本図の熱交換器の形態では、 第 1の区画貫通部としての蒸発セクションは図中右から 2 5 1 A、 2 5 1 B、 2 5 1 C · · の順番で並んでおり、 第 2の区画貫通部としての凝縮セ クシヨンも図中右から 2 5 2 A、 2 5 2 B、 2 5 2 C · ' の順番で並んでいる。
さらに図示のように、 蒸発セクション 2 5 1 Aの端部 （隔壁 3 0 1 とは反対側の端部） と蒸発セクション 2 5 1 Bの端部 （隔壁 3 0 1 とは反対側の端部） とは、 Uチューブ （ュ 一チューブ） で接続されている。 また、 凝縮セクション 2 5 2 Bの端部と凝縮セクション 2 5 2 Cの端部とは、 同様に Uチューブで接続されている。
したがって、 凝縮セクション 2 5 2 Aから蒸発セクション 2 5 1 Aを、 全体として一方 向に流れる冷媒 Cは、 Uチューブにより蒸発セクション 2 5 1 Bに導かれ、 ここから凝縮 セクション 2 5 2 Bに流れ、 Uチューブにより凝縮セクション 2 5 2 Cに流れるように構 成されている。 このようにして、 蒸発セクショ ンと凝縮セクションとを含んで構成される 冷媒経路は、 第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0とを交互に繰り返し貫通する。 言い換 えれば、 冷媒経路は蛇行する細管群を構成している。 細管群は蛇行しながら、 第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0を通過し、 温度の高い再生空気 Bと温度の低い再生空気 Bに交 互に接触する。
ここでは、 絞り 3 3 0からの冷媒は、 先ず凝縮セクション 2 5 2 Aに導かれるものとし たが、 蒸発セクション 2 5 1 Aに先ず導かれる構成としてもよい。 そのときは、 凝縮セク シヨン 2 5 2 Aの端部 （隔壁 3 0 2の反対側の端部） と凝縮セクション 2 5 2 Bの端部 （隔 壁 3 0 2の反対側の端部） とが、 Uチューブで接続され、 さらに、 蒸発セクション 2 5 1 Bの端部と蒸発セクション 2 5 1 Cの端部とが、 同様に Uチューブで接続されるような構 成となる。
次に引き続き図 1を参照して、 各機器間の冷媒 cの流れを説明する。
図中、 冷媒圧縮機 2 6 0により圧縮された冷媒ガス Cは、 圧縮機 2 6 0の吐出口に接続 された冷媒ガス配管 2 0 2を経由して凝縮器 2 2 0に導かれる。 圧縮機 2 6 0で圧縮され た冷媒ガス Cは、 デシカントロータ 1 0 3に流入する直前の、 冷却空気としての再生空気 Bで冷却され凝縮し、 冷媒 Cは当該再生空気 Bを加熱する。
凝縮器 2 2 0の冷媒出口は、 熱交換器 3 0 0の凝縮セクション 2 5 2 Aの入り 口に冷媒 経路 2 0 3によって接続されており、 冷媒経路 2 0 3の途中、 凝縮セクション 2 5 2 Aの 入り 口近傍には、 絞り 3 3 0が設けられている。
凝縮器 2 2 0を出た液冷媒 Cは、 絞り 3 3 0で減圧され、 膨張して一部の液冷媒 Cが蒸 発 （フラッシュ） する。 その液とガスの混合した冷媒 Cは、 凝縮セクション 2 5 2 Aに到 り、 ここで液冷媒 Cは凝縮セクション 2 5 2 Aのチューブの内壁を濡らすように流れ、 蒸 発器 2 1 0から流出した直後の冷却された再生空気 Bにより冷却されてフラッシュした冷 媒が凝縮する。 この冷媒の凝縮により、 第 2の区画 3 2 0を流れる再生空気 B、 すなわち 蒸発器 2 1 0で冷却除湿され、 蒸発器 2 1 0に流入する前より温度が低くなつた再生空気 Bを加熱 （予加熱） する。
凝縮セクション 2 5 2 Aと蒸発セクション 2 5 1 Aとは、 一連のチューブである。 すな わち一体の経路として構成されているので、 凝縮した冷媒液 C (及び凝縮しなかった冷媒 液 Cも） は、 蒸発セクション 2 5 1 Aに流入する。 そして、 デシカントロータ 1 0 3から 流出し、 熱交換器 3 4 0で、 ある程度冷却された再生空気 Bにより加熱されて蒸発して、 第 1の区画 3 1 0を流れる当該再生空気 Bをきらに冷却 （予冷） する。 当該再生空気 Bは 蒸発器 2 1 0に流入する前の再生空気 Bである。
このように、 熱交換器 3 0 0は、 第 1の平面 P A内にある、 第 1の区画 3 1 0を貫通す る冷媒経路である蒸発セクションと第 2の区画 3 2 0を貫通する冷媒経路である凝縮セク ション （少なく とも 1対、 例えば 2 5 1 Aと 2 5 2 A) を有し、 また第 2の平面 P B内に ある、 第 2の区画 3 2 0を貫通する冷媒経路である凝縮セクションと第 1の区画 3 1 0を 貫通する冷媒経路である蒸発セクション （少なく とも 1対、 例えば 2 5 2 Bと 2 5 1 B ) を有する。
熱交換器 3 0 0の最後の凝縮セクション 2 5 2 Dの出口側は、冷媒液配管 2 0 4により、 蒸発器 2 1 0に接続され、 冷媒配管 2 0 4中には絞りとしての膨張弁 2 5 0が設置されて いる。
凝縮セクション 2 5 2で凝縮した冷媒液 Cは、 絞り 2 5 0で減圧され膨張して温度を下 げて、 蒸発器 2 1 0に入り蒸発し、 その蒸発熱で再生空気 Bを冷却する。 絞り 3 3 0、 2 5 0としては、 例えばオリフィス、 キヤビラリチューブ、 膨張弁等を用いる。
蒸発器 2 1 0で蒸発してガス化した冷媒 Cは、 経路 2 0 1を通して冷媒圧縮機 2 6 0の 吸込側に導かれ、 以上のサイクルを繰り返す。 このようにして、 ヒートポンプ H P 1は、 低熱源たる低温再生空気から、 高熱源たる高温再生空気に熱を汲み上げる。
本除湿装置 2 1では、 ヒートポンプ H P 1を用いて、 デシカントの再生と、 再生空気か らの水分除去を同時に行い、 しかも、 再生前の再生空気 Bの予加熱と、 再生後の再生空気 Bの予冷を、 内部の作動媒体を用いて行うため、 装置が簡単で、 しかもヒートポンプの冷 却能力の大部分を空気中の水分を凝縮させるために用いることが出来るため、 除湿能力が 高い。
空気を冷却除湿する場合、 そのまま露点まで冷却すると冷却量が多いため、 ヒートボン プの冷却効果のうちかなりの部分をそのために消費し、 電力消費量当たりの除湿能力 （除 湿性能） が低い。 そこで、 蒸発器 2 1 0の前後に空気 ·空気熱交換器 3 0 0を設けて、 再 生空気 Bの予冷とレヒート （予加熱） を行って、 顕熱比を小さく し露点までの冷却量を減 少させた。
本除湿装置 2 1は、 除湿能力が高いことに加えて、 露点まで冷却する熱を回収して再生 空気の加熱の熱として用いることができるため、 少ない電力でデシカントの除湿能力を発 揮する.ことができる。 よって、 従来電気ヒータで必要とした熱量より少ない加熱量で済む 上、 ヒートポンプ H P 1はエネルギー効率が高いので、 消費電力が少ない。
図 2を参照して、 以上説明した除湿装置 2 1の機械的な配置の例を説明する。 図におい て、 装置を構成する機器はキャビネッ ト 7 0 0の中に収容されている。 キャビネッ ト 7 0 0は、 例えば薄い鋼板で作られた直方体の筐として形成されており、 水平な平面形状の仕 切板 7 0 1によって鉛直方向上下に配置された上部領域 7 0 0 Aと、 下部領域 7 0 0 Bに 密閉されて区分されている。 上部領域 7 0 0 Aが、 処理空気 Aが図中左端から右端まで流 れて通過する処理空気室 7 0 2であり、 下部領域 7 0 0 Bが、 主として再生空気室 7 0 3 であり、 再生空気室 7 0 3内を後述のように再生空気 Bが循環する。 下部領域 7 0 0 Bに は、 再生空気室 7 0 3を避けて、 圧縮機 2 6 0、 ドレンタンク 4 5 0を収納する空間が確 保されている。 仕切板 7 0 1は、 例えばキャビネット 7 0 0を構成している薄い鋼板を使 用するとよい。
