JP2010054135A - Dry type desiccant device and air heat source heat pump device - Google Patents

Dry type desiccant device and air heat source heat pump device Download PDF

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JP2010054135A JP2008220365A JP2008220365A JP2010054135A JP 2010054135 A JP2010054135 A JP 2010054135A JP 2008220365 A JP2008220365 A JP 2008220365A JP 2008220365 A JP2008220365 A JP 2008220365A JP 2010054135 A JP2010054135 A JP 2010054135A
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Eiji Tobihara
英治 飛原
Fumio Matsuoka
文雄 松岡
Hirofumi Daiguji
啓文 大宮司
Kenya Iki
建哉 壹岐
Takashi Yanagihara
隆司 柳原
Tomoaki Kobayakawa
智明 小早川
Michiyuki Saikawa
路之 斎川
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University of Tokyo NUC
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Central Research Institute of Electric Power Industry
Tokyo Electric Power Co Inc
University of Tokyo NUC
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dry type desiccant device capable of efficiently carrying out dehumidification even when an outside air temperature is low. <P>SOLUTION: The dry type desiccant device 30 is equipped with a dehumidification rotor 34 alternately moving an adsorption material 33 into an adsorption zone 36 and a desorption zone 37. A ratio of a dehumidification area passing time T<SB>ad</SB>wherein the adsorption material 33 passes the adsorption zone 36 and a regeneration area passing time t<SB>de</SB>wherein the adsorption material passes the desorption zone 37 is a value substantially proportional to a ratio of an adsorption constant T<SB>ad</SB>of the adsorption material 33 in a temperature of inlet side treatment air A11 supplied to the adsorption zone 36 and a desorption constant T<SB>de</SB>of the adsorption material 33 in a temperature of inlet side regeneration air A21 supplied to the desorption zone 37. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、乾式デシカント装置及び空気熱源ヒートポンプ装置に関するものである。   The present invention relates to a dry desiccant device and an air heat source heat pump device.

従来の空気熱源圧縮式ヒートポンプ装置は、低外気温度時の（例えば０℃の外気温時）暖房運転や給湯運転時、蒸発器に着霜するという問題があり、これにより能力が低下したり省エネに反するデフロスト運転が必要であるという課題があった。そこで、例えば特許文献１記載の空調装置では、蒸発器に送風する空気を予熱する手段を設けることで、着霜を防止していた。   The conventional air heat source compression heat pump device has a problem that the evaporator forms frost during heating operation or hot water supply operation at a low outside air temperature (for example, at an outside air temperature of 0 ° C.). However, there is a problem that defrost operation is required. Therefore, for example, in the air conditioner described in Patent Document 1, frost formation is prevented by providing means for preheating the air to be blown to the evaporator.

一方、空気中の水分を除去する装置として、例えば特許文献２記載の乾式デシカント装置が知られている。かかる乾式デシカント装置では、シリカゲル、ゼオライト、メソポーラスシリカなどの吸着剤を、バインダーを用いてセラミックペーパーに担持したロータが使用されている。
特開２００８−３９３７４号公報 特開２００３−２０００１６号公報 On the other hand, as a device for removing moisture in the air, for example, a dry desiccant device described in Patent Document 2 is known. In such a dry desiccant apparatus, a rotor in which an adsorbent such as silica gel, zeolite, or mesoporous silica is supported on ceramic paper using a binder is used.
JP 2008-39374 A JP 2003-200016 A

従来の空調装置では、予熱された空気を送風することで蒸発器の着霜を防止することが可能であった。しかしながら、空気熱源ヒートポンプ装置の他にヒータなどを用意する必要があるため、エネルギー消費量が大きくなるという問題があった。
そこで、空気熱源ヒートポンプ装置に乾式デシカント装置を組み合わせることで、蒸発器の着霜を防止することが考えられるが、従来の乾式デシカント装置では、０℃以下の低外気温条件下で運転すると、外気温２０℃程度の条件に比べて除湿能力が低下し、また場合によってはロータに氷が吸着して吸着剤としての用を成さなくなることもあった。 In the conventional air conditioner, it was possible to prevent frosting of the evaporator by blowing preheated air. However, since it is necessary to prepare a heater or the like in addition to the air heat source heat pump device, there is a problem that energy consumption increases.
Therefore, it is conceivable to prevent the evaporator from frosting by combining a dry desiccant device with the air heat source heat pump device. However, when the conventional dry desiccant device is operated under a low outside air temperature condition of 0 ° C. or lower, The dehumidifying ability is lower than that at a temperature of about 20 ° C., and in some cases, ice is adsorbed on the rotor and the use as an adsorbent may not be achieved.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、低外気温時にも高効率に除湿を行うことができる乾式デシカント装置を提供することを目的としている。
また、乾式デシカント装置を備えた空気熱源ヒートポンプ装置であって、省エネルギー性に優れた空気熱源ヒートポンプ装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a dry desiccant device that can perform dehumidification with high efficiency even at a low outside air temperature.
Another object of the present invention is to provide an air heat source heat pump device including a dry desiccant device, which is excellent in energy saving.

本発明の乾式デシカント装置は、上記課題を解決するために、除湿領域と再生領域とに交互に吸着剤を移動させる除湿ロータを備えた乾式デシカント装置であって、前記吸着剤が前記除湿領域を通過する除湿領域通過時間ｔａｄと前記再生領域を通過する再生領域通過時間ｔｄｅとの比率が、前記除湿領域に供給される処理空気の温度における前記吸着剤の吸着時定数Ｔａｄと前記再生領域に供給される再生空気の温度における前記吸着剤の脱着時定数Ｔｄｅとの比率に概略比例する値であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the dry desiccant device of the present invention is a dry desiccant device provided with a dehumidification rotor that moves the adsorbent alternately between the dehumidification region and the regeneration region, wherein the adsorbent moves the dehumidification region. The ratio of the dehumidification region passage time t ad passing through and the regeneration region passage time t de passing through the regeneration region is determined by the adsorption time constant T ad of the adsorbent at the temperature of the processing air supplied to the dehumidification region and the regeneration. It is a value roughly proportional to the ratio of the adsorbent desorption time constant T de at the temperature of the regeneration air supplied to the region.

従来の乾式デシカント装置では、除湿ロータの除湿領域と再生領域は固定されており、除湿ロータの回転円盤上の約半分が除湿領域であり残り半分が再生領域であった。通常空調温度（約２０℃）での吸着除湿と比較的低温の脱着再生温度（約８０℃）での運転においては、吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅがほとんど等しいため、このような構成でも問題は生じなかった。 In the conventional dry desiccant device, the dehumidification area and the regeneration area of the dehumidification rotor are fixed, and about half of the dehumidification rotor on the rotating disk is the dehumidification area and the other half is the regeneration area. In adsorption dehumidification at a normal air conditioning temperature (about 20 ° C.) and operation at a relatively low desorption regeneration temperature (about 80 ° C.), the adsorption time constant T ad and the desorption time constant T de are almost equal. There was no problem with the configuration.

しかし、マイナス温度環境となる冬季運転では、０℃以下の空気中の水分吸着となるため、物質移動係数が小さく、吸着時定数Ｔａｄが脱着時定数Ｔｄｅより１オーダー程度長くなる。そのため、除湿領域と再生領域とが固定されている場合には、吸着ゾーンにおける除湿量が低下する一方で、再生能力が過剰になってしまう。
これに対して本発明では、使用温度における吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとの比率に対応して吸着剤の除湿領域通過時間と再生領域通過時間の比率が設定されているので、０℃以下の吸着時定数Ｔａｄが著しく長くなる温度環境においても、最大の除湿量を得ることができる。 However, in winter operation in a negative temperature environment, moisture adsorption in the air at 0 ° C. or lower is performed, so the mass transfer coefficient is small, and the adsorption time constant T ad is about one order longer than the desorption time constant T de . Therefore, when the dehumidification area and the regeneration area are fixed, the dehumidification amount in the adsorption zone is reduced, but the regeneration capacity becomes excessive.
On the other hand, in the present invention, the ratio of the adsorbent dehumidification region passage time and the regeneration region passage time is set corresponding to the ratio of the adsorption time constant T ad and the desorption time constant T de at the use temperature. The maximum dehumidification amount can be obtained even in a temperature environment where the adsorption time constant Tad of 0 ° C. or less is extremely long.

ｔａｄ：ｔｄｅ＝Ｔａｄ：Ｔｄｅ、又は、ｔａｄ：ｔｄｅ＝Ｔａｄ／２：Ｔｄｅであることが好ましい。
すなわち、除湿領域通過時間ｔａｄと再生領域通過時間ｔｄｅとの比率が、吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとの比率に等しいことが好ましい。このような構成とすることで、吸着能力と再生能力とのバランスが最適化され、除湿量を最大化することができる。
あるいは、吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとの比率の１／２であってもよい。先に記載のように、吸着時定数Ｔａｄは、脱着時定数Ｔｄｅに対して１オーダー程度長いため、機器構成によっては、除湿領域通過時間と再生領域通過時間との比率を吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅの比率に等しくすることができない場合もある。この場合には、吸着能力は低下するが、ｔａｄ：ｔｄｅ＝Ｔａｄ／２：Ｔｄｅとなるように上記の通過時間を設定するとよい。 t ad: t de = T ad : T de, or, t ad: t de = T ad / 2: It is preferred that T de.
That is, it is preferable that the ratio between the dehumidification region passage time t ad and the regeneration region passage time t de is equal to the ratio between the adsorption time constant T ad and the desorption time constant T de . By adopting such a configuration, the balance between the adsorption capacity and the regeneration capacity is optimized, and the dehumidification amount can be maximized.
Alternatively, it may be ½ of the ratio between the adsorption time constant T ad and the desorption time constant T de . As described above, since the adsorption time constant T ad is about one order longer than the desorption time constant T de , the ratio between the dehumidification region passage time and the regeneration region passage time is determined depending on the equipment configuration. it may not be equal to the ratio of the desorption time constant T de and ad. In this case, the adsorbing capacity is lowered, but the above passing time may be set so that t ad : t de = T ad / 2: T de .

前記除湿ロータが軸周りに回動自在の略円盤状であるとともに、前記除湿ロータをその回転軸周りに前記除湿領域と前記再生領域とに区画する風路分離部材が設けられており、前記除湿領域側の前記風路分離部材の仕切角度θａｄと前記再生領域側の仕切角度θｄｅとの比率が、除湿領域通過時間ｔａｄと再生領域通過時間ｔｄｅとの比率に概略比例する値であることが好ましい。
このような構成とすれば、最大の除湿量を得られる乾式デシカント装置を容易に得ることができる。本発明の乾式デシカント装置では、風路分離部材の角度位置の調整で容易に除湿領域通過時間ｔａｄと再生領域通過時間ｔｄｅとの比率を調整することができる。 The dehumidification rotor has a substantially disk shape that is rotatable about an axis, and an air path separation member that divides the dehumidification rotor into the dehumidification area and the regeneration area around the rotation axis is provided, The ratio of the partition angle θ ad of the air path separation member on the region side and the partition angle θ de on the regeneration region side is a value approximately proportional to the ratio of the dehumidification region passage time t ad and the regeneration region passage time t de. Preferably there is.
With such a configuration, it is possible to easily obtain a dry desiccant device that can obtain the maximum dehumidifying amount. In the dry desiccant device of the present invention, the ratio between the dehumidification region passage time t ad and the regeneration region passage time t de can be easily adjusted by adjusting the angular position of the air passage separation member.

前記除湿ロータが軸周りに回動自在の略円盤状であるとともに、前記除湿ロータをその回転軸周りに前記除湿領域と前記再生領域とに区画する風路分離部材が設けられており、前記風路分離部材が、前記除湿領域及び前記再生領域の仕切角度を可変に構成されていることが好ましい。
この構成によれば、環境温度変化に応じて除湿領域通過時間と再生領域通過時間との比率を変えることができ、最大除湿量を容易に得られる乾式デシカント装置となる。 The dehumidification rotor has a substantially disk shape that is rotatable about an axis, and an air path separation member that divides the dehumidification rotor into the dehumidification area and the regeneration area around the rotation axis is provided. It is preferable that the road separation member is configured so that a partition angle between the dehumidifying region and the regeneration region is variable.
According to this configuration, the ratio between the dehumidification zone passage time and the regeneration zone passage time can be changed according to the environmental temperature change, and the dry desiccant device can be obtained easily with the maximum dehumidification amount.

前記除湿領域における前記処理空気の入口側と前記再生領域の前記再生空気の入口側とに、前記処理空気及び前記再生空気の温度を測定する温度測定装置と、前記温度測定装置から入力される温度情報に基づいて前記風路分離部材を移動させ、前記除湿領域及び前記再生領域の仕切角度を制御する風路制御装置と、を備えていることが好ましい。
この構成によれば、温度情報に基づいて現在の吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとを取得することができ、これらの時定数に基づいて風路分離部材の仕切角度を調整することができる。これにより、環境温度の変化に応じて自動的に除湿領域と再生領域との比率を設定し、最大の除湿量を得られるようにした乾式デシカント装置が得られる。 A temperature measuring device for measuring the temperatures of the processing air and the regeneration air at the inlet side of the processing air in the dehumidification region and the inlet side of the regeneration air in the regeneration region, and a temperature input from the temperature measurement device It is preferable to include an air path control device that moves the air path separation member based on the information and controls a partition angle between the dehumidification area and the regeneration area.
According to this configuration, the current adsorption time constant T ad and the desorption time constant T de can be acquired based on the temperature information, and the partition angle of the air path separation member can be adjusted based on these time constants. Can do. As a result, a dry desiccant device that automatically sets the ratio between the dehumidifying area and the regeneration area in accordance with the change in the environmental temperature and obtains the maximum dehumidifying amount can be obtained.