まず処理空気室 7 0 2内の機器の配置について説明する。 キヤビネット 7 0 0の図中左 側の側面 7 0 4 Aの鉛直方向最上部に吸気口 1 0 4が開口し、 吸気口 1 0 4は空調空間 1 0 1 (図 1参照） の処理空気 Aを吸気する。 吸気口 1 0 4は、 処理空気室 7 0 2の開口で あり、 吸い込まれた処理空気 Aは、 処理空気室 7 0 2内を流れる。 処理空気室 7 0 2内の 吸気口 1 0 4の近傍には、 空調空間 1 0 1の埃を装置内に持ち込まないようにフィルター 5 0 1が設けられている。 フィルター 5 0 1の内側には、 送風機 1 0 2が設置されており、 吸気口 1 0 4からフィルター 5 0 1を通過して処理空気室 7 0 2内に流れ込んだ処理空気 Aが送風機 1 0 2に吸い込まれる。 吸気口 1 0 4と送風機 1 0 2の間は経路 1 0 7が形成 されている。 なお、 送風機 1 0 2によって処理空気 Aが処理空気室 7 0 2内を流れる。 送風機 1 0 2から吐き出された処理空気 Aは、 経路 1 0 8を流れ、 デシカントロータ 1 0 3の上側半分に水平方向から流れ込み、 デシカントロータ 1 0 3のデシカントにより除 湿される。 デシカントロータ 1 0 3の上側半分から水平方向に流れ出た処理空気 Aは、 経 路 1 0 9を経て、 キャビネット 7 0 0の図中右側の側面 7 0 4 Bの鉛直方向最上部に開口 している吐出口 1 1 0から処理空気室 7 0 2を出 （すなわちキャビネッ ト 7 0 0を出） 、 空調空間 1 0 1へ戻り給気される。
デシカントロータ 1 0 3は回転軸 A Xを水平方向に向けて、 仕切板 7 0 1に形成された 開口部 7 0 6を貫通して配置され、 半円形状の上側半分が処理空気室 7 0 2に、 半円形状 の下側半分が再生空気室 7 0 3の後述の上側の区域 7 0 3 Aに配置されている。 再生空気 室 7 0 3の後述の上側の区域 7 0 3 A内でデシ力ントロータ 1 0 3の近傍には、 駆動機で ある電動機 1 0 5が回転軸を水平にして配置されている。 電動機 1 0 5とデシカントロー タ 1 0 3は、 チェーン 1 3 1を介して結合され、 電動機 1 0 5の回転がデシ力ントロータ 1 0 3に伝達され、 デシ力ントロータ 1 0 3は 1 5〜2 0 h r— 1の回転速度で回転する。 デシカントロータ 1 0 3を回転軸 A Xを水平方向に向けて配置したのでキヤビネッ ト 7 0 0の水平方向の長さを短くコンパク トに製作することができる。
処理空気室 7 0 2の高さは、デシカントロータ 1 0 3の半径より僅かに大きく形成され、 再生空気室 7 0 3の高さはデシカントロータ 1 0 3の半径の 2倍より少し小さく形成され ている。 再生空気室 7 0 3には、 仕切板 7 0 1からデシカントロータ 1 0 3の半径より僅 かに大きい距離だけ下側に離れて、 水平な平面形状の仕切板 7 0 7が設けられ、 再生空気 室 7 0 3は、 仕切板 7 0 7によって鉛直方向上下の二区域 7 0 3 A、 7 0 3 Bに区分され ている。 仕切板 7 0 7の両端部には開口部 7 0 5 A、 Bが形成され、 開口部 7 0 5 A、 7 0 5 Bを通過して上下の二区域 7 0 3 A、 7 0 3 Bを再生空気 Bが循環するように形成さ れている。
次に再生空気室 7 0 3内の機器の配置について説明する。 再生空気室 7 0 3の上側の区 域 7 0 3 Aの図中右側にはフィルター 5 0 2が設置され、 図中右側の開口部 7 0 5 Bを通 過して下側の区域 7 0 3 Bから上がって水平方向に向きを変えて流れる再生空気 Bの埃を 除去する。 フィルター 5 0 2の図中左隣には、 コイル状に形成された熱交換チュープを有 する凝縮器 2 2 0が設置されている。 フィルター 5 0 2を通過後の再生空気 Bが凝縮器 2 2 0を通過し、 加熱される。 凝縮器 2 2 0を通過し、 経路 1 2 5を通過した再生空気 Bは、 デシカントロータ 1 0 3の下側半分に水平方向から流れ込み、 デシカントを再生させる。 デシカントロータ 1 0 3の下側半分から水平方向に流れ出た再生空気 Bは、 経路 1 2 6 a を経て熱交換器 3 4 0に流れ込み、 冷却される。 熱交換器 3 4 0を通過し、 経路 1 2 6 b を通過した再生空気 Bは、 熱交換器 3 0 0の第 1の区画 3 1 0に流れ込み、 予冷却される。 熱交換器 3 4 0には、他の流体としての外気が不図示のダク トを介して導入されている。 キャビネッ ト 7 0 0が、 空調空間 1 0 1に設置されていないときは、 熱交換器 3 4 0で使 用する外気用のダク トは不要である。 このときは、 キャビネット 7 0 0が設置されている 環境の空気をそのまま再生空気と熱交換させる流体として利用する。 もちろん、 熱交換器 3 4 0には、 外気の代わりに、 冷却水を用いてもよい。 そのときは、 熱交換器 3 4 0には 冷却水供給配管と戻り配管を接続する。
ここで、 熱交換器 3 0 0の配置を説明する。 熱交換器 3 0 0は仕切板 7 0 7に形成され た開口部 7 0 8を貫通し再生空気室 7 0 3の上側の区域 7 0 3 Aと下側の区域 7 0 3 Bに 収納され、 熱交換器 3 0 0の第 1の区画 3 1 0は上側の区域 7 0 3 Aに、 熱交換器 3 0 0 の第 2の区画 3 2 0は下側の区域 7 0 3 Bに収納されている。
熱交換器 3 0 0の第 1の区画 3 1 0を流れ出た再生空気 Bは、 経路 1 2 7を経て、 再生 空気 Bを再生空気室 7 0 3内で循環させる送風機 1 4 0に吸い込まれる。 送風機 1 4 0か ら吐き出された再生空気 Bは、 極めて短い経路 1 2 8を経て、 コイル状に形成された熱交 換チューブを有する蒸発器 2 1 0を通過して冷却され、 経路 1 2 9を流れている間に、 流 れの方向を真下に変え、 図中左側の開口部 7 0 5 Aを通過する。 開口部 7 0 5 Aを通過し た再生空気 Bは、 流れの方向を水平方向に変え、 再生空気室 7 0 3の下側の区域 7 0 3 B を水平方向に流れ、 熱交換器 3 0 0の第 2の区画 3 2 0に流れ込み予加熱される。 なお、 ドレンタンク 4 5 0、 圧縮機 2 6 0は再生空気室 7 0 3を図中水平方向手前側に避けて配 置されている。 熱交換器 3 0 0の第 2の区画 3 2 0を流れ出た再生空気 Bは、 経路 1 2 4 を流れ、 流れの方向を真上に変え、 図中右側の開口部 7 0 5 Bを通過し、 流れの方向を水 平方向に変え、 フィルター 5 0 2に到達し、 以後同じ流れを繰り返して循環する。
次に、 冷媒 Cが流れるヒートポンプ H P 1を構成する各機器の配置を説明する。 仕切板 7 0 7の下側に、 再生空気室 7 0 3の下側の区域 7 0 3 Bを避けて、 圧縮機 2 6 0と ドレ ンタンク 4 5 0が配置されている。 圧縮機 2 6 0は、 図中手前から見るとデシカントロー タ 1 0 3のほぼ真下に配置され、 ドレンタンク 4 5 0は蒸発器 2 1 0のほぼ真下に配置さ れている。 経路 2 0 1〜2 0 4が各機器を図 1に示すように接続して配置されている。 以上、 処理空気 Aは水平方向に流れるように配置し、 再生空気 Bは主として水平方向に 流れ、 僅かに鉛直方向に流れて循環するように機器を配置したとして説明したが、 処理空 気 Aが鉛直方向に流れるように配置し、 再生空気 Bが主として鉛直方向に流れ、 僅かに水 平方向に流れて循環するように機器を配置してもよい。
次に図 3を参照して、 ヒートポンプ HP 1の作用を説明する。 図 3は、 冷媒 Cに、 HF C 1 34 aを用いた場合のモリエ線図である。 なお、 機器については図 1を参照する。 こ の線図では横軸がェンタルピ h (k j/k g) 、 縦軸が圧力 p (MP a) である。 この他 に、 本発明のヒートポンプ、 除湿装置 2 1 (図 1参照） に適した冷媒 Cとしては、 HF C 40 7 Cや HF C 4 1 0 Aがある。 これらの冷媒 Cは、 H F C 1 34 aよりも作動圧力領 域が高圧側にシフトする。
図中、 点 aは図 1の蒸発器 2 1 0の冷媒出口の状態であり、 飽和ガスの状態にある。 圧 力は 0. 30MP a、 温度は 1°C、 ェンタルピは 3 9 9. 2 k J/k gである。 このガス を圧縮機 260で吸い込み圧縮した状態、 すなわち圧縮機 260の吐出口での状態が点 b で示されている。 この状態は、 圧力が 1. 8 9MP aであり、 過熱ガスの状態にある。 この冷媒ガス Cは、 凝縮器 2 20内で冷却され、 モリエ線図上の点 cに到る。 この点は 飽和ガスの状態であり、 圧力は 1. 8 9MP a、 温度は 6 5°Cである。 この圧力下でさら に冷却され凝縮して、 点 dに到る。 この点は飽和液の状態であり、 圧力と温度は点 cと同 じであり、 ェンタルピは 2 95. 8 k J/:k gである。
この冷媒液 Cは、 絞り 330で減圧され熱交換器 300の凝縮セクション 25 2 Aに流 入する。 モリエ線図上では、 点 eで示されている。 圧力は、 本発明の中簡圧力であり、 本 実施例では 0. 301^? &と 1. 8 9MP aとの中間の値となる。 この例では、 温度 1 5°C の飽和圧力である。 ここでは、 一部の液が蒸発して液とガスが混合した状態にある。
凝縮セクション 2 5 2 A内で、 前記中間圧力下で冷媒液 Cは凝縮して、 同圧力で飽和液 線上の点 ί 1に到る。
点 f 1で示される状態の冷媒 Cが、 蒸発セクション 2 5 1 Aに流入する。 蒸発セクショ ン 2 5 1 Aでは、 冷媒 Cは第 1の区画 3 1 0を流れる相対的に高温の再生空気 Bから熱を 奪い、 自身は蒸発し、 さらに蒸発セクション 25 1 Bに流入し、 飽和液線と飽和ガス線の 中間の点 g lに到る。 ここでは液の一部が蒸発しているが、 冷媒液 Cはかなり残っている„ 点 g 1の状態の冷媒 Cは、 凝縮セクション 2 52 Bに流入し更に 252 Cに流入する。 冷媒 Cは、 ここで冷却され液相を増やして飽和液線上の点 ί 2に到り、 続けて蒸発セクシ ヨン 2 5 1 Cに流入し更に 2 5 1 Dに流入する。 冷媒 Cは、 ここで液相を增やして点 g 2 に到る。 同様に、 冷媒 Cは、 次の凝縮セクション 2 5 2 Dで凝縮して飽和液線上の点 f 3 に到る。 このようにして、 冷媒 Cは凝縮と蒸発を繰り返しながら、 低温の再生空気と高温 の再生空気との間の熱交換を行なう。 凝縮した点 f 3の状態の冷媒 Cは、 膨張弁 2 5 0に 導カゝれる。
点 f 3はモリエ線図では飽和液線上にある。 温度は 1 5 °C、 ェンタルピは 2 2 0 . 5 k j Z k gである。 点 f 3の冷媒液 Cは、 絞り 2 5 0で、 温度 1 °Cの飽和圧力である 0 . 3 O M P aまで減圧され、 点 j に到る。 この点〗 の冷媒 Cは、 1 °Cの冷媒液 Cとガスの混合 物として蒸発器 2 1 0に流入し、 ここで処理空気 Aから熱を奪い、 蒸発してモリエ線図上 の点 aの状態の飽和ガスとなり、 再ぴ圧縮機 2 6 0に吸入され、 以上のサイクルを繰り返 す。
なお本実施の形態のように、 状態 eの冷媒を蒸発セクション 2 5 1で蒸発させるのでは なく、 先ず凝縮セクション 2 5 2で凝縮させる配置とするときは、 冷媒が湿り状態に近づ' くため、 容量制御を行なった場合に絞り 2 5 0を通過する気相冷媒が減り、 冷凍効果を高 く維持することができる。
以上説明したように、 熱交換器 3 0 0内では、 冷媒 Cは凝縮セクション 2 5 2では点 e から点 f 1、 あるいは g 1から f 2までといつたように凝縮の状態変化を、 蒸発セクショ ン 2 5 1では、'点 f 1から点 g 1、 あるいは点 f 2から g 2までといつたように蒸発の状 態変化をしており、 凝縮伝熱と蒸発伝熱であるため、 熱伝達率が非常に高い。
さらに、 圧縮機 2 6 0、 凝縮器 2 2 0、 絞り 3 3 0、 2 5 0及ぴ蒸発器 2 1 0を含む圧 縮ヒートポンプ H P 1 としては、 熱交換器 3 0◦を設けない場合は、 凝縮器 2 2 0におけ る点 dの状態の冷媒 Cを、 絞り 2 5 0を介して蒸発器 2 1 0に戻すため、 蒸発器 2 1 0で 利用できるェンタルピ差は 3 9 9 . 2 - 2 9 5 . 8 = 1 0 3 . 4 k J / k gしかないのに 対して、 熱交換器 3 0 0を設けた本実施の形態で用いるヒートポンプ H P 1の場合は、 3 9 9 . 2 - 2 2 0 . 5 = 1 7 8 . 7 k J Z k gになり、 同一冷却負荷に対して圧縮機 2 6 0に循環するガス量を、 ひいては所要動力を 4 2 %も小さくすることができる。 すなわち、 サブクールサイクルと同様な作用を持たせることができる。
ヒートポンプのェコノマイザ効果により、 蒸発器 2 1 0入口の冷媒ェンタルピが小さく なり、 単位流量あたりの冷媒の冷凍効果が高いため、 除湿効果、 及ぴエネルギー効率が高 くなるのである。
図 4の湿り空気線図を参照して、 また構成については適宜図 1を参照して、 ヒートボン プ HP 1を備えた除湿装置 21の作用を説明する。 図中、 アルファベッ ト記号 K L P R等により、 各部における空気の状態を示す。 この記号は、 図 1のフロー図中で丸で囲ん だアルファベッ トに対応する。 また、 湿り空気線図としては、 後で説明する第 2、 第 3の 実施の形態である除湿装置についても、 本図が適用できる。
図中、 空調空間 101からの処理空気 A (状態 K) は、 処理空気経路 107を通して、 送風機 102に吸い込まれ、 さらに送風機 102から吐き出されて経路 108を通してデ シカントロータ 103に送り込まれる。 デシ力ントロータ 103で水分が吸着され乾燥し た処理空気 Aは、 絶対湿度を 2 g/k g D Aに下げ、 乾球温度を上げる （状態し） 。 処理 空気 Aは、 次に経路 109を通して空調空間 101に戻る。 なお、 絶対湿度の単位中の D Aは乾燥空気 （D r y A i r ) であることを示す。
一方、 蒸発器 210を出た絶対湿度 5 gZk gDA、 乾球温度 5 °Cの再生空気 B (状態 P) は、 経路 1 29を通して、 熱交換器 300の第 2の区画 320に送り込まれ、 ここで 凝縮セクション 252で凝縮する冷媒 Cによりある程度まで加熱され、 絶対湿度一定のま ま乾球温度を上げる （5°Cと 60°Cの中間の温度） （状態 R) 。 これは、 凝縮器 220で 加熱される前の予備的加熱であるので予加熱と呼ぶことができる。
予加熱された再生空気 Bは、 経路 124を通って、 凝縮器 220に導入される。 再生空 気 Bは、 凝縮器 220で加熱されて、 絶対湿度一定のままさらに乾球温度を 60°Cに上げ る （状態 T) 。 再生空気 Bはさらに経路 1 25を通って、 デシカントロータ 103 送り 込まれ、 ここで乾燥エレメント中のデシカント （図 1に不図示） から水分を奪いこれを再 生して、 自分自身は絶対湿度を 10 g/k g DAに上げるとともに、 デシカントの水分着 脱熱により乾球温度を下げる （'状態 U a )
デシカントロータ 103を出た再生空気 Bは、 経路 126 aを通して、 熱交換器 340 に送り込まれ、 絶対湿度一定のまま乾球温度を下げる （状態 Ub)