前記除湿ロータが、内部に空間を有する略円盤状の吸着剤容器と、前記吸着剤容器に収容された粒状の吸着剤とを有しており、前記吸着剤容器の盤面に、前記吸着剤容器内に空気を流通させる複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。さらに、前記吸着剤容器の盤面がメッシュ状であることが好ましい。
このような構成とすれば、粒状の吸着剤をバインダを用いることなく除湿ロータに固定することができるため、マイナス温度域での水分吸着時にバインダが凍って吸着能力が低下してしまうのを避けることができる。 The dehumidification rotor has a substantially disc-shaped adsorbent container having a space inside, and a granular adsorbent accommodated in the adsorbent container, and the adsorbent container is disposed on the surface of the adsorbent container. It is preferable that a plurality of through holes through which air is circulated are formed. Furthermore, the board surface of the adsorbent container is preferably mesh-shaped.
With such a configuration, the particulate adsorbent can be fixed to the dehumidifying rotor without using a binder, and therefore, it is avoided that the binder freezes and the adsorption capacity is reduced during moisture adsorption in a minus temperature range. be able to.

本発明の空気熱源ヒートポンプ装置は、先に記載の乾式デシカント装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、環境温度の変化に伴う吸着時定数の変化を考慮して吸着剤の除湿領域通過時間と再生領域通過時間とが設定され、最大の除湿量を得ることができる乾式デシカント装置を具備した空気熱源ヒートポンプ装置を提供することができる。 An air heat source heat pump device according to the present invention includes the dry desiccant device described above.
According to this configuration, the dry desiccant device that can set the dehumidifying region passage time and the regeneration region passage time of the adsorbent in consideration of the change of the adsorption time constant accompanying the change of the environmental temperature and can obtain the maximum dehumidifying amount. It is possible to provide an air heat source heat pump device including

本発明の空気熱源ヒートポンプ装置は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管を介して接続してなる作動媒体循環回路と、除湿領域と再生領域とに交互に吸着剤を移動させる除湿ロータを備えた乾式デシカント装置と、を具備した空気熱源ヒートポンプ装置であって、前記除湿ロータの前記除湿領域を通過した処理空気の露点温度を測定する露点温度測定装置と、前記蒸発器の蒸発温度が前記露点温度測定装置で測定された露点温度Ｔｄｐ以上となるように前記圧縮機の運転状態を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。 The air heat source heat pump device of the present invention moves the adsorbent alternately between a working medium circulation circuit formed by connecting a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator via a pipe, and a dehumidification region and a regeneration region. A dry desiccant device having a dehumidification rotor, an air heat source heat pump device comprising a dew point temperature measurement device for measuring a dew point temperature of the processing air that has passed through the dehumidification region of the dehumidification rotor, and evaporation of the evaporator And a control device that controls the operating state of the compressor so that the temperature is equal to or higher than the dew point temperature T dp measured by the dew point temperature measuring device.

この構成によれば、露点温度Ｔｄｐを測定し、露点温度Ｔｄｐよりも蒸発器の蒸発温度が高くなるように圧縮機の運転状態を制御する。これにより、乾式デシカント装置から乾燥空気を蒸発器に送風することによる着霜防止効果に加えて、環境温度や環境湿度の変化によって乾式デシカント装置の除湿能力が不足する状況下においても確実に蒸発器の着霜を防止できる効果が得られる。 According to this configuration, the dew point temperature T dp is measured, and the operation state of the compressor is controlled so that the evaporation temperature of the evaporator becomes higher than the dew point temperature T dp . As a result, in addition to the effect of preventing frost formation by blowing dry air from the dry desiccant device to the evaporator, the evaporator can be reliably used even under conditions where the dehumidifying capacity of the dry desiccant device is insufficient due to changes in environmental temperature and humidity. The effect which can prevent frost formation of is obtained.

本発明の空気熱源ヒートポンプ装置は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管を介して接続してなる作動媒体循環回路と、除湿領域と再生領域とに交互に吸着剤を移動させる除湿ロータを備えた乾式デシカント装置と、を具備した空気熱源ヒートポンプ装置であって、前記凝縮器により加熱される二次媒体を有しており、前記乾式デシカント装置の前記再生領域に対して、前記二次媒体により加熱された再生空気が送風されることを特徴とする。   The air heat source heat pump device of the present invention moves the adsorbent alternately between a working medium circulation circuit formed by connecting a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator via a pipe, and a dehumidification region and a regeneration region. A dry desiccant device provided with a dehumidification rotor, and an air heat source heat pump device comprising a secondary medium heated by the condenser, with respect to the regeneration region of the dry desiccant device, The regeneration air heated by the secondary medium is blown.

この構成によれば、乾式デシカント装置の再生領域に対して供給する再生空気を、凝縮器で加熱された二次媒体によって加熱するので、再生空気の加熱用に別途ヒータ等を設ける必要がなく、省エネルギーの空気熱源ヒートポンプ装置とすることができる。   According to this configuration, the regeneration air supplied to the regeneration region of the dry desiccant device is heated by the secondary medium heated by the condenser, so there is no need to provide a separate heater or the like for heating the regeneration air. An energy-saving air heat source heat pump device can be provided.

貯水タンクと、前記貯水タンクの低温水領域及び高温水領域に接続されるとともに前記凝縮器に接続された加熱配管と、前記貯水タンクの中温水領域に接続された温水配管と、を有し、前記温水配管との熱交換により前記再生空気が加熱されることが好ましい。
貯水タンクの冷水を熱交換器で温水にして貯水タンクに戻す給湯装置では、貯水タンク中の中温水は給湯用途には使用されないものである。そこで本発明では、本来の給湯用途に使用されない中温水により乾式デシカント装置の再生空気の加熱を行うようにした。これにより、給湯用途において不具合を生じさせることなく、また再生空気加熱用のヒータを設けることもなく、再生空気の加熱が可能な省エネルギーの空気熱源ヒートポンプ装置を実現することができる。 A water storage tank, a heating pipe connected to the condenser and connected to the low temperature water area and the high temperature water area of the water storage tank, and a hot water pipe connected to a medium temperature water area of the water storage tank, The regeneration air is preferably heated by heat exchange with the hot water pipe.
In a hot water supply device that returns cold water from a water storage tank to a water storage tank using a heat exchanger, medium temperature water in the water storage tank is not used for hot water supply. Therefore, in the present invention, the regeneration air of the dry desiccant apparatus is heated with medium-temperature water that is not used for the original hot water supply. Thereby, it is possible to realize an energy-saving air heat source heat pump device capable of heating the regenerated air without causing a problem in a hot water supply application and without providing a heater for heating the regenerated air.

前記作動媒体循環回路に第１及び第２の前記凝縮器が設けられており、前記第１の凝縮器により前記二次媒体が加熱される一方、前記第２の凝縮器により前記再生空気が加熱される構成とすることもできる。
この構成によれば、作動媒体循環回路の一部である第２の凝縮器を用いて再生空気を加熱するので、再生空気加熱用のヒータ等を別途設ける必要がなく、省エネルギーの空気熱源ヒートポンプ装置を実現することができる。
ところで外気温の低い冬季運転では、蒸発器における作動媒体の乾き度が大きくなるため、夏季運転に比べて蒸発器内の冷媒分布量が少なくなる。しかし、作動媒体の封入量は、より多くの冷媒を要する夏季運転時に合わせた量であるため、冬季は冷媒が過剰になる。そこで、本発明のように、乾式デシカント装置の再生空気加熱用に第２の凝縮器を用いるようにすることで、蒸発器入口の冷媒乾き度を小さくすることにより蒸発器への冷媒滞留量を増やすとともに第２の凝縮器に過剰な冷媒を貯留することが可能になり、ＣＯＰを向上させることができる。 The working medium circulation circuit is provided with first and second condensers, and the secondary medium is heated by the first condenser, while the regeneration air is heated by the second condenser. It can also be set as the structure made.
According to this configuration, since the regeneration air is heated using the second condenser which is a part of the working medium circulation circuit, there is no need to separately provide a heater for heating the regeneration air, and the energy-saving air heat source heat pump device. Can be realized.
By the way, in winter operation where the outside air temperature is low, the dryness of the working medium in the evaporator increases, so that the refrigerant distribution amount in the evaporator decreases compared to the summer operation. However, since the amount of the working medium enclosed is an amount that corresponds to the summer operation that requires more refrigerant, the refrigerant becomes excessive in winter. Therefore, as in the present invention, by using the second condenser for heating the regeneration air of the dry desiccant device, the refrigerant dryness in the evaporator can be reduced by reducing the refrigerant dryness at the inlet of the evaporator. While increasing, it becomes possible to store an excessive refrigerant | coolant in a 2nd condenser, and COP can be improved.

前記除湿ロータの前記再生領域を通過した後の前記再生空気が、前記凝縮器又は前記第１の凝縮器が配設された室内に供給されることが好ましい。
このような構成とすることで、蒸発器の着霜を防止するとともに、室内の加湿も可能な空気熱源ヒートポンプ装置を実現することができる。 It is preferable that the regeneration air after passing through the regeneration region of the dehumidifying rotor is supplied into a room in which the condenser or the first condenser is disposed.
With such a configuration, it is possible to realize an air heat source heat pump device that can prevent frosting of the evaporator and can also humidify the room.

本発明によれば、環境温度に応じた最大除湿量が得られる乾式デシカント装置を提供することができる。
本発明によれば、乾式デシカント装置により除湿された乾燥空気を蒸発器に送風することで蒸発器の着霜を防止でき、着霜による性能低下を防止することにより省エネルギー運転を可能とした空気熱源ヒートポンプ装置を提供することができる。
また、乾式デシカント装置から蒸発器に送風される除湿空気の露点温度に基づいて圧縮機の運転状態を制御し、蒸発器における作動媒体の蒸発温度を露点温度よりも高くなるように制御することで、より確実に着霜を防止できるようにした空気熱源ヒートポンプ装置を提供することができる。
また、乾式デシカント装置の再生空気加熱用の熱源として、ヒートポンプの凝縮器と熱交換された二次媒体を用いることとしたことで、上記の熱源を別途設ける必要が無く、省エネルギー運転を可能とした空気熱源ヒートポンプ装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the dry desiccant apparatus which can obtain the maximum dehumidification amount according to environmental temperature can be provided.
According to the present invention, an air heat source capable of preventing frosting of the evaporator by blowing dry air dehumidified by a dry desiccant device to the evaporator, and enabling energy saving operation by preventing performance degradation due to frosting. A heat pump device can be provided.
Also, by controlling the operating state of the compressor based on the dew point temperature of the dehumidified air blown from the dry desiccant device to the evaporator, the evaporation temperature of the working medium in the evaporator is controlled to be higher than the dew point temperature. Thus, it is possible to provide an air heat source heat pump device that can more reliably prevent frost formation.
In addition, as a heat source for heating the regenerative air of the dry desiccant device, the use of a secondary medium heat-exchanged with the condenser of the heat pump eliminates the need to separately provide the above heat source and enables energy-saving operation. An air heat source heat pump device can be provided.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（乾式デシカント装置）
図１（ａ）は、本発明に係る乾式デシカント装置の一実施形態を示す図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ方向矢視図である。 (Dry desiccant equipment)
Fig.1 (a) is a figure which shows one Embodiment of the dry desiccant apparatus based on this invention, FIG.1 (b) is an A direction arrow directional view of Fig.1 (a).

乾式デシカント装置３０は、図１（ａ）に示すように、円盤状の除湿ロータ３４と、除湿ロータ３４の外径に対応する直径を有する円筒状の筐体３１と、筐体３１内に配設された風路分離板３８と、風路分離板３８を駆動する第１モータ４０と、除湿ロータ３４を回転させる第２モータ４３と、乾式デシカント装置３０を制御するデシカント制御装置４４（風路制御装置）と、を備えている。   As shown in FIG. 1A, the dry desiccant device 30 includes a disc-shaped dehumidifying rotor 34, a cylindrical casing 31 having a diameter corresponding to the outer diameter of the dehumidifying rotor 34, and a casing 31. The installed air passage separation plate 38, the first motor 40 that drives the air passage separation plate 38, the second motor 43 that rotates the dehumidification rotor 34, and the desiccant control device 44 that controls the dry desiccant device 30 (air passage) Control device).

除湿ロータ３４は、筐体３１の軸方向（図示左右方向）の中央部に収容されている。除湿ロータ３４は、内部に空間を有する円盤状の吸着剤容器３２と、吸着剤容器３２の内部に収容された粒状の吸着剤３３とを有している。
吸着剤容器３２は、円筒状の側壁部材３２ａと、側壁部材３２ａの両側の開口部にそれぞれ被着された２枚のメッシュ状の蓋体３２ｂとを有する。吸着剤容器３２の中心には、筐体３１の軸方向に沿って配設されたシャフト３５が挿通されており、除湿ロータ３４はシャフト３５の軸周りに回転自在である。 The dehumidifying rotor 34 is accommodated in the central portion of the casing 31 in the axial direction (the left-right direction in the drawing). The dehumidifying rotor 34 includes a disc-shaped adsorbent container 32 having a space inside, and a granular adsorbent 33 accommodated in the adsorbent container 32.
The adsorbent container 32 includes a cylindrical side wall member 32a and two mesh-like lid bodies 32b that are respectively attached to openings on both sides of the side wall member 32a. A shaft 35 disposed along the axial direction of the casing 31 is inserted through the center of the adsorbent container 32, and the dehumidifying rotor 34 is rotatable around the axis of the shaft 35.