熱交換器 340を出た再生空気 Bは、 経路 126 bを通して、 熱交換器 300の第 1の 区画 310に送り込まれ、 ここで蒸発セクション 251で蒸発する冷媒 Cによりある程度 まで冷却され、 絶対湿度一定のまま乾球温度を下げる （状態 V) 。 これは蒸発器 210で 露点温度以下まで冷却される前の予備的冷却であるので予冷と呼ぶことができる。 再生空 気 Bは経路 1 2 7を通って送風機 1 4 0によって吸い込まれ経路 1 2 8に吐き出される。 吐き出された再生空気 Bは、 経路 1 2 8を通って蒸発器 2 1 0に送り込まれ、 蒸発器 2 1 0で露点温度以下まで除湿冷却され、 絶対湿度を 5 g / k g D Aに下げ、 乾球温度を 5 °C に下げる （状態 P ) 。 蒸発器 2 1 0を出た再生空気 Bは、 同じサイクルを繰り返す。
熱交換器 3 0 0では、 蒸発セクション 2 5 1での冷媒 Cの蒸発により再生空気 Bを予冷 し、 凝縮セクション 2 5 2での冷媒 Cの凝縮により再生空気 Bを加熱する。 そして蒸発セ クシヨン 2 5 1で蒸発した冷媒 Cは、 凝縮セクション 2 5 2で凝縮する。 このように同じ 冷媒 Cの蒸発と凝縮作用により、 蒸発器 2 1 0で冷却される前後の再生空気 B同士の熱交 換を間接的に行う。
ここで図 4の湿り空気線図上に示す空気側のサイクルでは、 第 2の区画 3 2 0で再生空 気を加熱した熱量 Δ Οが、 排熱利用による加熱であり、 蒸発器 2 1 0で再生空気を冷却し た熱量 A iが、 冷却除湿効果であり、 ェコノマイザとしての熱交換器 3 0 0による熱回収 力 S、 Δ Ηである。 また熱交換器 3 4 0では、 熱量 A Q 1を奪い再生空気 Bを冷却する。 こ のように熱交換器 3 4 0で、 再生空気 Bをある程度冷却した後に、 熱交換器 3 0 0に流入 させるので、 蒸発器 2 1 0に流入する再生空気 Bの温度が下がり、 露点温度に近づくため、 ヒートポンプの冷凍効果当たりの除湿能力が高くなる。 また、 空調空間の気相水分を液相 にしてタンク 4 5 0に溜める際に全体として放出される熱量と、図 3には不図示としたが、 圧縮機 2 6 0の駆動動力分.の熱量を、 熱交換器 3 4 0を通して、 本除湿システムから外部 に排出することができる。
図 5を参照して、 熱交換器 3 0 0の蒸発セクションと凝縮セクション内の冷媒 Cの挙動 を説明する。 先ず凝縮セクション 2 5 2 Aには、 絞り 3 3 0で減圧されて一部の冷媒液が 膨張し液相と気相の混合物となった冷媒 Cが流入する。 この冷媒 Cは、 凝縮セクション 2 5 2 Aを流れる間に、 再生空気 Bを予加熱し自身は熱を奪われ気相を減らしながら蒸発セ クシヨン 2 5 1 Aに流入する。 蒸発セクション 2 5 1 Aでは、 凝縮セクション 2 5 2 A側 の再生空気 Bよりも温度の高い再生空気 Bを冷却し、 自身は熱を与えられて液相冷媒 Cを 蒸発させながら、 次の蒸発セクション 2 5 1 Bに流入する。 冷媒 Cは、 蒸発セクション 2 5 1 Bを流れる間に、 温度の高い再生空気 Bからさらに熱を与えられ液相冷媒 Cをさらに 蒸発させる。 そして次の凝縮セクション 2 5？ Bに流入する。
このように熱交換器 3 0 0において冷媒 Cは気相と液相の相変化をしながら、 冷媒経路 を流れる。 このようにして、 蒸発器 2 1 0で冷却される前の再生空気 Bと、 蒸発器 2 1 0 で冷却されて絶対湿度を低下させた再生空気 Bとの間で熱交換させる。
本除湿装置 2 1では、 熱交換器 3 0 0は予冷 '予加熱熱交換器として使用され、 熱交換 器 3 0 0の作動流体と、 ヒートポンプ H P 1の作動流体 （即ち冷媒） が同じとなり、 冷媒 チャージの工程の共通化ができるので製造コスト、 メンテナンスコス トが低い。 また、 予 冷 -予加熱熱交換器が一体として製造可能である。 また作動流体の冷媒は、 ヒートポンプ の冷媒として、 冷媒経路中を一方向に流れるので、 ヒートパイプが有する内部のウィック を必要とせず、 内部にウイックのない通常の空気 ·冷媒熱交換器コイルの生産設備で製造 できるため、 製造コストが安い。
図 6を参照して、 第 2の実施の形態を説明する。 第 1の実施の形態と異なる点は、 熱交 換器 3 4 0の代わりに、 熱交換器 3 4 0 aを用いていることである。 熱交換器 3 4 0 aは、 熱交換器 3 0 0と同様な構造を有する。
熱交換器 3 4 0 aは、 蒸発セクション 3 4 1 A、 3 4 1 Bと、 凝縮セクション 3 4 2 A、
3 4 2 Bを備える。 蒸発セクション 3 4 1 A、 3 4 1 Bは、 熱交換器 3 0 0の蒸発セクシ ヨン 2 5 1 A、 2 5 1 Bに相当し、 凝縮セクション 3 4 2 A、 3 4 2 Bは、 熱交換器 3 0
0の凝縮セクション 2 5 2 A、 2 5 2 Bに相当する。 図中蒸発セクションと凝縮セクショ ンはかなり離れているように示されているが、 熱交換器 3 0 0と同様に、 一体の細管群で 構成す ¾のが好ましい。
また蒸発セクションは、 第 1の区画 3 4 3を貫通して配置され、 凝縮セクションは、 第 2の区画 3 4 4を貫通して配置されている。 第 1の区画 3 4 3は、 デシカントロ一タ 1 0
3と熱交換器 3 0 0の第 1の区画 3 1 0との間に揷入配置され、 デシカントロータ 1 0 3 を通過した再生空気 Bは、 熱交換器 3 4 0 aの第 1の区画 3 4 3を通過した後に、 熱交換 器 3 0 0の第 1の区画 3 1 0に流入する。
熱交換器 3 4 0 aの第 2の区画 3 4 4は、 送風機 1 4 4により外気が通過するように構 成されている。
凝縮セクション 3 4 2 Aに流入する冷媒配管 2 0 3には絞り 3 3 6を配置する。 冷媒の 流れに沿って見ると、 第 1の実施の形態の冷媒配管 2 0 3に、 熱交換器 3 4 0 aを揷入配 置した形となっている。 冷媒 Cは、 凝縮セクション 3 4 2 A、 蒸発セクション 3 4 1 A、 蒸発セクション 3 4 1 B、 凝縮セクション 3 4 2 Bを経由して、 絞り 3 3 0に到る。 この 間に、 冷媒の凝縮と蒸発により、 第 1の区画 3 4 3を通過する再生空気 Bから、 第 2'の区 画 3 4 4を通過する外気に熱を移動させるのは、 熱交換器 3 0 0の場合と同様である。 図 7を参照して、 ヒートポンプ H P 2の作用を説明する。 図 7は、 図 3と同様に、 冷媒 Cとして、 F C 1 3 4 aを用いた場合のモリエ線図である。 図 3と重複した説明は省略す る。
図中、 点 a、 b、 c、 dは、 図 3の場合と同様である。 点 dの状態の冷媒液 Cは、 絞り 3 3 6で減圧され熱交換器 3 4 0 aの凝縮セクション 3 4 2 Aに流入する。 モリエ線図上 では、 点 eで示されている。 圧力は、 本発明の中間圧力であり、 本実施例では 0 . 3 0 M P aと 1 . 8 9 M P a との中間の値となる。 この例では、 温度 1 3 °Cの飽和圧力よりもい く らか高い圧力である。 ここでは、 一部の液が蒸発して液とガスが混合した状態にある。 凝縮セクション 3 4 2 A内で、 前記中間圧力下で冷媒液 Cは凝縮して、 同圧力で飽和液 '線上の点 f 1に到る。
点 f 1で示される状態の冷媒 Cが、 蒸発セクション 3 4 1 Aに流入する。 蒸発セクショ ン 3 4 1 Aでは、 冷媒 Cは第 1の区画 3 4 3を流れる相対的に高温の再生空気 Bから熱を 奪い、 自身は蒸発し、 さらに蒸発セクション 3 4 1 Bに流入し、 飽和液線と飽和ガス線の 中間の点 g 1に到る。 ここでは液の一部が蒸発しているが、 冷媒液 Cはかなり残っている。 点 g lの状態の冷媒 Cは、 凝縮セクション 3 4 2 Bに流入し、 冷却され液相を増やして 飽和液線上の点 f 2に到る。 この液冷媒 Cは、 絞り 3 3 0で減圧されて、 熱交換器 3 0 0 の凝縮セクション 2 5 2 Aに流入する。 その後の作用は、 図 3での説明と同様であるので、 説明を省略する。 但し、 図 3の f 1、 g 1、 ί 2、 g 2、 f 3は、 それぞれ f 3、 g 3、 f 4、 g 4、 ί 5と符号が変わっている。 また、 熱交換器 3 4 0 aで効率的に冷却される 結果、 熱交換器 3 0 0の作動温度は、 1 5でから 1 3 °Cに多少低下している。
このように構成すると、凝縮伝熱と蒸発伝熱を利用する熱交換器 3 4 0 aを備えるので、 再生空気 Bの,冷却が高い熱伝達率で達成できる。 また冷媒の冷凍効果をさらに高めること ができる。
図 8、 図 9を参照して、 本発明の第 3の実施の形態を説明する。 この実施の形態の、 図 1に示した第 1の実施の形態との相違点は、 熱交換器 3 0 0 bで、 絞り 3 3 0から先ず蒸 発セクション 2 5 1 Aに冷媒を流入させていること、 それに伴い平面 P Aから平面 P Bへ の移行が凝縮セクション 2 5 2 Aと 2 5 2 B間で行なわれていること （他の平面同士間で の移行の順次ずれている） 、 平面 P Eが追加されていること、 平面 P Bと平面 P Cの蒸発 セクション同士の間、 また平面 P Dと平面 P Eの蒸発セクション同士の間に、 それぞれ絞 り 3 3 1、 3 3 2が設けられていることである。 即ち図中、 平面 P B内の、 蒸発セクショ ン 2 5 1 Bの端部と平面 P C内の蒸発セクション 2 5 1 Cの端部とが、 絞り 3 3 1を介し て接続されており、 平面 P D内の、 蒸発セクション 2 5 1 Dの端部と平面 P E内の蒸発セ クシヨン 2 5 1 Eの端部とが、 絞り 3 3 2を介して接続されている。 その他の部分は、 図 1に示すものと同様であるので図示を省略してある。
以上の変更点のうち、 平面間に絞り 3 3 1、 3 3 2が設けられていることが大きな変更 である。 その他の点は、 絞り 3 3 0から先ず蒸発セクション 2 5 1 Aに冷媒を流入させる ようにしたことによって、 熱交換器 3 0 0 b内での蒸発と凝縮が全体として気相側に寄る 点を除き、 作用上で大きな差はない。 なお、 平面を P Eよりもさらに増やしてもよく、 そ の場合絞りもそれに応じて増やしてもよい。
このような構成において、 蒸発セクション 2 5 1 Aに導入された冷媒 Cは、 蒸発セクシ ヨン 2 5 1 A内で一部が蒸発して、湿り状態になって凝縮セクション 2 5 2 Aに流入する。 さらに Uチューブで方向転換して凝縮セクション 2 5 2 Bに、 そして蒸発セクション 2 5 1 Bに流入する。 ここで一部の冷媒が蒸発したのち、 絞り 3 3 1で減圧され、 平面 P C内 の蒸発セクション 2 5 1 Cに流入する。 ここでさらに蒸発して、 凝縮セクション 2 5 2 C に流入する。 さらに Uチューブで方向転換して凝縮セクション 2 5 2 Dに流入して、 さら に凝縮して蒸発セクション 2 5 1 Dに流入する。 ここで一部の冷媒 Cが蒸発し、 絞り 3 3 2に到る。 ここで減圧され平面 P E内の蒸発セクション 2 5 1 Eに、 そして次に凝縮セク シヨン 2 5 2 Eに流入する。 ここで十分に凝縮した冷媒 Cは、 経路 2 0 4、 そして膨張弁 2 5 0に向かう。
ここで、 蒸発セクション 2 5 1 A、 2 5 1 Bでの蒸発圧力、 ひいては凝縮セクション 2 5 2 A、 2 5 2 Bに於ける凝縮圧力、 すなわち第 1の中間圧力、 あるいは蒸発セクション 2 5 1 C、 2 5 1 D、 凝縮セクション 2 5 2 C、 2 5 2 Dにおける圧力すなわち第 2の中 間圧力は、 蒸発器 2 1 0に入る前の再生空気 Bの温度と、 蒸発器 2 1 0に入って冷却され て出てきた後の再生空気 Bの温度とによって定まる。 '
図 1に示す熱交換器 3 0 0あるいは図 8に示す熱交換器 3 0 0 bは、 蒸発伝熱と凝縮伝 熱とを利用しているので、 熱伝達率が非常に優れており、 特に熱交換器 3 0 0 bでは、 再 生空気 B同士の熱交換を、 後述のように、 対向流形式で行なうので熱交換効率が非常に高 い。 また冷媒 Cは、 蒸発セクション 25 1から凝縮セクション 25 2、 また凝縮セクショ ン 25 2から蒸発セクション 25 1 というように、 冷媒経路内で全体としてほぼ一方向に 強制的に流されるので、 温度の高い再生空気 Bと温度の低い再生空気 Bとの間の熱交換効 率が高い。 ここで、 全体としてほぼ一方向に流れるとは、 例えば乱流であれば局所的には 逆流することがあっても、 また気泡の発生や瞬断により圧力波が発生し冷媒 Cが流れ方向 に振動しても、 全体的に見れば冷媒経路中をほぼ一方向に流れることをいう。 この実施の 形態では、 冷媒 Cは圧縮機 260により昇圧された圧力で強制的に一方向に流される。 ここで、 熱交換効率 φとは、 高温側の流体の熱交換器入り口温度を TP 1、 出口温度を T、 低温側の流体の熱交換器入り口温度を TC 1、 出口温度を TC 2としたとき、 高温側 の流体の冷却に注目した場合、 すなわち熱交換の目的が冷却の場合は、 Φ= (TP 1 -Τ P 2) / (T P I— TC I) 、 低温の流体の加熱に注目した場合、 すなわち熱交換の目的 が加熱の場合は、 φ= (TC 2-TC 1) / (TP 1— TC I) と定義されるものである。 図 9を参照して、 図 8の第 3の実施の形態のヒートポンプ HP 3 (図 8にはヒートポン プ HP 3の構成要素のうち一部のみが図示されている。 その他は図 1参照。 ） の作用を説 明する。 図中、 点 aから点 eまでは、 図 3の第 1の実施の形態の場合と同様であるので、 説明を省略する。 なお、 熱交換器 3 00 bの蒸発セクション 25 1 Aに流入した点 eの状 態の冷媒 Cは図 3で説明した通り、 第 1の中間圧力で一部の液が蒸発して液とガスが混合 した状態にある。
この冷媒 Cが蒸発セクション 25 1 Aでさらに蒸発し、 モリエ線図上では湿り領域にお いて飽和ガス線に近づいた点 f 1に到る。 この状態の冷媒 Cが凝縮セクション 25 2 Aに 入り、 ここで凝縮されまた Uチューブで反転して凝縮セクション 2 5 2 Bに入りさらに凝 縮され、 湿り領域ではあるが飽和液線に近い点 g 1に到る。 ここで蒸発セクション 2 5 1 Bに入り、 湿り領域内で飽和ガス線の方向に向かい、 点 h i aに到る。 ここまではほぼ第 1の中間圧力における変化である。
点 h 1 aの状態の冷媒 Cが、 絞り 33 1を介して減圧され、 第 2の中間圧力にある点 h 1 bに到る。 すなわち、 平面 P B内の冷媒経路である蒸発セクション 25 1 Bから絞り 3 3 1を経て平面 PCの冷媒経路である蒸発セクション 2 5 1 Cに流入する。 この冷媒 Cは、 さらに蒸発セクション 25 1 C内において第 2の中間圧力で蒸発して点 f 2に到る。 以下 同様に凝縮 ·蒸発を交互に繰り返して、 中間絞り 33 2で減圧された後、 圧力が第 3の中 間圧力となり、 蒸発セクション 25 1 E、 凝縮セクション 25 2 Eと冷媒経路を経由した 冷媒 Cは、 モリエ線図上で、 図 3の点 ί 3に対応する、 点 g 3に到る。 この点はモリエ線 図では飽和液線上にある。 温度は 1 1°C、 ェンタルピは 2 1 5. 0 k J/k gである。 点 g 3の冷媒液 Cは、 図 3の場合と同様に、 絞り 2 5 0で温度 1°Cの飽和圧力である 0. 30 MP aまで減圧され、 点 j の状態になり、 1°Cの冷媒液 Cとガスの混合物として蒸発 器 2 1 0に到り、 ここで再生空気 Bから熱を奪い、 蒸発してモリエ線図上の点 aの状態の 飽和ガスとなり、 再ぴ圧縮機 260に吸入され、 以上のサイクルを繰り返す。
以上説明したように、 熱交換器 300 b内では、 冷媒 Cが蒸発，凝縮の状態変化を交互 に繰り返しており、 蒸発伝熱と凝縮伝熱であるため、 熱伝達率が非常に高い点は第 1の実 施の形態の熱交換器 3 00と同様である。