吸着剤容器３２の側壁部材３２ａの外周面と、第２モータ４３の駆動軸４３ａとの間には駆動ベルト４３ｂが架け渡されており、除湿ロータ３４は、駆動ベルト４３ｂを介して伝達される第２モータ４３の駆動力によりシャフト３５の軸周りに回転駆動される。そして、第２モータ４３は、デシカント制御装置４４と接続されており、デシカント制御装置４４により第２モータ４３の回転数を制御することで、除湿ロータ３４の回転数が制御される。   A drive belt 43b is stretched between the outer peripheral surface of the side wall member 32a of the adsorbent container 32 and the drive shaft 43a of the second motor 43, and the dehumidifying rotor 34 is transmitted via the drive belt 43b. The second motor 43 is rotationally driven around the shaft 35 by the driving force of the second motor 43. The second motor 43 is connected to the desiccant control device 44, and the rotational speed of the dehumidifying rotor 34 is controlled by controlling the rotational speed of the second motor 43 by the desiccant control device 44.

吸着剤３３は粒状であり、水分吸着しても凍らないものを用いることが好ましい。このような吸着剤としては、例えばメソポーラスシリカを用いることができる。ここでいうメソポーラスシリカは、平均細孔径が１．５ｎｍ〜１００ｎｍであるシリカ多孔体を指し、かかるシリカ多孔体にアルミニウム、チタン、バナジウム、ホウ素、マンガンなどが導入されたものであってもよい。   It is preferable to use an adsorbent 33 that is granular and does not freeze even when moisture is adsorbed. As such an adsorbent, for example, mesoporous silica can be used. The mesoporous silica here refers to a porous silica material having an average pore diameter of 1.5 nm to 100 nm, and aluminum, titanium, vanadium, boron, manganese or the like may be introduced into the porous silica material.

本実施形態に係る吸着剤３３に用いるメソポーラスシリカは、細孔径１．５ｎｍ〜３ｎｍ程度である細孔が全体の７０％以上を占めるものであり、バインダーを導入しない純素材のシリカ多孔体からなるものであることが好ましい。このようなメソポーラスシリカを用いることで、−４０℃程度までの低温域で水分吸着しても凍らず、吸着性能を維持することができる吸着剤を構成することができる。   The mesoporous silica used for the adsorbent 33 according to the present embodiment is composed of a pure silica porous body in which pores having a pore diameter of about 1.5 nm to 3 nm occupy 70% or more of the whole and do not introduce a binder. It is preferable. By using such mesoporous silica, an adsorbent capable of maintaining adsorption performance without being frozen even when moisture is adsorbed in a low temperature range up to about −40 ° C. can be configured.

吸着剤３３は、バインダーを使用することなく吸着剤容器３２内に収容されている。これにより、除湿ロータ３４は、メッシュ状の蓋体３２ｂの開口部（隙間）から処理空気（又は再生空気）を内部に導入し、粒状の吸着剤３３の隙間を流通する空気を吸着剤３３に接触させることで、処理空気の除湿あるいは吸着剤３３の再生を行うようになっている。   The adsorbent 33 is accommodated in the adsorbent container 32 without using a binder. As a result, the dehumidification rotor 34 introduces the processing air (or regenerated air) into the inside from the opening (gap) of the mesh-like lid body 32 b, and the air flowing through the gaps in the granular adsorbent 33 is supplied to the adsorbent 33. By contacting, dehumidification of the processing air or regeneration of the adsorbent 33 is performed.

なお、吸着剤３３の粒径は、水分吸着性や空気流通量の要請に応じて適宜選択することができる。吸着剤容器３２の蓋体３２ｂは、吸着剤３３の脱落を防止できる範囲のメッシュ開口幅、及び除湿ロータ３４における空気の流通を阻害しない程度のメッシュ開口率に設定される。また、蓋体３２ｂは板材に貫通孔を設けたパンチングメタルなどであってもよい。   In addition, the particle size of the adsorbent 33 can be appropriately selected according to a request for moisture adsorbability and air flow rate. The lid 32b of the adsorbent container 32 is set to a mesh opening width in a range where the adsorbent 33 can be prevented from falling off and a mesh opening ratio that does not hinder the air flow in the dehumidifying rotor 34. Further, the lid body 32b may be a punching metal provided with a through hole in a plate material.

風路分離板３８は、筐体３１の中心軸（シャフト３５）から内周壁に達する４枚の板状部材３８ａ〜３８ｄを有している。
板状部材３８ａ、３８ｂは、除湿ロータ３４の処理空気出口側（図示右側）に配設されており、除湿ロータ３４の処理空気出口側の空間を吸着ゾーン３６（除湿領域）と脱着ゾーン３７（再生領域）とに区画している。一方、板状部材３８ｃ、３８ｄは、除湿ロータ３４の処理空気入口側（図示左側）に配設されており、除湿ロータ３４の処理空気入口側の空間を吸着ゾーン３６（除湿領域）と脱着ゾーン３７（再生領域）とに区画している。風路分離板３８により区画される吸着ゾーン３６と脱着ゾーン３７は、図２（ｂ）に示すように、側面視（Ａ方向矢視）において、それぞれ、角度θａｄの扇形領域と、角度θｄｅの扇形領域となる。 The air path separation plate 38 includes four plate-like members 38 a to 38 d that reach the inner peripheral wall from the central axis (shaft 35) of the housing 31.
The plate-like members 38a and 38b are disposed on the processing air outlet side (right side in the drawing) of the dehumidifying rotor 34, and the space on the processing air outlet side of the dehumidifying rotor 34 is separated into an adsorption zone 36 (dehumidifying region) and a desorption zone 37 ( Playback area). On the other hand, the plate-like members 38c and 38d are disposed on the processing air inlet side (the left side in the figure) of the dehumidifying rotor 34, and the space on the processing air inlet side of the dehumidifying rotor 34 is separated from the adsorption zone 36 (dehumidifying region) and the desorption zone. 37 (reproduction area). As shown in FIG. 2B, the adsorption zone 36 and the desorption zone 37 partitioned by the air path separation plate 38 are respectively a sector area having an angle θ ad and an angle θde in a side view (in the direction of arrow A). This is a fan-shaped area.

板状部材３８ａと板状部材３８ｃとは、シャフト３５の軸周りにおいて同一の角度位置に設けられており、筐体３１に対して移動しないように固定されている。一方、板状部材３８ｂ、３８ｄは、その長辺端においてシャフト３５に連結され、シャフト３５の回転に連動してシャフト３５の軸周りに角度可変に揺動する。シャフト３５は第１モータ４０の駆動軸に連結され、第１モータ４０はデシカント制御装置４４に接続されている。そして、デシカント制御装置４４により第１モータ４０の移動角度を制御することで、板状部材３８ｂ、３８ｄの位置制御がなされる。   The plate-like member 38 a and the plate-like member 38 c are provided at the same angular position around the shaft 35 and are fixed so as not to move with respect to the housing 31. On the other hand, the plate-like members 38b and 38d are connected to the shaft 35 at their long side ends and swing around the axis of the shaft 35 in a variable manner in conjunction with the rotation of the shaft 35. The shaft 35 is coupled to the drive shaft of the first motor 40, and the first motor 40 is connected to the desiccant control device 44. And the position control of the plate-shaped members 38b and 38d is made by controlling the moving angle of the 1st motor 40 by the desiccant control apparatus 44. FIG.

吸着ゾーン３６及び脱着ゾーン３７のそれぞれの入口と出口には、温度センサ（温度測定装置）が設けられている。温度センサ４１は、吸着ゾーン３６の入口に設けられ、除湿ロータ３４により除湿される前の入口側処理空気Ａ１１の温度を測定する。温度センサ４５は、吸着ゾーン３６の出口に設けられ、除湿ロータ３４により除湿された後の出口側処理空気Ａ１２の温度を測定する。
温度センサ４２は、脱着ゾーン３７の入口に設けられ、除湿ロータ３４の再生に供される入口側再生空気Ａ２１の温度を測定する。温度センサ４６は、脱着ゾーン３７の出口に設けられ、除湿ロータ３４の再生に利用された後の出口側再生空気Ａ２２の温度を測定する。 Temperature sensors (temperature measuring devices) are provided at the inlet and outlet of the adsorption zone 36 and the desorption zone 37, respectively. The temperature sensor 41 is provided at the inlet of the adsorption zone 36 and measures the temperature of the inlet side processing air A <b> 11 before being dehumidified by the dehumidifying rotor 34. The temperature sensor 45 is provided at the outlet of the adsorption zone 36 and measures the temperature of the outlet side processing air A12 after being dehumidified by the dehumidifying rotor 34.
The temperature sensor 42 is provided at the inlet of the desorption zone 37 and measures the temperature of the inlet side regeneration air A21 that is used for regeneration of the dehumidifying rotor 34. The temperature sensor 46 is provided at the outlet of the desorption zone 37 and measures the temperature of the outlet side regeneration air A22 after being used for regeneration of the dehumidifying rotor 34.

デシカント制御装置４４は、温度測定部４４ａと、時定数演算部４４ｂと、モータ制御部４４ｃとを備えている。
温度測定部４４ａは、筐体３１に設けられた４つの温度センサ４１，４２，４５，４６と接続されている。温度測定部４４ａは、温度センサ４１，４２，４５，４６により、乾式デシカント装置３０内を流通する空気の温度を測定する。
時定数演算部４４ｂは、温度測定部４４ａ及びモータ制御部４４ｃと接続されている。時定数演算部４４ｂは温度測定部４４ａから入力される温度情報に基づいて、除湿ロータ３４における吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとを演算により算出する。そして、算出された吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとをモータ制御部４４ｃに出力する。
モータ制御部４４ｃは、時定数演算部４４ｂから入力される吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとに基づいて、第１モータ４０の回転角度（すなわち仕切角度θａｄ、θｄｅ）と、第２モータ４３の回転数を演算し、算出された回転角度及び回転数に基づいて第１モータ４０及び第２モータ４３を駆動する。 The desiccant control device 44 includes a temperature measurement unit 44a, a time constant calculation unit 44b, and a motor control unit 44c.
The temperature measurement unit 44 a is connected to four temperature sensors 41, 42, 45, 46 provided on the housing 31. The temperature measurement unit 44 a measures the temperature of the air flowing through the dry desiccant device 30 using the temperature sensors 41, 42, 45, 46.
The time constant calculation unit 44b is connected to the temperature measurement unit 44a and the motor control unit 44c. The time constant calculation unit 44b calculates the adsorption time constant T ad and the desorption time constant T de in the dehumidifying rotor 34 based on the temperature information input from the temperature measurement unit 44a. Then, the calculated adsorption time constant T ad and desorption time constant T de are output to the motor control unit 44c.
The motor control unit 44c, based on the adsorption time constant T ad and desorption time constant T de inputted from the time constant computing unit 44b, the rotation angle of the first motor 40 (i.e. the partition angle theta ad, theta de) and, The rotation speed of the second motor 43 is calculated, and the first motor 40 and the second motor 43 are driven based on the calculated rotation angle and rotation speed.

以上の構成を備えた乾式デシカント装置３０は、吸着ゾーン３６において、外部から供給される入口側処理空気Ａ１１を除湿ロータ３４の吸着剤３３により除湿し、乾燥した出口側処理空気Ａ１２として排出する。また、脱着ゾーン３７において、外部から供給される入口側再生空気Ａ２１によって吸湿した吸着剤３３を再生させ、吸着剤３３から水分を吸収した空気を出口側再生空気Ａ２２として排出する。   The dry desiccant apparatus 30 having the above configuration dehumidifies the inlet side processing air A11 supplied from the outside by the adsorbent 33 of the dehumidifying rotor 34 in the adsorption zone 36 and discharges it as the dried outlet side processing air A12. Further, in the desorption zone 37, the adsorbent 33 that has absorbed moisture is regenerated by the inlet side regeneration air A21 supplied from the outside, and the air that has absorbed moisture from the adsorbent 33 is discharged as the outlet side regeneration air A22.

本実施形態の乾式デシカント装置３０では、風路分離板３８が角度可変に構成されていることで、吸着ゾーン３６と脱着ゾーン３７の仕切角度（風路の大きさ）を自在に変更することができる。そして、この仕切角度の制御と、除湿ロータ３４の回転数の制御により、最大の除湿量を得られるようになっている。   In the dry desiccant device 30 of the present embodiment, the air path separation plate 38 is configured to have a variable angle, so that the partition angle (the size of the air path) between the adsorption zone 36 and the desorption zone 37 can be freely changed. it can. The maximum dehumidifying amount can be obtained by controlling the partition angle and the rotational speed of the dehumidifying rotor 34.

ここで、図２は、吸着剤の水分吸着速度を示す図である。図２（ａ）は、時間ｔ［ｍｉｎ］の経過とともに吸着剤１ｋｇ当たりの水分吸着量ｑ［ｋｇＨ２Ｏ］が増加する様子を示している。図中、曲線Ｇ１は入口側処理空気Ａ１１の温度が比較的高い（例えば２０℃程度）である場合の水分吸着量ｑの曲線であり、曲線Ｇ２は、入口側処理空気Ａ１１の温度が低い（マイナス温度域）である場合の水分吸着量ｑの曲線である。 Here, FIG. 2 is a diagram showing the moisture adsorption rate of the adsorbent. FIG. 2A shows a state in which the moisture adsorption amount q [kg H 2 O ] per 1 kg of the adsorbent increases with the elapse of time t [min]. In the figure, the curve G1 is a curve of the moisture adsorption amount q when the temperature of the inlet side processing air A11 is relatively high (for example, about 20 ° C.), and the curve G2 is a low temperature of the inlet side processing air A11 ( It is a curve of the amount of moisture adsorption q in the case of a minus temperature range).