また熱交換器 300 bでは、 蒸発器 2 1 0で冷却される前の再生空気 Bは、 第 1の区画 3 1 0内で、 蒸発セクション 251 A、 25 1 B、 2 5 1 C、 2 5 1 D、 25 1 Eの順番 に熱交換する。 すなわち再生空気 Bの温度勾配と蒸発セクション 2 5 1の温度勾配は同じ 方向である。 同様に、 蒸発器 21 0で冷却された後の再生空気 Bは、 第 2の区画 320内 で、 凝縮セクション 2 5 2 E、 25 2D、 2 5 2 C、 2 5 2B、 25 2Aの順番に熱交換 する。 すなわち再生空気 Bの温度勾配と凝縮セクション 2 52の温度勾配は同じ方向であ る。 このことから、 蒸発器 2 1 0で冷却される前後の再生空気 B同士では、 対向流の関係 で熱交換していることになる。 したがって、 熱交換器 3 00 bでは、 蒸発伝熱と凝縮伝熱 とを利用していることと相まって、 非常に高い熱交換効率を達成できる。
また、 蒸発器 2 1 0で利用できるェンタルピ差が従来のヒートポンプと比較して著しく 大きく、 同一冷却負荷に対して圧縮機に循環するガス量を、 ひいては所要動力を 20% (1 - (6 20. 1 -4 72. 2) / (620. 1—434. 9) = 0. 20) も小さくする ことができる点も、 図 3の場合と同様である。
ヒートポンプ HP 3を備えた除湿装置の作用は、 定性的には図 4の湿り空気線図で説明 したのと同様であるので、 説明を省略する。
次に図 1 0に第 4の実施の形態である除湿装置 23のフロー図を示す。 第 1の実施の形 態で用いた熱交換器 300、 第 2の実施の形態で用いた熱交換器 300 bに対応する熱交 換器 3 00 cでは、 絞り 33 1、 3 32が凝縮セクション 25 2側に設けられている。 そ の他の構成は、 図 8で説明した第 2の実施の形態と同様である。
図 1 1は、 図 10に示すヒートポンプ HP 4のモリエ線図である。 図 9の場合と違って、 中間圧力における凝縮過程の途中で減圧している。 すなわち、 絞り 331で点 g 1 aから 点 g 1 bに減圧され、 絞り 332で点 g 2 aから点 g 2 bに減圧さている。 蒸発器 210 で冷却される前後の再生空気 B同士の熱交換が対向流である点は、 図 9の実施の形態と同 様である。
絞りは、 図 8と図 10を合わせた形で、 蒸発セクション側と凝縮セクション側の両側に 設置してもよい。 そのように構成すると、 冷媒が一の平面から次の平面に移行する毎に絞 りがあり、 蒸発温度/凝縮温度が平面毎に異なるので、 熱交換する再生空気の流れが完全 な対向流に近づく。
なお図 1、 図 6には、 ドレンパン 451が示されているが、 これは蒸発器 210に限ら ず、 熱交換器 300、 300 b、 300 cの下方も力パーするように設けるのがよい。 特 に第 1の区画 310の下方に設けるのがよい。 熱交換器 300、 300 b、 300 cの第 1の区画 310では、 再生空気 Bを予冷するが、 一部の水分はここで結露することもある からである。
図 1 2を参照して、 本発明で使用する熱交換器の構造の一例 300 dを、 さらに説明す る。 （a) は温度の低い再生空気 B及び温度の高い再生空気 Bの流れ方向に見た平面図、 (b) は低温及ぴ高温の再生空気の流れに直角な方向から見た側面図である。 すなわち、 (a) は （b) の A— A矢視図である。 （a) において、 温度の高い再生空気 Bは区画 3 1 0を紙面の手前から先方に流れ、 温度の低い再生空気 Bは区画 320を先方から手前側 に流れる。 この熱交換器 300 dでは、 チューブは、 低温及ぴ高温の再生空気 Bの流れに 直交する 4つの平面 PA、 PB、 PC、 PD内にそれぞれ 8列に配列されている。 すなわ ちち、 再生空気 Bの流れに沿って 4行 8列に配列されている。 平面 PDの下に不図示の平 面 PEを設け、 平面 P E内にさらに 8列のチューブを配置してもよい。 図 1、 図 5、 図 6、 図 8及び図 10では、 便宜上、 各平面 PA、 PB、 PC、 P D内の熱交換チューブは、 各 行 1列であるものとして説明したが、 典型的にはこのように各行に複数のチューブ列が含 まれる。 このようにして、 チューブが細管群を構成している。
第 1の平面 P Aから次の平面 PBに移る箇所に中間絞り 331が、 平面 PBから平面 P Cに移る箇所に、 不図示の中間絞り 332が、 また平面 P Cから平面 PDに移る箇所に中 間絞り 3 3 3が設けられている。 ここでは、 1つの平面から次の平面に移る箇所に 1つの 絞りが設けられているが、 例えば P Aに属するチューブ列は、 複数の層に構成されていて もよい。 そして各層から次の層に移る箇所に中間絞りが設けられる。 その場合、 中間絞り の前後の平面を第 1の平面 ·第 2の平面と呼ぶ。
. また、 図 1 2に示されるような 8列 4層 （行） の熱交換器を、 低温と高温の再生空気の 流量に対応させて、 それらの流れに対して並列に並べてもよいし、 直列に並べてもよい。 さらに、 例えば図 1 1のモリエ線図において、 冷媒 Cの蒸発と凝縮の繰り返しは、 飽和 液線を越えて過冷却領域に入り込んでもサイクルとしては成立するが、 再生空気同士の熱 交換であることを考慮すると、 冷媒 cの相変化は湿り領域の中で行われるのが好ましい。 したがって図 1 2に示す熱交換器 3 0 0 dでは、 絞り 3 3 0に接続される最初の蒸発セク ショ ンの伝熱面積を、 その後の蒸発セクションの伝熱面積よりも大きく構成するのが好ま しい。 また絞り 2 5 0に流入する冷媒 Cは、 飽和かあるいは過冷却領域にあるのが好まし いので、 絞り 2 5 0に接続される凝縮セクションの伝熱面積を、 その前の凝縮セクション の伝熱面積よりも大きく構成するのが好ましい。
本熱交換器は安価であり、 高価なヒートパイプの代わりに用いると、 経済的であり、 ヒ 一トパイプと違い、 作動流体をヒートポンプと同じにすることができるのでメンテナンス に手間がかからない。
次に、 本発明に係る除湿装置の第 5の実施の形態について図 1 3乃至図 1 5を参照して 説明する。 図 1 3は第 5の実施の形態における降湿装置内のフローを模式的に示すフロー 図、 図 1 4は図 1 3の除湿装置に含まれるヒートポンプ H P 5の冷媒モリエ線図である。 なお、 本図には、 熱交換器 3 0 0 e及びその周辺の冷媒及ぴ空気の経路のみを示し、 その 他は図示を省略してある。 第 5の実施の形態は、 図 8の第 3の実施の形態における熱交換 器 3 0 0 bを熱交換器 3 0 0 eに置き換えたものである。 また、 第 3の実施の形態におけ る部材又は要素と同一の作用又は機能を有する部材又は要素には同一の符号を付し、 特に 説明しない部分については第 3の実施の形態と同様である。
本実施の形態においては、 冷媒経路が、 凝縮器 2 2 0の下流側において複数列 （図 1 3 においては 3列） に分岐しており、 分岐冷媒経路 5 1〜 5 3が形成されている点で他の実 施の形態と異なっている。 この分岐冷媒経路 5 1〜5 3は蒸発器 2 1 0の上流側において 1本の冷媒経路 2 0 4に合流している。 即ち、 凝縮器 2 2 0と蒸発器 2 1 0との間で複数 列に分岐する分岐冷媒経路を備え、 前記分岐冷媒経路中に第 1の熱交換手段及ぴ第 2の熱 交換手段を設けている。
または別の言い方をすれば、 本実施の形態の除湿装置は、 第 1の絞り 3 3 1 a (3 3 2 a、 3 3 3 a ) を介して凝縮器 2 2 0と接続され、 第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0 とを交互に繰り返し貫通した後対応する第 2の絞り 3'3 1 b (3 3 2 b , 3 3 3 c ) を介 して蒸発器 2 1 0と接続されるように構成された細管群 5 1 (5 2、 5 3) を複数備え、 且つ該複数の細管群 5 1、 5 2、 5 3それぞれに対応する前記第 1の絞り 3 3 1 a、 3 3 2 a、 3 3 3 a と前記第 2の絞り 3 3 1 b、. 3 3 2 b、 3 3 3 c との組合せを複数備えて いる。 .