図２（ａ）に示すように、曲線Ｇ２における吸着時定数Ｔａｄ２は、曲線Ｇ１における吸着時定数Ｔａｄ１よりも長く、両者には１オーダーレベルの差異がある。もちろん、図２（ｂ）の吸着等温線図に示すように、曲線Ｇ１、Ｇ２における入口相対湿度Φ１が等しく、平衡吸着量ｑ＊ Φ１は等しい状態においてである。
一方、マイナス温度環境においても、供給される入口側再生空気Ａ２１は比較的高温の空気であるため、脱着時定数Ｔｄｅ２は、図２（ａ）に示す吸着時定数Ｔａｄ１と同等レベルである。 As shown in FIG. 2A, the adsorption time constant T ad2 in the curve G2 is longer than the adsorption time constant T ad1 in the curve G1, and there is a difference of one order level between the two. Of course, as shown in adsorption isotherm diagram in FIG. 2 (b), equal inlet relative humidity [Phi 1 in the curve G1, G2, equilibrium adsorption amount q * .phi.1 is in equal conditions.
On the other hand, even in a minus temperature environment, the supplied inlet side regeneration air A21 is a relatively high temperature air, so the desorption time constant T de2 is at the same level as the adsorption time constant T ad1 shown in FIG. .

したがって、マイナス温度環境で乾式デシカント装置を運転すると、０℃以下の低温での吸着と比較的高温（５０℃）での脱着を繰り返すデシカントサイクルとなり、吸着時定数Ｔａｄ２が非常に長い吸着動作と、脱着時定数Ｔｄｅ２（≒Ｔａｄ１）が短い脱着動作とが繰り返されることとなる。そうすると、従来の乾式デシカント装置のように吸着ゾーンと脱着ゾーンの風路が同じ断面積である場合には、２０℃程度の外気温環境で使用される場合と比べて除湿量が大きく低下してしまう。 Therefore, when the dry desiccant device is operated in a minus temperature environment, the desiccant cycle repeats adsorption at a low temperature of 0 ° C. or less and desorption at a relatively high temperature (50 ° C.), and the adsorption operation has a very long adsorption time constant T ad2. , so that the desorption time constant T de2 (≒ T ad1) is repeated and short desorption operation. Then, when the air passages of the adsorption zone and the desorption zone have the same cross-sectional area as in the conventional dry desiccant device, the dehumidification amount is greatly reduced as compared with the case where it is used in an ambient temperature environment of about 20 ° C. End up.

これに対して、本実施形態の乾式デシカント装置３０では、風路分離板３８が角度可変であることから、吸着ゾーン３６と脱着ゾーン３７の仕切角度を調整することで、吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとの差異に起因する除湿量の低下を防ぎ、最大の除湿量を得ることができる。 On the other hand, in the dry desiccant device 30 according to the present embodiment, since the air path separation plate 38 is variable in angle, by adjusting the partition angle between the adsorption zone 36 and the desorption zone 37, the adsorption time constant T ad prevent deterioration of the dehumidifying amount due to the difference between the desorption time constant T de, you are possible to obtain the maximum dehumidification amount.

より詳しくは、本実施形態の乾式デシカント装置３０では、除湿ロータ３４における吸着ゾーン通過時間ｔａｄ（除湿領域通過時間）と脱着ゾーン通過時間ｔｄｅ（再生領域通過時間）との比率が、吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとの比率に概略比例する値となるように、除湿ロータ３４の風路分離板３８の仕切角度θａｄとθｄｅとがデシカント制御装置４４によって設定される。 More particularly, the dry desiccant device 30 of the present embodiment, the ratio of the dehumidification adsorption zone transit time t ad (dehumidification region passing time) in the rotor 34 and the desorption zone transit time t de (reproducing region passing time), during the adsorption The partition angles θ ad and θ de of the air path separation plate 38 of the dehumidifying rotor 34 are set by the desiccant control device 44 so as to be a value approximately proportional to the ratio between the constant T ad and the desorption time constant T de .

デシカント制御装置４４では、温度測定部４４ａにより各温度センサの位置における温度情報が収集され、時定数演算部４４ｂに出力される。時定数演算部４４ｂでは、温度センサ４１により測定された吸着ゾーン３６の入口側処理空気Ａ１１の温度に基づいて吸着時定数Ｔａｄが演算される。また、脱着ゾーン３７の入口側再生空気Ａ２１の温度に基づいて脱着時定数Ｔｄｅが演算される。算出された吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅは、モータ制御部４４ｃに出力される。 In the desiccant control device 44, temperature information at the position of each temperature sensor is collected by the temperature measurement unit 44a and output to the time constant calculation unit 44b. In the time constant calculation unit 44b, the adsorption time constant Tad is calculated based on the temperature of the inlet side processing air A11 of the adsorption zone 36 measured by the temperature sensor 41. Further, the desorption time constant T de is calculated based on the temperature of the inlet side regeneration air A21 in the desorption zone 37. The calculated adsorption time constant T ad and desorption time constant T de are output to the motor control unit 44c.

モータ制御部４４ｃは、入力された吸着時定数Ｔａｄ及び脱着時定数Ｔｄｅと、下記の（式１）又は（式２）とに基づいて、吸着ゾーン通過時間ｔａｄ［ｍｉｎ］と脱着ゾーン通過時間ｔｄｅ［ｍｉｎ］の比率を設定する。
（式１）ｔａｄ：ｔｄｅ＝Ｔａｄ：Ｔｄｅ
（式２）ｔａｄ：ｔｄｅ＝Ｔａｄ／２：Ｔｄｅ The motor control unit 44c calculates the adsorption zone passage time t ad [min] and the desorption zone based on the input adsorption time constant T ad and desorption time constant T de and the following (Equation 1) or (Equation 2). The ratio of the passage time t de [min] is set.
(Equation 1) t ad : t de = T ad : T de
(Equation 2) t ad: t de = T ad / 2: T de

モータ制御部４４ｃにおいて、（式１）と（式２）は、吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとの比率の大小に応じて選択される。通常は、吸着ゾーン通過時間ｔａｄと脱着ゾーン通過時間ｔｄｅとの比率が、吸着時定数Ｔａｄと脱着時定数Ｔｄｅとの比率に一致する（式１）に基づいて通過時間の比率を設定することが好ましい。これにより、除湿ロータ３４の除湿と再生のバランスを最適化できるからである。 In the motor control unit 44c, (Expression 1) and (Expression 2) are selected according to the ratio of the adsorption time constant T ad and the desorption time constant T de . In general, the ratio of the adsorption zone passage time t ad and the desorption zone passage time t de is equal to the ratio of the adsorption time constant T ad and the desorption time constant T de (Formula 1). It is preferable to set. This is because the balance between dehumidification and regeneration of the dehumidification rotor 34 can be optimized.

しかし、先に記載のように、マイナス温度域における吸着時定数Ｔａｄ２は、２０℃程度のときの吸着時定数Ｔａｄ１よりも１オーダーレベル長いため、（式１）に基づいて通過時間ｔａｄ及びｔｄｅを設定すると、風路分離板３８の可動範囲を超えたり、脱着動作が実質的に不可能な仕切角度となってしまう場合が想定される。この場合には、除湿量は多少低下するが、設定可能な仕切角度θａｄ、θｄｅとするために、（式２）を選択して仕切角度の演算を実行する。 However, as described above, since the adsorption time constant T ad2 in the minus temperature range is one order level longer than the adsorption time constant T ad1 at about 20 ° C., the transit time t ad is based on (Equation 1). and setting t de, or beyond the movable range of the air passage separating plate 38, when the desorption operation becomes substantially impossible partitioning angles are contemplated. In this case, although the dehumidifying amount slightly decreases, configurable partition angle theta ad, to the theta de, executes the calculation of the partition angle by selecting (Equation 2).

なお、モータ制御部４４ｃにおいて設定可能な式は、（式１）及び（式２）に限定されない。例えば、（式２）に代えて、（式３）ｔａｄ：ｔｄｅ＝２Ｔａｄ／３：Ｔｄｅや、（式４）ｔａｄ：ｔｄｅ＝Ｔａｄ／３：Ｔｄｅを採用してもよい。 The formulas that can be set in the motor control unit 44c are not limited to (Formula 1) and (Formula 2). For example, instead of (Expression 2), (Expression 3) t ad : t de = 2T ad / 3: T de or (Expression 4) t ad : t de = T ad / 3: T de is adopted. Also good.

上記の演算により吸着ゾーン通過時間ｔａｄ及び脱着ゾーン通過時間ｔｄｅが決定されたならば、これらの値に基づいて除湿ロータ３４のロータ回転数Ｎと、風路分離板３８の仕切角度θａｄ、θｄｅが決定される。ロータ回転数Ｎは、（式５）Ｎ［ｒｐｈ］＝６０／（ｔａｄ＋ｔｄｅ）、ｔａｄ＝Ｔａｄ（若しくは、倍速のｔａｄ＝Ｔａｄ／２）なる式により算出することができる。一方、風路分離板３８の仕切角度θａｄは、（式６）θａｄ［°］＝ｔａｄ／（ｔａｄ＋ｔｄｅ）×３６０なる式により算出することができる。 If the adsorption zone passage time t ad and the desorption zone passage time t de are determined by the above calculation, the rotor rotational speed N of the dehumidification rotor 34 and the partition angle θ ad of the air path separation plate 38 are determined based on these values. , Θ de are determined. The rotor rotational speed N can be calculated by the following equation (Equation 5) N [rph] = 60 / (t ad + t de ), t ad = T ad (or double speed t ad = T ad / 2). . On the other hand, the partition angle θ ad of the air path separation plate 38 can be calculated by the following equation (Equation 6) θ ad [°] = t ad / (t ad + t de ) × 360.

そして、デシカント制御装置４４は、設定された仕切角度θａｄに基づいて第１モータ４０の回転角度を決定し、第１モータ４０に対して制御信号を出力する。第１モータ４０は、制御信号に基づいてシャフト３５を回転させ、板状部材３８ｂ、３８ｄを設定された仕切角度θａｄに対応する位置に移動させる。
また、デシカント制御装置４４は、設定されたロータ回転数Ｎに基づく制御信号を第２モータ４３に出力する。第２モータ４３は入力された制御信号に基づいて駆動軸４３ａを回転させ、除湿ロータ３４を設定されたロータ回転数Ｎで回転させる。 The desiccant control device 44 determines the rotation angle of the first motor 40 based on the set partition angle θ ad and outputs a control signal to the first motor 40. The first motor 40 rotates the shaft 35 based on the control signal, and moves the plate-like members 38b and 38d to a position corresponding to the set partition angle θad .
Further, the desiccant control device 44 outputs a control signal based on the set rotor rotational speed N to the second motor 43. The second motor 43 rotates the drive shaft 43a based on the input control signal, and rotates the dehumidification rotor 34 at the set rotor rotational speed N.

以上、詳細に説明したように、本実施形態の乾式デシカント装置３０は、角度可変の風路分離板３８を備え、温度センサ４１，４２で測定された入口側処理空気Ａ１１の温度と、入口側再生空気Ａ２１の温度とに基づいて、吸着ゾーン３６と脱着ゾーン３７の仕切角度を調整するように構成されている。これにより、外気温の変化により吸着剤３３の吸着時定数Ｔａｄが大きく変化する環境においても、最大の除湿能力を得ることができる。 As described above in detail, the dry desiccant device 30 according to the present embodiment includes the air path separation plate 38 having a variable angle, the temperature of the inlet side processing air A11 measured by the temperature sensors 41 and 42, and the inlet side. The partition angle between the adsorption zone 36 and the desorption zone 37 is adjusted based on the temperature of the regeneration air A21. Thereby, the maximum dehumidification capability can be obtained even in an environment where the adsorption time constant Tad of the adsorbent 33 changes greatly due to changes in the outside air temperature.

また、除湿ロータ３４は、バインダーを用いることなく吸着剤容器３２に収容された粒状の吸着剤３３を備えている。これにより、０℃から−４０℃程度までの温度環境において、水分吸着しても凍らない除湿ロータ３４となっており、凍結による除湿能力の低下が起こらないものとなっている。
特に、バインダーを用いていない点は重要である。吸着剤３３にメソポーラスシリカのような凍りにくい吸着剤を用いていても、シリカゲル等のバインダーを介して除湿ロータ３４に固着されていると、バインダーが凍って除湿能力を低下させるおそれがあるからである。 Further, the dehumidification rotor 34 includes a granular adsorbent 33 accommodated in the adsorbent container 32 without using a binder. As a result, in the temperature environment from about 0 ° C. to about −40 ° C., the dehumidification rotor 34 does not freeze even when moisture is adsorbed, and the dehumidification capacity does not decrease due to freezing.
In particular, it is important that no binder is used. Even if a hard-to-freeze adsorbent such as mesoporous silica is used for the adsorbent 33, if the adsorbent 33 is fixed to the dehumidifying rotor 34 via a binder such as silica gel, the binder may freeze and reduce the dehumidifying ability. is there.