分峡冷媒経路 5 1〜 5 3は、 熱交換器 3 00 eの第 1の熱交換部 （第 1の区画） 3 1 0と第 2の熱交換部 （第 2の区面） 3 20とをそれぞれ交互に繰り返し貫通している。 また、 各分岐 冷媒経路 5 ：!〜 5 3には、 第 1の熱交換部 3 1 0の上流側に絞り 3 3 1 a〜 3 3 3 aがそれぞ れ配置され、 第 2の熱交換部 3 20の下流側に絞り 3 3 1 b〜 3 3 3 bがそれぞれ配置されて いる。 これらの絞り 3 3 1 a〜 3 3 3 bとして、 例えば、 オリフィス、 キヤビラリチューブ、 膨張弁などを用いることができる。
また、 第 1の区画 3 1 0と第 2の区画 3 2 0とは、 各区画 3 1 0, 3 2 0を流れる再生 空気同士が互いに対向して流れるように構成されている。 ここで、 第 1の区画 3 1 0では、 再生空気の流れの上流側から下流側に向けて冷媒経路 5 1、 5 2、 5 3がこの順番で配列 されており、 第 2の区画 3 20では、 再生空気の流れの下流側から上流側に向けて冷媒経 路 5 1、 5 2、 5 3がこの順番で配列されている。
図 1 5は、 図 1 3の除湿装置の熱交換器 3 0 0 eにおける分岐冷媒経路 5 1〜 5 3を示 す拡大図である。 分岐冷媒経路 5 1〜 5 3は、 第 1の熱交換部 3 1 0 と第 2の熱交換部 3 2 0とを貫通する。 即ち、 分岐冷媒経路 5 は、 図 1 5に示すように、 凝縮器 2 2 0側か ら順番に、 蒸発セクション 2 5 1 A a、 凝縮セクション 2 5 2 A a、 凝縮セクショ ン 2 5 2 A b、 蒸発セクシヨン 2 5 1 A b、 蒸発セクシヨン 2 5 1 A c、 凝縮セクシヨン 2 5 2 A cを有している。 また同様に、 分岐冷媒経路 5 2は、 蒸発セクション 2 5 1 B a、 凝縮 セクション 2 5 2 B a、 凝縮セクション 2 5 2 B b、 蒸発セクション 2 5 1 B b、 蒸発セ クシヨ ン 2 5 1 B c、 凝縮セクション 2 5 2 B c.を有し、 分岐冷媒経路 5 3は、 蒸発セク シヨ ン 2 5 l C a、 凝縮セクシヨン 2 5 2 C a、 凝縮セクシヨン 2 5 2 C b、 蒸発セクシ ヨン 2 5 1 C b、 蒸発セクション 2 5 1 C c、 凝縮セクション 2 5 2 C cを有している。 図 1 4において点 aから点 dまでは、 図 9に示される第 3の実施の形態の場合と同様で あるので説明を省略する。 凝縮器 2 2 0内で冷却されることによって点 dで示される状態 になった冷媒液は、 分岐冷媒経路 5 1〜 5 3に分かれて熱交換器 3 0 0 eに流入するが、 まず、 冷媒経路 5 2を通る冷媒について説明する。 冷媒経路 5 2に流入した冷媒液は、 絞 り 3 3 2 aで減圧され、 第 1の熱交換部 3 1 0の蒸発セクション 2 5 1 B aに流入する。 このときの状態は点 eで示されており、 一部の液が蒸発して液とガスが混合した状態とな つている。 このときの圧力は、 凝縮器 2 2 0の凝縮圧力と蒸発器 2. 1 0の蒸発圧力との中 間圧力であり、 本実施の形態では、 1 . 8 9 M P aと 0 . 3 0 M P aの間の値となる。 蒸発セクション 2 5 1 B a内で、 上記中間圧力下で冷媒液が蒸発して、 同圧力で飽和液 線と飽和ガス線の中間に位置する点 ί 1の状態となる。 この状態では液の一部が蒸発して いるが、 冷媒液はかなり残っている。 そして、 点 ί 1で示される状態の冷媒が、 凝縮セク シヨン 2 5 2 B a及ぴ 2 5 2 B bに流入する。 凝縮セクション 2 5 2 B a及ぴ 2 5 2 B b では、 冷媒は第 2の熱交換部 3 2 0を流れる点 Pの状態にある低温の空気により熱を奪わ れ、 点 g 1の状態に至る。
点 g 1の状態の冷媒は、 蒸発セクション 2 5 1 B b及ぴ 2 5 1 B cに流入し、 ここで熱 を奪われ液相を增やして点 f 2の状態に至り、 更に、 凝縮セクション 2 5 2 B cに流入す る。 凝縮セクション 2 5 2 B cにおいて、 冷媒は液相を増やして点 g 2の状態に至る。 点 g 2はモリエ線図では飽和液線上に位置しており、 このときの冷媒の温度は 1 1 °C、 ェン タルピは 2 1 5 . O k J / k gである。
点 g 2の状態の冷媒液は、 絞り 3 3 2 bで、 温度 1 °Cの飽和圧力である 0 . 3 O M P a まで減圧されて点 qで示される状態に至る。 点 qの状態における冷媒は、 1 °Cの冷媒液と ガスの混合物として蒸発器 2 1 0に至り、 ここで点 Vの状態にある空気から熱を奪い、 蒸 発して点 aで示される状態の飽和ガスとなる。 この飽和ガスは再ぴ昇圧機 2 6 0に吸入さ れ、 上述したサイクルが繰り返される。
同様に、 冷媒経路 5 1を通る冷媒は、 絞り 3 3 1 a、 蒸発セクション、 凝縮セクション、 絞り 3 3 1 bを通り、 点 j 、 点 i 1、 点 k 1、 点 i 2、 点 k 2で示される状態を経て点 1 で示される状態に至る。 冷媒経路 5 3を通る冷媒は、 絞り 3 3 3 a、 蒸発セクション、 凝 縮セクション、 絞り 3 3 3 bを通り、 点 m、 点 n 1、 点 o 1、 点 n 2、 点。 2で示される 状態を経て点 rで示される状態に至る。
このように、 熱交換器 3 0 0 e内において、 冷媒は蒸発セクションでは点 eから点 f 1、 あるいは点 g 1から点 f 2までといつたように蒸発の状態変化を、 凝縮セクションでは、 点 f 1から点 g 1、 あるいは点 ί 2から点 g 2までといつたように凝縮の状態変化をして おり、 蒸発伝熱と凝縮伝熱が行われているため、 熱伝達率が非常に高く、 また熱交換効率 が高い。
ここで、 昇圧機 2 6 0、 凝縮器 2 2 0、 絞り 3 3 1 a〜 3 3 3 b及ぴ蒸発器 2 1 0を含 む圧縮ヒートポンプ H P 5 . (図 1 3では熱交換器 3 0 0 e及ぴ周辺の冷媒 ·空気経路以外 は図示を省略） として考えると、 本発明に係る熱交換器 3 0 0 eを設けた場合には、 同一 冷却負荷に対して昇圧機に循環するガス量を、 ひいては所要動力を第 3の実施の形態と同 様に大幅に小さくすることができる。 即ち、 サブクールサイクルと同様な作用を持たせる ことができる。 このように、 本発明の除湿装置は、 ヒートポンプ H P 5のェコノマイザ効 果により、 蒸発器 2 1 0の入口の冷媒ェンタルピが小さくなり、 単位流量あたりの冷媒の 冷凍効果が高いため、 除湿効果、 及びエネルギ効率が高くなる。
さてこれまで本発明の実施の形態について説明したが、 本発明は上述の実施の形態に限 定されず、 その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいものであ る。 例えば、 各冷媒経路の第 1の熱交換部における蒸発セクションの数、 第 2の熱交換部 における凝縮セクションの数は図示のものに限られるものではない。 また、 第 5の実施の 形態における分岐冷媒経路の分岐数は図示のものに限られるものではなく、 冷媒経路を何 列に分岐させてもよい。