なお、上記実施の形態では、風路分離板３８の仕切角度θａｄ、θｄｅが、デシカント制御装置４４により自動制御される構成について説明したが、風路分離板３８の仕切角度θａｄ、θｄｅを手動で調整する構成としてもよい。
この場合には、例えば、入口側処理空気Ａ１１の温度と入口側再生空気Ａ２１の温度とに対応する仕切角度θａｄ（又はθｄｅ）の設定値を記載した表を用意しておき、操作者が容易に最適な仕切角度θａｄに設定できるようにしておく。仕切角度θａｄの設定表は、モータ制御部４４ｃと同様の演算式に基づいて算出されるものである。 In the above embodiment, the configuration in which the partition angles θ ad and θ de of the air path separation plate 38 are automatically controlled by the desiccant control device 44 has been described. However, the partition angles θ ad and θ of the air path separation plate 38 are described. The de may be manually adjusted.
In this case, for example, a table in which setting values of the partition angle θ ad (or θ de ) corresponding to the temperature of the inlet processing air A11 and the temperature of the inlet regeneration air A21 are prepared, and the operator Is easily set to the optimum partition angle θ ad . The setting table of the partition angle θ ad is calculated based on the same arithmetic expression as that of the motor control unit 44c.

また、乾式デシカント装置３０が、入口側処理空気Ａ１１及び入口側再生空気Ａ２１の温度がほとんど変化しない環境で使用される場合には、風路分離板３８の仕切角度θａｄ、θｄｅが固定されていてもよい。
この場合には、運転時における入口側処理空気Ａ１１の温度と入口側再生空気Ａ２１の温度とに基づいて、モータ制御部４４ｃと同様の演算式により算出された仕切角度θａｄ、θｄｅに設定される。 In addition, when the dry desiccant device 30 is used in an environment where the temperatures of the inlet side processing air A11 and the inlet side regeneration air A21 hardly change, the partition angles θ ad and θ de of the air path separation plate 38 are fixed. It may be.
In this case, based on the temperature of the inlet-side regeneration air A21 of the inlet-side process air A11 during operation, the partition angle theta ad calculated by the calculation equation similar to the motor control unit 44c, set to theta de Is done.

（空気熱源ヒートポンプ装置）
次に、本発明に係る空気熱源ヒートポンプ装置の複数の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 (Air heat source heat pump device)
Next, a plurality of embodiments of an air heat source heat pump device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１の実施形態］
図３は、本発明に係る空気熱源ヒートポンプ装置の第１の実施形態である空調装置の概略構成図である。なお、図中の鎖線枠内に示した数値は、代表的な環境温度で空調装置１００を動作させたときの各部における空気温度及び絶対湿度と、作動媒体の温度とを示したものである。 [First Embodiment]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an air conditioner which is the first embodiment of the air heat source heat pump device according to the present invention. In addition, the numerical value shown in the chain line frame in the figure shows the air temperature and absolute humidity in each part when the air conditioner 100 is operated at a typical environmental temperature, and the temperature of the working medium.

図３に示す空調装置（空気熱源ヒートポンプ装置）１００は、ヒートポンプ１０（作動媒体循環回路）と、本発明に係る乾式デシカント装置３０とを備えている。
ヒートポンプ１０は、インバータ制御の圧縮機１１と、第１の凝縮器１２と、第２の凝縮器１３と、電子膨張弁１４と、蒸発器１５とを配管１６を介して順に接続し、内部にＣＯ２等の作動媒体を封入した構成である。第２の凝縮器１３の排気側と蒸発器１５の給気側との間に、乾式デシカント装置３０が配置されている。
なお、図１は、暖房運転時のヒートポンプ１０の作動状態を示しており、冷房運転時には、室内熱交換器である第１の凝縮器１２は蒸発器、室外熱交換器である蒸発器１５は凝縮器として動作する。 An air conditioner (air heat source heat pump device) 100 shown in FIG. 3 includes a heat pump 10 (working medium circulation circuit) and a dry desiccant device 30 according to the present invention.
The heat pump 10 connects an inverter-controlled compressor 11, a first condenser 12, a second condenser 13, an electronic expansion valve 14, and an evaporator 15 in order via a pipe 16, and internally. In this configuration, a working medium such as CO 2 is enclosed. A dry desiccant device 30 is disposed between the exhaust side of the second condenser 13 and the supply side of the evaporator 15.
FIG. 1 shows the operating state of the heat pump 10 during heating operation. During the cooling operation, the first condenser 12 that is an indoor heat exchanger is an evaporator, and the evaporator 15 that is an outdoor heat exchanger is Operates as a condenser.

第１の凝縮器１２は、空調対象の室内に配置されている。室内還気ＲＡが第１の凝縮器１２と熱交換して室内給気ＳＡとなる。また、第１の凝縮器１２の近傍には同時給排気扇２２が設けられている。同時給排気扇２２は、給気部２２ａと排気部２２ｂとを備えている。給気部２２ａは大気開放端２３とファン２６とを介して乾式デシカント装置３０の脱着ゾーン３７の出口と接続されている。排気部２２ｂは、大気開放端２４を介して外気と連通されている。さらに排気部２２ｂは排気ダンパー２７を介して乾式デシカント装置３０の吸着ゾーン３６の入口にも接続されている。   The first condenser 12 is disposed in a room to be air-conditioned. The indoor return air RA exchanges heat with the first condenser 12 and becomes the indoor air supply SA. A simultaneous air supply / exhaust fan 22 is provided in the vicinity of the first condenser 12. The simultaneous air supply / exhaust fan 22 includes an air supply unit 22a and an exhaust unit 22b. The air supply unit 22 a is connected to the outlet of the desorption zone 37 of the dry desiccant device 30 via the atmosphere open end 23 and the fan 26. The exhaust part 22 b communicates with the outside air via the atmosphere open end 24. Further, the exhaust part 22 b is also connected to the inlet of the adsorption zone 36 of the dry desiccant device 30 via an exhaust damper 27.

第２の凝縮器１３と蒸発器１５、及び乾式デシカント装置３０は室外に配置されている。
第２の凝縮器１３の給気側は外気ＯＡと連通しており、排気側は乾式デシカント装置３０の脱着ゾーン３７の入口と接続されている。乾式デシカント装置３０の脱着ゾーン３７の出口には、ファン２６が設けられている。ファン２６の動作により、外気ＯＡが第２の凝縮器１３に送風され、第２の凝縮器１３と熱交換して暖められた外気ＯＡが脱着ゾーン３７に入口側再生空気Ａ２１として供給される。脱着ゾーン３７から排出された出口側再生空気Ａ２２は、ファン２６により同時給排気扇２２の給気部２２ａに送風される。 The second condenser 13, the evaporator 15, and the dry desiccant device 30 are arranged outdoors.
The supply side of the second condenser 13 communicates with the outside air OA, and the exhaust side is connected to the inlet of the desorption zone 37 of the dry desiccant device 30. A fan 26 is provided at the outlet of the desorption zone 37 of the dry desiccant device 30. By the operation of the fan 26, the outside air OA is blown to the second condenser 13, and the outside air OA heated by exchanging heat with the second condenser 13 is supplied to the desorption zone 37 as the inlet side regeneration air A 21. The outlet side regeneration air A22 discharged from the desorption zone 37 is blown by the fan 26 to the air supply section 22a of the simultaneous supply / exhaust fan 22.

蒸発器１５の給気側は乾式デシカント装置３０の吸着ゾーン３６の出口と接続されており、排気側にはファン２８が設けられている。また、乾式デシカント装置３０の吸着ゾーン３６の入口は外気ＯＡと連通している。したがって、蒸発器１５の排気側に設けられたファン２８の動作により、外気ＯＡが入口側処理空気Ａ１１として乾式デシカント装置３０に供給され、除湿ロータ３４を通過して吸着ゾーン３６の出口から排出される出口側処理空気Ａ１２が、蒸発器１５に送風される。蒸発器１５を通過した空気はファン２８を介して大気に放出される。   The supply side of the evaporator 15 is connected to the outlet of the adsorption zone 36 of the dry desiccant device 30, and a fan 28 is provided on the exhaust side. Further, the inlet of the adsorption zone 36 of the dry desiccant device 30 communicates with the outside air OA. Therefore, by the operation of the fan 28 provided on the exhaust side of the evaporator 15, the outside air OA is supplied to the dry desiccant device 30 as the inlet side processing air A 11, passes through the dehumidification rotor 34, and is discharged from the outlet of the adsorption zone 36. The outlet side processing air A <b> 12 is sent to the evaporator 15. The air that has passed through the evaporator 15 is released to the atmosphere via the fan 28.

また、蒸発器１５の給気側（吸着ゾーン３６の出口）には、露点温度センサ２０（露点温度測定装置）が設けられており、出口側処理空気Ａ１２の露点温度を測定可能である。さらに、蒸発器１５には、電子膨張弁１４から搬送された作動媒体の温度を測定する蒸発温度センサ２５が設けられている。   Further, a dew point temperature sensor 20 (dew point temperature measuring device) is provided on the supply side of the evaporator 15 (exit of the adsorption zone 36), and the dew point temperature of the outlet side processing air A12 can be measured. Further, the evaporator 15 is provided with an evaporation temperature sensor 25 for measuring the temperature of the working medium conveyed from the electronic expansion valve 14.

以上の構成を備えた本実施形態の空調装置１００における動作について説明する。
ヒートポンプ１０において、圧縮機１１で高温高圧に圧縮された作動媒体は、室内に配置された第１の凝縮器１２で室内を暖房し、作動媒体自身は凝縮液化して、第２の凝縮器１３に搬送される。第２の凝縮器１３では、作動媒体は外気ＯＡと熱交換して過冷却液となり、電子膨張弁１４で低温低圧（−１５℃）の二相冷媒となって蒸発器１５に搬送される。そして、室外熱交換器である蒸発器１５において乾式デシカント装置３０から送風される出口側処理空気Ａ１２と熱交換し、圧縮機１１に戻される。 Operation in the air conditioner 100 of the present embodiment having the above configuration will be described.
In the heat pump 10, the working medium compressed to high temperature and high pressure by the compressor 11 heats the room by the first condenser 12 disposed in the room, the working medium itself condenses and liquefies, and the second condenser 13. To be transported. In the second condenser 13, the working medium exchanges heat with the outside air OA to become a supercooled liquid, and is transferred to the evaporator 15 as a low-temperature and low-pressure (−15 ° C.) two-phase refrigerant by the electronic expansion valve 14. Then, the evaporator 15 which is an outdoor heat exchanger exchanges heat with the outlet side processing air A <b> 12 blown from the dry desiccant device 30 and returns to the compressor 11.

本実施形態の空調装置１００では、上記のヒートポンプサイクルにおいて、蒸発器１５に送風される空気が、乾式デシカント装置３０の吸着ゾーン３６から排出される出口側処理空気Ａ１２とされている。すなわち、乾式デシカント装置３０の除湿ロータ３４により除湿された乾燥空気が蒸発器１５に対して送風される。例えば図３に示す例では、吸着ゾーン３６の入口側処理空気Ａ１１（湿度１．７ｇ／ｋｇＤＡ）が、除湿ロータ３４を通過して出口側処理空気Ａ１２（湿度１．２ｇ／ｋｇＤＡ、空気露点温度−１５℃）とされた後、蒸発器１５に送風される。
これにより、０℃以下の温度環境においても蒸発器１５が着霜することがなく、着霜による能力低下が生じない空調装置を実現することができる。 In the air conditioner 100 of the present embodiment, in the heat pump cycle described above, the air blown to the evaporator 15 is the outlet side processing air A12 that is discharged from the adsorption zone 36 of the dry desiccant device 30. That is, the dry air dehumidified by the dehumidifying rotor 34 of the dry desiccant device 30 is blown to the evaporator 15. For example, in the example shown in FIG. 3, the inlet side processing air A11 (humidity 1.7 g / kgDA) of the adsorption zone 36 passes through the dehumidifying rotor 34 and the outlet side processing air A12 (humidity 1.2 g / kgDA, air dew point temperature). −15 ° C.) and then blown to the evaporator 15.
Thereby, even in a temperature environment of 0 ° C. or lower, the evaporator 15 is not frosted, and an air conditioner that does not cause a decrease in capacity due to frosting can be realized.

さらに本実施形態では、蒸発器１５の給気側に設けられた露点温度センサ２０により出口側処理空気Ａ１２の露点温度Ｔｄｐを観測するとともに、蒸発温度センサ２５により蒸発器１５における蒸発温度ＥＴを観測し、これらの露点温度Ｔｄｐと蒸発温度ＥＴとに基づいて圧縮機１１の作動状態を制御する。すなわち、蒸発温度ＥＴが、露点温度Ｔｄｐよりも常に高くなるように、圧縮機１１のインバータ周波数を下げて圧縮機１１を運転する。
これにより、乾式デシカント装置３０による除湿能力が不足するような状況下であっても、蒸発器１５の着霜を確実に防止することができる。 Further, in the present embodiment, the dew point temperature T dp of the outlet side processing air A12 is observed by the dew point temperature sensor 20 provided on the supply side of the evaporator 15, and the evaporation temperature ET in the evaporator 15 is determined by the evaporation temperature sensor 25. Observe and control the operating state of the compressor 11 based on the dew point temperature Tdp and the evaporation temperature ET. That is, the compressor 11 is operated by lowering the inverter frequency of the compressor 11 so that the evaporation temperature ET is always higher than the dew point temperature Tdp .
Thereby, even under the situation where the dehumidifying capacity of the dry desiccant device 30 is insufficient, frosting of the evaporator 15 can be reliably prevented.

また本実施形態では、第２の凝縮器１３により加熱され、相対湿度の低下した外気ＯＡを乾式デシカント装置３０の脱着ゾーン３７に入口側再生空気Ａ２１として供給するので、除湿ロータ３４の再生用に別途高温熱源を設ける必要がなく、省エネルギー運転が可能である。
さらに、除湿ロータ３４の脱着再生に用いた後の高温高湿の出口側再生空気Ａ２２は、ファン２６により室内の同時給排気扇２２の給気部２２ａに送られ、室内の加湿に利用される。これにより、特に室内が乾燥しやすい冬季において空調品質を向上させることができる。
なお、同時給排気扇２２の給気部２２ａとファン２６との間には、大気開放端２３が設けられており、ファン２６による送風量と給気部２２ａの送風量との差異は自動調整される。 In the present embodiment, the outside air OA heated by the second condenser 13 and having a reduced relative humidity is supplied as the inlet side regeneration air A21 to the desorption zone 37 of the dry desiccant device 30, so that the dehumidification rotor 34 is regenerated. There is no need to provide a separate high-temperature heat source, and energy-saving operation is possible.
Further, the high-temperature and high-humidity outlet-side regeneration air A22 used for desorption regeneration of the dehumidifying rotor 34 is sent to the air supply section 22a of the indoor simultaneous air supply / exhaust fan 22 by the fan 26 and used for indoor humidification. . Thereby, the air conditioning quality can be improved particularly in the winter when the room is easily dried.
An air release end 23 is provided between the air supply unit 22a of the simultaneous supply / exhaust fan 22 and the fan 26, and the difference between the air flow rate by the fan 26 and the air flow rate of the air supply unit 22a is automatically adjusted. Is done.

なお、同時給排気扇２２の排気部２２ｂは、大気開放端２４において外気に連通するとともに、排気ダンパー２７を介して乾式デシカント装置３０の吸着ゾーン３６の入口に接続されている。排気ダンパー２７は、室内からの湿度回収が必要な場合に開いて排気部２２ｂから排気された室内空気を乾式デシカント装置３０に還流させる。一方、室内からの湿度回収が不要な場合には、排気ダンパー２７が閉じて排気部２２ｂの排気は大気開放端２４から大気に放出される。   The exhaust section 22 b of the simultaneous supply / exhaust fan 22 communicates with the outside air at the atmosphere open end 24 and is connected to the inlet of the adsorption zone 36 of the dry desiccant device 30 via the exhaust damper 27. The exhaust damper 27 opens to return the indoor air exhausted from the exhaust part 22b to the dry desiccant device 30 when humidity recovery from the room is necessary. On the other hand, when the humidity recovery from the room is not required, the exhaust damper 27 is closed and the exhaust of the exhaust part 22b is released from the atmosphere open end 24 to the atmosphere.

また、第１実施形態の空調装置１００におけるＣＯＰを、以下に示すパラメータに基づいて算出した。下記に示すように、暖房運転、冷房運転のいずれにおいても高いＣＯＰが得られる。   Moreover, COP in the air conditioner 100 of 1st Embodiment was computed based on the parameter shown below. As shown below, a high COP can be obtained in both the heating operation and the cooling operation.

（暖房運転）
外気温度 ：−７℃〜１６℃
ヒートポンプ蒸発温度：−１５℃〜６℃
ヒートポンプ凝縮温度：５０℃
ＣＯＰ ：２．４〜４．３ (Heating operation)
Outside temperature: -7 ° C to 16 ° C
Heat pump evaporation temperature: -15 ° C to 6 ° C
Heat pump condensation temperature: 50 ° C
COP: 2.4-4.3

（冷房運転）
外気温度 ：２４℃〜３５℃
ヒートポンプ蒸発温度：１４℃〜２５℃
ヒートポンプ凝縮温度：３９℃〜５０℃
ＣＯＰ ：５．９〜７．３ (Cooling operation)
Outside temperature: 24 ° C to 35 ° C
Heat pump evaporation temperature: 14-25 ° C
Heat pump condensation temperature: 39 ° C-50 ° C
COP: 5.9 to 7.3

また、第１実施形態の空調装置１００と、従来の空調装置との比較も行った。比較対象とした従来の空調装置は、空調装置１００から乾式デシカント装置を省略したものである。したがって、従来の空調装置では、マイナス温度域での運転では蒸発器の着霜により能力が低下する。
表１は、従来の空調装置と本発明に係る空調装置１００のＣＯＰを比較したものである。表１に示すように、乾式デシカント装置３０を備え、ノンフロスト運転を可能にした本実施形態の空調装置１００では、従来の空調装置に比してＣＯＰを大きく向上させることができる。 Moreover, the air conditioner 100 of 1st Embodiment and the conventional air conditioner were also compared. The conventional air conditioner used as a comparison object is obtained by omitting the dry desiccant device from the air conditioner 100. Therefore, in the conventional air conditioner, in the operation in the minus temperature range, the capacity is reduced due to the frost formation of the evaporator.
Table 1 compares the COPs of the conventional air conditioner and the air conditioner 100 according to the present invention. As shown in Table 1, in the air conditioner 100 of this embodiment that includes the dry desiccant device 30 and enables non-frost operation, the COP can be greatly improved as compared with the conventional air conditioner.

Figure 2010054135
Figure 2010054135

［変形例］
次に、第１実施形態の変形例について図４を参照して説明する。
図４は、変形例に係る空調装置１００Ａの概略構成を示す図である。 [Modification]
Next, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of an air conditioner 100A according to a modification.

空調装置１００Ａは、図３に示した空調装置１００におけるヒートポンプ１０に代えて、機器の接続経路を変更したヒートポンプ１０Ａを備えたものである。なお、図４において、図３と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらについての詳細な説明は省略する。   The air conditioner 100A includes a heat pump 10A in which a connection path of devices is changed instead of the heat pump 10 in the air conditioner 100 shown in FIG. 4, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 3, and detailed description thereof will be omitted.

ヒートポンプ１０Ａは、圧縮機１１と、第１の凝縮器１２と、第２の凝縮器１３と、電子膨張弁１４と、蒸発器１５とを、作動媒体を封入した配管１６を介して接続した構造である。ヒートポンプ１０Ａの機器構成は図３のヒートポンプ１０と同様であるが、上記の機器の接続順序が異なっている。
具体的には、圧縮機１１から送出された作動媒体が、第２の凝縮器１３、第１の凝縮器１２の順で搬送され、第１の凝縮器１３で室内の暖房に使用された後、電子膨張弁１４、蒸発器１５に順次搬送されるようになっている。 The heat pump 10A has a structure in which a compressor 11, a first condenser 12, a second condenser 13, an electronic expansion valve 14, and an evaporator 15 are connected via a pipe 16 enclosing a working medium. It is. The equipment configuration of the heat pump 10A is the same as that of the heat pump 10 in FIG. 3, but the connection order of the equipment is different.
Specifically, after the working medium sent out from the compressor 11 is transported in the order of the second condenser 13 and the first condenser 12 and used for indoor heating in the first condenser 13. The electronic expansion valve 14 and the evaporator 15 are sequentially conveyed.

このような構成とすることで、第２の凝縮器１３に、第１実施形態の場合よりも高温の作動媒体が供給されるため、乾式デシカント装置３０の入口側再生空気Ａ２１をより高温に加熱することができる。したがって、乾式デシカント装置３０における除湿ロータ３４の再生能力が向上し、吸着ゾーン３６をより広く確保することが可能になる。よって、乾式デシカント装置３０による除湿量が増加し、蒸発器１５における着霜をより確実に防止することが可能である。   With such a configuration, the second condenser 13 is supplied with a working medium having a higher temperature than in the case of the first embodiment, so that the inlet side regeneration air A21 of the dry desiccant device 30 is heated to a higher temperature. can do. Therefore, the regeneration capability of the dehumidifying rotor 34 in the dry desiccant device 30 is improved, and a wider adsorption zone 36 can be secured. Therefore, the amount of dehumidification by the dry desiccant device 30 is increased, and frost formation in the evaporator 15 can be more reliably prevented.

［第２の実施形態］
図５は、本発明の空気熱源ヒートポンプ装置の第２の実施形態である給湯装置の概略構成図である。なお、図中の鎖線枠内に示した数値は、代表的な環境温度で給湯装置２００を動作させたときの各部における空気温度及び絶対湿度と、作動媒体の温度と、温水の温度とを示したものである。 [Second Embodiment]
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a hot water supply apparatus which is the second embodiment of the air heat source heat pump apparatus of the present invention. In addition, the numerical value shown in the chain line frame in the figure indicates the air temperature and absolute humidity, the temperature of the working medium, and the temperature of hot water when the hot water supply device 200 is operated at a typical environmental temperature. It is a thing.

図５に示す給湯装置２００は、ヒートポンプ５０（作動媒体循環回路）と、貯水タンク６２と、本発明に係る乾式デシカント装置３０とを備えている。
ヒートポンプ５０は、インバータ制御の圧縮機５１と、ガスクーラー５２（凝縮器）と、電子膨張弁５３と、蒸発器５４とを備えている。蒸発器５４の給気側には、露点温度センサ６４が設けられている。また、蒸発器５４に流入する作動媒体の温度を測定する蒸発温度センサ６５が設けられている。 A hot water supply apparatus 200 shown in FIG. 5 includes a heat pump 50 (working medium circulation circuit), a water storage tank 62, and a dry desiccant apparatus 30 according to the present invention.
The heat pump 50 includes an inverter-controlled compressor 51, a gas cooler 52 (condenser), an electronic expansion valve 53, and an evaporator 54. A dew point temperature sensor 64 is provided on the supply side of the evaporator 54. Further, an evaporation temperature sensor 65 that measures the temperature of the working medium flowing into the evaporator 54 is provided.

貯水タンク６２には、低温水領域６２ｃから高温水領域６２ａに水を循環させる加熱配管６７が接続されている。加熱配管６７には、低温水領域６２ｃ側から順に、ポンプ６４とガスクーラー５２とが接続されている。ポンプ６４により搬送された冷水は、ガスクーラー５２においてヒートポンプ５０の作動媒体と熱交換し、温水となって貯水タンク６２の高温水領域６２ａに戻される。   A heating pipe 67 that circulates water from the low temperature water region 62c to the high temperature water region 62a is connected to the water storage tank 62. The pump 64 and the gas cooler 52 are connected to the heating pipe 67 in order from the low temperature water region 62c side. The cold water conveyed by the pump 64 exchanges heat with the working medium of the heat pump 50 in the gas cooler 52, becomes hot water, and is returned to the high-temperature water region 62 a of the water storage tank 62.

また、貯水タンク６２の中温水領域６２ｂには、中温水領域６２ｂの水を外部に循環させる温水配管６８が接続されている。温水配管６８の経路にはポンプ６５と熱交換器６３とが設けられており、ポンプ６５により温水配管６８内に中温水が圧送される。   Further, a hot water pipe 68 for circulating the water in the intermediate hot water region 62b to the outside is connected to the intermediate hot water region 62b of the water storage tank 62. A pump 65 and a heat exchanger 63 are provided in the path of the hot water pipe 68, and medium hot water is pumped into the hot water pipe 68 by the pump 65.

乾式デシカント装置３０の吸着ゾーン３６の入口は外気ＯＡに連通され、吸着ゾーン３６の出口は蒸発器５４の給気側に接続されている。蒸発器５４の排気側に設けられたファン５５により、外気ＯＡが入口側処理空気Ａ１１として吸着ゾーン３６に導入され、除湿ロータ３４により除湿された出口側処理空気が、蒸発器５４に送風される。   The inlet of the adsorption zone 36 of the dry desiccant device 30 communicates with the outside air OA, and the outlet of the adsorption zone 36 is connected to the supply side of the evaporator 54. The fan 55 provided on the exhaust side of the evaporator 54 introduces the outside air OA into the adsorption zone 36 as the inlet side processing air A11, and the outlet side processing air dehumidified by the dehumidifying rotor 34 is blown to the evaporator 54. .

乾式デシカント装置３０の脱着ゾーン３７の入口には、内部に中温水が流通される熱交換器６３が設けられており、脱着ゾーン３７の出口にはファン６６が設けられている。ファン６６により、外気ＯＡが熱交換器６３に送風され、熱交換器６３との熱交換により暖められた空気が入口側再生空気Ａ２１として脱着ゾーン３７に導入される。除湿ロータ３４の再生に利用された後の出口側再生空気Ａ２２は、ファン６６により大気に放出される。   A heat exchanger 63 through which medium-temperature water is circulated is provided at the inlet of the desorption zone 37 of the dry desiccant device 30, and a fan 66 is provided at the outlet of the desorption zone 37. The outside air OA is blown to the heat exchanger 63 by the fan 66, and the air warmed by heat exchange with the heat exchanger 63 is introduced into the desorption zone 37 as the inlet side regeneration air A21. The outlet side regeneration air A22 after being used for regeneration of the dehumidifying rotor 34 is released to the atmosphere by the fan 66.

以上の構成を備えた本実施形態の給湯装置２００では、蒸発器５４に送風される空気が乾式デシカント装置３０から排出される乾燥空気となっている。すなわち、乾式デシカント装置３０の吸着ゾーン３６にて水分を吸着乾燥された外気ＯＡである出口側処理空気Ａ１２が、蒸発器５４に対して送風される。これにより、冬季の使用に際しての蒸発器５４の着霜を防止することができ、着霜によるヒートポンプ５０の能力低下を防止することができる。   In the hot water supply apparatus 200 of the present embodiment having the above configuration, the air blown to the evaporator 54 is dry air discharged from the dry desiccant apparatus 30. That is, the outlet side processing air A12 that is the outside air OA that has been dried by adsorbing moisture in the adsorption zone 36 of the dry desiccant device 30 is blown to the evaporator 54. Thereby, the frost formation of the evaporator 54 at the time of winter use can be prevented, and the capability fall of the heat pump 50 by frost formation can be prevented.