図 1 6を参照して、 本発明の実施の形態で使用するデシカントロータ 1 0 3の構造例を 説 する。 デシカントロータ 1 0 3は、 回転軸 A X回りに回転する厚い円盤状のロータと して形成されており、 そのロータ中には、 気体が通過できるような隙間をもってデシカン トが充填されている。 例えばチューブ状の乾燥エレメント 1 0 3 aを、 その中心軸が回転 軸 A Xと平行になるように多数束ねて構成されている。 このロータ 1 0 3は回転軸 A X回 りに一方向に回転し、 また処理空気 Aと再生空気 Bとが回転軸 A Xに平行にそれぞれ流れ 込み、 そしてそれぞれ流れ出るように構成されている。 各乾燥エレメントは、 デシカント ロータ 1 0 3が回転するにつれて、 処理空気 A及ぴ再生空気 Bと交互に接触するように配 置される。 一般に処理空気 Aと再生空気 Bとは、 回転軸 A Xに平行に、 それぞれ円形のデ シカントロータ 1 0 3のほぼ半分の領域を、 対向流形式で流れるように構成されている。 処理空気 Aの流れる領域と再生空気 Bの流れる領域とは、 仕切板 （図 1 6には不図示） で分離されており、 デシカントロータ 1 0 3 aは、 その仕切板を横切って回転し、 乾燥ェ レメント 1 0 3 aは、 処理空気 Aと再生空気 Bとに交互に接触する。 なお図中、 乾燥エレ メント 1 0 3 aを分かりやすく図示するために、 ロータの一部を破断して示してある。 デシカントは、 前述のチューブ状の乾燥エレメント中に充填するとよい。 デシカント口 ータ 1 0 3は円盤状のロータの厚さ方向に、 処理空気 A及ぴ再生空気 Bが流れるように構 成されている。
以上説明した実施の形態では、 再生空気 Bを露点以下に冷却する蒸発器 2 1 0と、 再生 空気 Bを予冷却する熱交換器 3 0 0、 3 0 0 b、 3 0 0 c、 3 0 0 d、 3 0 0 eの第 1の 区画 3 1 0と、 再生空気 Bを加熱する凝縮器 2 2 0と、 再生空気 Bを予加熱する熱交換器 3 0 0、 3 0 0 b , 3 0 0 c , 3 0 0 d、 3 0 0 eの第 2の区画 3 2 0とで同じ冷媒 Cを 用いるようにしたので、 冷媒系が単一に単純化され、 また蒸発器 2 1 0、 凝縮器 2 2 0間 の圧力差を利用できるため循環が能動的になり、 さらに予冷却、 予加熱の熱交換に相変化 を伴う沸騰現象を応用できるようにしたので、 効率を高くすることができる。
以上の実施の形態では、 空調空間を除湿する除湿装置として説明したが、 必ずしも空調 空間に限らず、 本発明の除湿装置は、 他の除湿を必要とする空間に応用することもできる。 産業上の利用の可能性
以上のように本発明によれば、 処理空気の水分を吸着し、 再生空気で再生される水分吸 着装置と、 再生空気を水分吸着装置の上流側で加熱する凝縮器と、 再生空気を水分吸着装 置の下流側で露点以下の温度まで冷却する蒸発器と、 蒸発器で蒸発した冷媒を昇圧して凝 縮器に送る昇圧機と、 水分吸着装置と蒸発器との間を流れる再生空気と、 蒸発器と凝縮器 のとの間を流れる再生空気とを熱交換させる熱交換器とを有するヒートポンプとを備え、 再生空気は循環利用されるように構成されている。 よって、 蒸発器での冷却の前に熱交換 手段により再生空気を予冷できるし、 その予冷の冷熱を、 蒸発器で一且冷却された再生空 気から回収することができ、 動作係数の高いヒートポンプを備えた除湿装置を提供するこ とが可能となり、 エネルギー消費量当たりの除湿能力の高い除湿装置とすることができる。 処理空気は蒸発器によって冷却されて水分を除去されるのではなく、 水分吸着装置によ つて水分を除去されるので氷点下以下の低い露点温度すなわち 4 g/k g DA以下の低い 絶対湿度の空気を得ることもできる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 処理空気の水分を吸着し、 再生空気で水分を脱着されて再生される水分吸着装置と ； 冷媒を凝縮することによって前記再生空気を前記水分吸着装置の上流側で加熱する凝縮 器と、 前記冷媒を蒸発することによって前記再生空気を前記水分吸着装置の下流側で露点 以下の温度まで冷却する蒸発器と、 前記蒸発器で蒸発した前記冷媒を昇圧して前記凝縮器 に送る昇圧機と、 前記水分吸着装置と前記蒸発器との間を流れる前記再生空気と、 前記蒸 発器と前記凝縮器との間を流れる前記再生空気とを熱交換させる第 1の熱交換器とを有す るヒートポンプとを備え ；
前記再生空気は循環利用されるように構成されている ；
2 . 前記第 1の熱交換器は、 前記凝縮器と前記蒸発器とを接続して前記冷媒を流す細管 群で構成され；
前記細管群は前記凝縮器で凝縮された前記冷媒を前記蒸発器に導くように構成され、 か つ前記水分吸着装置と前記蒸発器との間を流れる前記再生空気と、 前記蒸発器と前記凝縮 器との間を流れる前記再生空気とに交互に接触するように構成されている ； .
請求項 1に記載の除湿装置。
3 . 前記第 1の熱交換器は、 前記水分吸着装置と前記蒸発器との間で前記再生空気を流 す第 1の区画と、 前記蒸発器と前記凝縮器との間で前記再生空気を流す第 2の区画とを有 し、 前記細管群は前記凝縮器と第 1の絞りを介して接続され、 かつ前記第 1の区画と第 2 の区画とを交互に繰り返し貫通した後、 第 2の絞りを介して前記蒸発器と接続されるよう に構成された ；
請求項 2に記載の除湿装置。
4 . 前記第 1の絞りを介して前記凝縮器と接続され、 前記第 1の区画と第 2の区画とを 交互に繰り返し貫通した後前記対応する第 2の絞りを介して前記蒸発器と接続されるよう に構成された前記細管群を複数備え、 且つ該複数の細管群それぞれに対応する前記第 1の 絞りと前記第 2の絞り との組合せを複数備えた、 請求項 3に記載の除湿装置。
5 . 前記第 1の区画と前記第 2の区画とは、 前記各区画を流れる再生空気同士が互いに 対向して流れるように構成され；
前記細管群は前記第 1の区画と前記第 2の区画内で、 前記再生空気の流れにほぼ直交す る第 1の面内に少なく とも 1対の第 1の区画貫通部と第 2の区画貫通部とを有し、 前記第 1の面とは異なる前記再生空気の流れにほぼ直交する第 2の面内に少なく とも 1対の第 1 の区画貫通部と第 2の区画貫通部とを有し、 前記第 1の面内から前記第 2の面内に移動す る箇所に中間絞りを有する ；
請求項 3に記載の除湿装置。
6 . 前記循環利用される再生空気の流路に配置された、 前記再生空気と他の流体と熱交 換させる第 2の熱交換器を備える、 請求項 1乃至請求項 5のいずれか 1項に記載の除湿装 置。
7 . 前記第 2の熱交換器は、 前記凝縮器と前記第 1の熱交換器とを接続して前記冷媒を 流す第 2の細管群で構成され；
前記第 2の細管群は前記凝縮器で凝縮された前記冷媒を前記第 1の熱交換器に導く よう に構成され、かつ前記水分吸着装置と前記第 1の熱交換器との間を流れる前記再生空気と、 前記他の流体とに交互に接触するように構成されている ；
請求項 6に記載の除湿装置。
8 . 前記他の流体は外気である、 請求項 6または請求項 7に記載の除湿装置。
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