さらに、本実施形態においては、露点温度センサ６４により蒸発器５４に送風される出口側処理空気Ａ１２の露点温度Ｔｄｐを測定するとともに、蒸発温度センサ６５により蒸発器５４における蒸発温度ＥＴを測定している。そして、これらの露点温度Ｔｄｐと蒸発温度ＥＴとに基づいて圧縮機５１の作動状態を制御する。すなわち、蒸発温度ＥＴが露点温度Ｔｄｐよりも常に高くなるように、圧縮機５１のインバータ周波数を下げて圧縮機５１を運転する。
これにより、乾式デシカント装置３０による除湿能力が不足するような状況下であっても、蒸発器５４の着霜を確実に防止することができる。 Further, in the present embodiment, the dew point temperature T dp of the outlet side processing air A12 blown to the evaporator 54 by the dew point temperature sensor 64 is measured, and the evaporation temperature ET in the evaporator 54 is measured by the evaporation temperature sensor 65. ing. The operating state of the compressor 51 is controlled based on the dew point temperature Tdp and the evaporation temperature ET. That is, the compressor 51 is operated by lowering the inverter frequency of the compressor 51 so that the evaporation temperature ET is always higher than the dew point temperature Tdp .
Thereby, even under a situation where the dehumidifying capacity of the dry desiccant device 30 is insufficient, frosting of the evaporator 54 can be reliably prevented.

また、本実施形態では、乾式デシカント装置３０の入口側再生空気Ａ２１は、貯水タンク６２の中温水領域から供給された中温水を用いて熱交換器６３で外気ＯＡを昇温し、相対湿度を低下させた状態で乾式デシカント装置３０の脱着ゾーン３７に供給する。これにより、別途ヒータ等を設けることなく乾式デシカント装置３０の出口側再生空気Ａ２２の相対湿度を低下させ、効率よく除湿ロータの再生を行うことができる。また、貯水タンク６２の中温水は給湯用途において使用されないものであり、これを利用することから給湯装置２００の運転に悪影響を与えることもない。   Further, in the present embodiment, the inlet side regeneration air A21 of the dry desiccant device 30 uses the intermediate temperature water supplied from the intermediate temperature water region of the water storage tank 62 to raise the temperature of the outside air OA by the heat exchanger 63, and to increase the relative humidity. In the lowered state, it is supplied to the desorption zone 37 of the dry desiccant device 30. Thereby, the relative humidity of the outlet side regeneration air A22 of the dry desiccant device 30 can be reduced without providing a separate heater or the like, and the dehumidification rotor can be efficiently regenerated. Further, the medium temperature water of the water storage tank 62 is not used for hot water supply, and since it is used, the operation of the hot water supply apparatus 200 is not adversely affected.

また、第２実施形態の給湯装置２００におけるＣＯＰを、以下に示すパラメータに基づいて算出したところ、下記に示すように高いＣＯＰが得られることが確認された。   Moreover, when COP in the hot water supply apparatus 200 of 2nd Embodiment was calculated based on the parameter shown below, it was confirmed that high COP is obtained as shown below.

外気温度 ：−７℃〜３５℃
ヒートポンプ蒸発温度：−１５℃〜１５℃
ガスクーラー入口温度：９０℃
ＣＯＰ ：４．３〜６．０ Outside temperature: -7 ° C to 35 ° C
Heat pump evaporation temperature: -15 ° C to 15 ° C
Gas cooler inlet temperature: 90 ° C
COP: 4.3 to 6.0

また、第１実施形態の給湯装置１００と、従来の給湯装置との比較も行った。比較対象とした従来の給湯装置は、給湯装置２００から乾式デシカント装置を省略したものである。したがって、従来の給湯装置では、マイナス温度域での運転では蒸発器の着霜により能力が低下する。
表２は、従来の給湯装置と本発明に係る給湯装置２００のＣＯＰを比較したものである。表２に示すように、乾式デシカント装置３０を備え、ノンフロスト運転を可能にした本実施形態の給湯装置２００では、従来の給湯装置に比して高いＣＯＰが得られる。 Moreover, the hot water supply apparatus 100 of 1st Embodiment and the conventional hot water supply apparatus were also compared. The conventional hot water supply apparatus as a comparison object is obtained by omitting the dry desiccant apparatus from the hot water supply apparatus 200. Therefore, in the conventional hot water supply apparatus, in the operation in the minus temperature range, the capacity is reduced due to frosting of the evaporator.
Table 2 compares the COPs of the conventional hot water supply apparatus and the hot water supply apparatus 200 according to the present invention. As shown in Table 2, the hot water supply apparatus 200 of the present embodiment provided with the dry desiccant apparatus 30 and capable of non-frost operation can obtain a higher COP than the conventional hot water supply apparatus.

Figure 2010054135
Figure 2010054135

［変形例］
図６は、第２実施形態に係る給湯装置の変形例を示す図である。図６に示す給湯器２００Ａは、乾式デシカント装置３０の再生脱着熱源としての熱交換器を備えた構成である。 [Modification]
FIG. 6 is a diagram illustrating a modification of the hot water supply device according to the second embodiment. A hot water heater 200 </ b> A shown in FIG. 6 includes a heat exchanger as a regeneration desorption heat source of the dry desiccant device 30.

図６に示すように、給湯装置２００Ａは、ヒートポンプ５０Ａ（作動媒体循環回路）と、貯水タンク６２と、乾式デシカント装置３０とを備えている。
ヒートポンプ５０Ａは、圧縮機５１と、ガスクーラー５２１（第１の凝縮器）と、熱交換器５２２（第２の凝縮器）と、電子膨張弁５３と、蒸発器５４とを備えている。蒸発器５４の近傍には、露点温度センサ６４と、蒸発温度センサ６５とが設けられている。 As shown in FIG. 6, the hot water supply device 200 </ b> A includes a heat pump 50 </ b> A (working medium circulation circuit), a water storage tank 62, and a dry desiccant device 30.
The heat pump 50 </ b> A includes a compressor 51, a gas cooler 521 (first condenser), a heat exchanger 522 (second condenser), an electronic expansion valve 53, and an evaporator 54. In the vicinity of the evaporator 54, a dew point temperature sensor 64 and an evaporation temperature sensor 65 are provided.

貯水タンク６２は、加熱配管６７を介してガスクーラー５２１と接続されている。ポンプ６４により低温水領域６２ｃからガスクーラー５２１に冷水が供給され、ガスクーラー５２１との熱交換により製造された温水が高温水領域６２ａに戻される。   The water storage tank 62 is connected to the gas cooler 521 through a heating pipe 67. Cold water is supplied from the low temperature water region 62c to the gas cooler 521 by the pump 64, and the hot water produced by heat exchange with the gas cooler 521 is returned to the high temperature water region 62a.

乾式デシカント装置３０の吸着ゾーン３６には、ファン５５の動作により外気ＯＡが入口側処理空気Ａ１１として供給され、除湿ロータ３４により乾燥空気となった出口側処理空気Ａ１２が蒸発器５４に対して送風される。
一方、乾式デシカント装置３０の脱着ゾーン３７の入口には、熱交換器５２２が配置されている。ファン６６の動作により、外気ＯＡが熱交換器５２２に送風され、熱交換器５２２との熱交換により暖められた空気が、入口側再生空気Ａ２１として脱着ゾーン３７に供給される。除湿ロータ３４の再生に利用された後の出口側再生空気Ａ２２は、ファン６６により大気に放出される。 The outside air OA is supplied to the adsorption zone 36 of the dry desiccant device 30 as the inlet side processing air A11 by the operation of the fan 55, and the outlet side processing air A12 that has become the dry air by the dehumidifying rotor 34 is blown to the evaporator 54. Is done.
On the other hand, a heat exchanger 522 is disposed at the inlet of the desorption zone 37 of the dry desiccant device 30. By the operation of the fan 66, the outside air OA is blown to the heat exchanger 522, and the air warmed by the heat exchange with the heat exchanger 522 is supplied to the desorption zone 37 as the inlet side regeneration air A21. The outlet side regeneration air A22 after being used for regeneration of the dehumidifying rotor 34 is released to the atmosphere by the fan 66.

このように、変形例に係る給湯装置２００Ａでは、ガスクーラー５２１の後段に熱交換器５２２を配置している。ヒートポンプ５０の一部である熱交換器５２２により外気ＯＡを加熱して乾式デシカント装置３０に供給することで、入口側再生空気Ａ２１を加熱するためのヒータ等を設ける必要がなくなり、省エネルギー運転が可能になる。
なお、熱交換器５２２の位置は、ガスクーラー５２１の後段に限定されるものではなく、吸着剤３３の特性等に応じて、ガスクーラー５２１が配置されている圧縮機５１と膨張弁５３との間の任意の位置を選択することができる。例えば、熱交換器５２２をガスクーラー５２１の前段に配置してもよい。あるいは、ガスクーラー５２１を複数に分割し、分割されたガスクーラー５２１の間に配置してもよい。 Thus, in the hot water supply apparatus 200 </ b> A according to the modification, the heat exchanger 522 is disposed at the subsequent stage of the gas cooler 521. By heating the outside air OA by the heat exchanger 522 which is a part of the heat pump 50 and supplying it to the dry desiccant device 30, it is not necessary to provide a heater or the like for heating the inlet side regenerated air A21, and energy saving operation is possible. become.
Note that the position of the heat exchanger 522 is not limited to the subsequent stage of the gas cooler 521, and it depends on the characteristics of the adsorbent 33 and the like between the compressor 51 and the expansion valve 53 in which the gas cooler 521 is disposed. Any position between can be selected. For example, the heat exchanger 522 may be disposed in front of the gas cooler 521. Alternatively, the gas cooler 521 may be divided into a plurality of parts and disposed between the divided gas coolers 521.

さらに、熱交換器５２２は、冬季における冷媒貯蔵部としても機能する。これは、熱交換器５２２では、貯水タンク６２内の低温水領域６２ｃの水温よりもさらに低温の冬季の外気ＯＡと熱交換するため、外気ＯＡの温度（５℃以下）にまで高圧のＣＯＰ冷媒を冷却することができるからである。この冷媒貯蔵機能について、図７を参照してさらに詳細に説明する。   Furthermore, the heat exchanger 522 also functions as a refrigerant storage unit in winter. This is because the heat exchanger 522 exchanges heat with the outside air OA in winter, which is cooler than the water temperature in the low temperature water region 62 c in the water storage tank 62, so that the high-pressure COP refrigerant reaches the temperature of the outside air OA (5 ° C. or less). This is because it can be cooled. This refrigerant storage function will be described in more detail with reference to FIG.

図７は、ＣＯ２冷媒（作動媒体）のｐｈ線図であり、（ａ）夏季運転時と（ｂ）冬季運転時の冷媒動作点を示したものである。
ガスクーラー５２１側の超臨界冷媒回路内では、圧力一定で冷媒温度が２０℃から９０℃に変化する。したがって、第１のガスクーラー５２１の運転作動圧力と温度状態は、冷水沸き上げ温度（１５℃から９０℃）から考慮してもわかるように、夏季と冬季でほとんど変わらない。 FIG. 7 is a ph diagram of the CO 2 refrigerant (working medium), showing the refrigerant operating points during (a) summer operation and (b) winter operation.
In the supercritical refrigerant circuit on the gas cooler 521 side, the refrigerant temperature changes from 20 ° C. to 90 ° C. with a constant pressure. Therefore, the operating pressure and temperature state of the first gas cooler 521 hardly change between summer and winter, as can be seen from the cold water boiling temperature (15 ° C. to 90 ° C.).

その一方で、蒸発器５４側の圧力と温度は夏季と冬季とで全く異なるものとなる。夏季においては、蒸発器５４入口の外気温度は３０℃程度であり、冷媒蒸発温度は１５℃程度である。これに対して冬季では、外気温度が５℃程度であるため、冷媒蒸発温度は−１０℃程度となる。したがって、図７（ｂ）に示す冬季の蒸発器５４における作動圧力Ｐｅ２は、図７（ａ）に示す夏季の作動圧力Ｐｅ１よりも低くなる。よって、蒸発器５４入口における冷媒の乾き度は、冬季の乾き度ｘｅ２の方が夏季の乾き度ｘｅ１よりも大きく、蒸発器５４内の冷媒分布量は冬季の方が夏季よりも少ない。 On the other hand, the pressure and temperature on the evaporator 54 side are completely different in summer and winter. In summer, the outside air temperature at the entrance of the evaporator 54 is about 30 ° C., and the refrigerant evaporation temperature is about 15 ° C. On the other hand, in winter, since the outside air temperature is about 5 ° C., the refrigerant evaporation temperature is about −10 ° C. Accordingly, the operating pressure P e2 in the winter evaporator 54 shown in FIG. 7B is lower than the summer operating pressure P e1 shown in FIG. Therefore, the dryness of the refrigerant in the evaporator 54 inlet is greater than the dryness fraction x e1 it is summer winter dryness fraction x e2, the refrigerant distribution amount in the evaporator 54 towards the winter is less than in summer.

そして、冷媒回路内への初期冷媒封入量はより多くの冷媒量が必要な夏季運転時に合わせた量とするため、冬季には冷媒が過剰な状態となる。この点、変形例に係る給湯装置２００Ａでは、熱交換器５２２を備えており、蒸発器５４に霜が付きやすい冬季運転時に、乾式デシカント装置３０の脱着ゾーンに供給される入口側再生空気Ａ２１の加熱に熱交換器５２２を用いる。これにより、図６（ｂ）に破線で示すように、冬季運転時の蒸発器５４の入口における乾き度を、夏季の乾き度ｘｅ１よりも低い乾き度ｘｅ３とすることができる。これにより、冬季にも蒸発器５４に多くの冷媒を貯留することができる。
したがって、変形例に係る給湯装置２００Ａによれば、冬季に発生する余剰冷媒を熱交換器５２２と蒸発器５４とにため込むことができ、高ＣＯＰ運転が可能になる。 And since the amount of initial stage refrigerant | coolants enclosed in a refrigerant circuit is made into the quantity match | combined at the time of the summer driving | operation which requires more refrigerant | coolants amount, a refrigerant | coolant will be in an excessive state in winter. In this regard, the hot water supply apparatus 200A according to the modification includes the heat exchanger 522, and the inlet side regenerative air A21 supplied to the desorption zone of the dry desiccant apparatus 30 during the winter operation in which the evaporator 54 is prone to frost. A heat exchanger 522 is used for heating. Thus, as indicated by the broken line in FIG. 6 (b), the dryness of the inlet of the evaporator 54 during winter operation, can be a dryness fraction x e3 lower than in summer dryness fraction x e1. Thereby, much refrigerant | coolant can be stored in the evaporator 54 also in winter.
Therefore, according to the hot water supply apparatus 200A according to the modified example, surplus refrigerant generated in winter can be accumulated in the heat exchanger 522 and the evaporator 54, and high COP operation is possible.

本発明の第１実施形態に係る空調装置の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner according to a first embodiment of the present invention. 乾式デシカント装置の概略構成図。The schematic block diagram of a dry-type desiccant apparatus. 吸着温度曲線と入口相対湿度を説明するグラフ。The graph explaining an adsorption temperature curve and inlet relative humidity. 第１実施形態の変形例に係る空調装置の概略構成図。The schematic block diagram of the air conditioning apparatus which concerns on the modification of 1st Embodiment. 本発明の第２実施形態に係る給湯装置の概略構成図。The schematic block diagram of the hot water supply apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第２実施形態の変形例に係る給湯装置の概略構成図。The schematic block diagram of the hot water supply apparatus which concerns on the modification of 2nd Embodiment. 第２実施形態の変形例に係る給湯装置のｐｈ線図。The ph diagram of the hot-water supply apparatus which concerns on the modification of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

３０ 乾式デシカント装置、１００，１００Ａ 空調装置（空気熱源ヒートポンプ装置）、２００，２００Ａ 給湯装置（空気熱源ヒートポンプ装置）、１０，１０Ａ，５０，５０Ａ ヒートポンプ（作動媒体循環回路）、１１，５１ 圧縮機、１２ 第１の凝縮器、１３ 第２の凝縮器、１４，５３ 電子膨張弁、１５，５４ 蒸発器、２０，６４ 露点温度センサ（露点温度測定装置）、２２ 同時給排気扇、２５，６５ 蒸発温度センサ、３１ 筐体、３２ 吸着剤容器、３２ｂ 蓋体（盤面）、３３ 吸着剤、３４ 除湿ロータ、３６ 吸着ゾーン（除湿領域）、３７ 脱着ゾーン（再生領域）、３８ 風路分離板（風路分離部材）、４１，４２，４５，４６ 温度センサ（温度測定装置）、４４ デシカント制御装置（風路制御装置）、５２ ガスクーラー（凝縮器）、６２ 貯水タンク、６２ａ 高温水領域、６２ｂ 中温水領域、６２ｃ 低温水領域、６７ 加熱配管、６８ 温水配管、５２１ ガスクーラー（第１の凝縮器）、５２２ 熱交換器（第２の凝縮器）、Ａ１１ 入口側処理空気、Ａ１２ 出口側処理空気、Ａ２１ 入口側再生空気、Ａ２２ 出口側再生空気   30 dry desiccant device, 100, 100A air conditioner (air heat source heat pump device), 200, 200A hot water supply device (air heat source heat pump device), 10, 10A, 50, 50A heat pump (working medium circulation circuit), 11, 51 compressor, 12 First condenser, 13 Second condenser, 14, 53 Electronic expansion valve, 15, 54 Evaporator, 20, 64 Dew point temperature sensor (dew point temperature measuring device), 22 Simultaneous supply / exhaust fan, 25, 65 Evaporation Temperature sensor, 31 housing, 32 adsorbent container, 32b lid (panel surface), 33 adsorbent, 34 dehumidification rotor, 36 adsorption zone (dehumidification area), 37 desorption zone (regeneration area), 38 air path separation plate (wind) (Path separation member), 41, 42, 45, 46 temperature sensor (temperature measurement device), 44 desiccant control device (airway control device), 52 gas Cooler (condenser), 62 water storage tank, 62a high temperature water region, 62b medium temperature water region, 62c low temperature water region, 67 heating piping, 68 hot water piping, 521 gas cooler (first condenser), 522 heat exchanger (first 2 condenser), A11 inlet side processing air, A12 outlet side processing air, A21 inlet side regeneration air, A22 outlet side regeneration air

Claims (13)

除湿領域と再生領域とに交互に吸着剤を移動させる除湿ロータを備えた乾式デシカント装置であって、
前記吸着剤が前記除湿領域を通過する除湿領域通過時間ｔａｄと前記再生領域を通過する再生領域通過時間ｔｄｅとの比率が、前記除湿領域に供給される処理空気の温度における前記吸着剤の吸着時定数Ｔａｄと前記再生領域に供給される再生空気の温度における前記吸着剤の脱着時定数Ｔｄｅとの比率に概略比例する値であることを特徴とする乾式デシカント装置。 A dry desiccant device provided with a dehumidification rotor that moves the adsorbent alternately between the dehumidification region and the regeneration region,
The ratio of the dehumidification region passage time t ad through which the adsorbent passes through the dehumidification region and the regeneration region passage time t de through the regeneration region is determined by the ratio of the adsorbent at the temperature of the processing air supplied to the dehumidification region. A dry desiccant apparatus having a value approximately proportional to a ratio between an adsorption time constant T ad and a desorption time constant T de of the adsorbent at a temperature of regeneration air supplied to the regeneration region. ｔａｄ：ｔｄｅ＝Ｔａｄ：Ｔｄｅ、又は、ｔａｄ：ｔｄｅ＝Ｔａｄ／２：Ｔｄｅであることを特徴とする請求項１に記載の乾式デシカント装置。 t ad: t de = T ad : T de, or, t ad: t de = T ad / 2: Dry desiccant device according to claim 1, characterized in that a T de. 前記除湿ロータが軸周りに回動自在の略円盤状であるとともに、前記除湿ロータをその回転軸周りに前記除湿領域と前記再生領域とに区画する風路分離部材が設けられており、
前記除湿領域側の前記風路分離部材の仕切角度θａｄと前記再生領域側の仕切角度θｄｅとの比率が、除湿領域通過時間ｔａｄと再生領域通過時間ｔｄｅとの比率に概略比例する値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の乾式デシカント装置。 The dehumidification rotor has a substantially disk shape that is rotatable around an axis, and an air path separation member that divides the dehumidification rotor into the dehumidification area and the regeneration area around the rotation axis is provided,
The ratio of the partition angle θ ad of the air path separation member on the dehumidification region side and the partition angle θ de on the regeneration region side is approximately proportional to the ratio of the dehumidification region passage time t ad and the regeneration region passage time t de. The dry desiccant device according to claim 1, wherein the dry desiccant device is a value. 前記除湿ロータが軸周りに回動自在の略円盤状であるとともに、前記除湿ロータをその回転軸周りに前記除湿領域と前記再生領域とに区画する風路分離部材が設けられており、
前記風路分離部材が、前記除湿領域及び前記再生領域の仕切角度を可変に構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の乾式デシカント装置。 The dehumidification rotor has a substantially disk shape that is rotatable around an axis, and an air path separation member that divides the dehumidification rotor into the dehumidification area and the regeneration area around the rotation axis is provided,
The dry desiccant device according to any one of claims 1 to 3, wherein the air path separation member is configured so that a partition angle between the dehumidifying region and the regeneration region is variable. 前記除湿領域における前記処理空気の入口側と前記再生領域の前記再生空気の入口側とに、前記処理空気及び前記再生空気の温度を測定する温度測定装置と、
前記温度測定装置から入力される温度情報に基づいて前記風路分離部材を移動させ、前記除湿領域及び前記再生領域の仕切角度を制御する風路制御装置と、
を備えていることを特徴とする請求項４に記載の乾式デシカント装置。 A temperature measuring device for measuring temperatures of the processing air and the regeneration air at an inlet side of the processing air in the dehumidification region and an inlet side of the regeneration air in the regeneration region;
An air path control device that moves the air path separation member based on temperature information input from the temperature measuring device, and controls a partition angle of the dehumidification area and the regeneration area;
The dry desiccant device according to claim 4, comprising: 前記除湿ロータが、内部に空間を有する略円盤状の吸着剤容器と、前記吸着剤容器に収容された粒状の吸着剤とを有しており、
前記吸着剤容器の盤面に、前記吸着剤容器内に空気を流通させる複数の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の乾式デシカント装置。 The dehumidification rotor has a substantially disc-shaped adsorbent container having a space inside, and a granular adsorbent accommodated in the adsorbent container,
6. The dry desiccant apparatus according to claim 1, wherein a plurality of through holes through which air is circulated in the adsorbent container are formed on a surface of the adsorbent container. 前記吸着剤容器の盤面がメッシュ状であることを特徴とする請求項６に記載の乾式デシカント装置。   The dry desiccant apparatus according to claim 6, wherein the surface of the adsorbent container has a mesh shape. 請求項１から７のいずれか１項に記載の乾式デシカント装置を備えたことを特徴とする空気熱源ヒートポンプ装置。   An air heat source heat pump device comprising the dry desiccant device according to any one of claims 1 to 7. 圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管を介して接続してなる作動媒体循環回路と、除湿領域と再生領域とに交互に吸着剤を移動させる除湿ロータを備えた乾式デシカント装置と、を具備した空気熱源ヒートポンプ装置であって、
前記除湿ロータの前記除湿領域を通過した処理空気の露点温度を測定する露点温度測定装置と、
前記蒸発器の蒸発温度が前記露点温度測定装置で測定された露点温度Ｔｄｐ以上となるように前記圧縮機の運転状態を制御する制御装置と、
を備えたことを特徴とする空気熱源ヒートポンプ装置。 A dry-type desiccant device including a working medium circulation circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are connected via a pipe; and a dehumidifying rotor that moves an adsorbent alternately between a dehumidifying region and a regeneration region; An air heat source heat pump device comprising:
A dew point temperature measuring device that measures the dew point temperature of the processing air that has passed through the dehumidifying region of the dehumidifying rotor;
A control device for controlling an operating state of the compressor so that an evaporation temperature of the evaporator is equal to or higher than a dew point temperature T dp measured by the dew point temperature measuring device;
An air heat source heat pump device comprising: 圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器とを配管を介して接続してなる作動媒体循環回路と、除湿領域と再生領域とに交互に吸着剤を移動させる除湿ロータを備えた乾式デシカント装置と、を具備した空気熱源ヒートポンプ装置であって、
前記凝縮器により加熱される二次媒体を有しており、
前記乾式デシカント装置の前記再生領域に対して、前記二次媒体により加熱された再生空気が送風されることを特徴とする空気熱源ヒートポンプ装置。 A dry-type desiccant device having a working medium circulation circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator are connected via a pipe; and a dehumidifying rotor that moves an adsorbent alternately between a dehumidifying region and a regeneration region; An air heat source heat pump device comprising:
Having a secondary medium heated by the condenser;
An air heat source heat pump device, wherein the regeneration air heated by the secondary medium is blown to the regeneration region of the dry desiccant device. 貯水タンクと、前記貯水タンクの低温水領域及び高温水領域に接続されるとともに前記凝縮器に接続された加熱配管と、前記貯水タンクの中温水領域に接続された温水配管と、を有し、
前記温水配管との熱交換により前記再生空気が加熱されることを特徴とする請求項９に記載の空気熱源ヒートポンプ装置。 A water storage tank, a heating pipe connected to the condenser and connected to the low temperature water area and the high temperature water area of the water storage tank, and a hot water pipe connected to a medium temperature water area of the water storage tank,
The air heat source heat pump device according to claim 9, wherein the regeneration air is heated by heat exchange with the hot water pipe. 前記作動媒体循環回路に第１及び第２の前記凝縮器が設けられており、
前記第１の凝縮器により前記二次媒体が加熱される一方、前記第２の凝縮器により前記再生空気が加熱されることを特徴とする請求項９に記載の空気熱源ヒートポンプ装置。 The working medium circulation circuit is provided with the first and second condensers;
The air heat source heat pump device according to claim 9, wherein the secondary medium is heated by the first condenser, and the regeneration air is heated by the second condenser. 前記除湿ロータの前記再生領域を通過した後の前記再生空気が、前記凝縮器又は前記第１の凝縮器が配設された室内に供給されることを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の空気熱源ヒートポンプ装置。   The regenerated air after passing through the regeneration region of the dehumidifying rotor is supplied to a room in which the condenser or the first condenser is disposed. The air heat source heat pump device according to Item 1.
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