JP3435531B2 - 除湿冷房機を用いた空調装置 - Google Patents
除湿冷房機を用いた空調装置Info
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- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
- F24F3/1423—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant with a moving bed of solid desiccants, e.g. a rotary wheel supporting solid desiccants
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- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F2203/00—Devices or apparatus used for air treatment
- F24F2203/10—Rotary wheel
- F24F2203/1016—Rotary wheel combined with another type of cooling principle, e.g. compression cycle
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- F24F2203/1084—Rotary wheel comprising two flow rotor segments
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- Central Air Conditioning (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、潜熱負荷の全てを
処理する除湿冷房機を用いた空調装置の技術分野に属す
る。 【０００２】 【従来の技術】現在、一般的に行われている空調方式で
は、夏場の冷房に際しては、冷却コイルを用いて空気の
冷却と同時に冷却除湿による除湿を行っている。図３
は、主として事務所建物等で用いられている従来の空調
方式を示す構成図である。図中、１は冷水を製造するた
めの冷凍機、２は冷水配管、３は空調機、４は冷水コイ
ル、５は室内に空調エアを供給するための給気ダクト、
６は空調エアを再循環させるための還気ダクト、７は室
内エアを排気するための排気ダクト、８は外気吸入ダク
ト、９は全熱交換器である。この方式では、(1)全熱交
換器９で導入された外気と室内からの排気の全熱交換を
行い、外気の温度及び湿度をある程度まで下げ、(2)全
熱交換器９を出た空気を室内からの還気と混合させ、
(3)この空気を冷水コイル４を用いて、室内の顕熱負荷
及び潜熱負荷（湿度）を除去するのに適当な温度・湿度
に調整して室内に供給するように構成している。 【０００３】図３に示した各ポイントでの温度は夏場の
ピークの例であり、実際には室内外の負荷の変化により
各ポイントの温度湿度も変化する。図３の場合において
は、１６℃の給気が必要とされているが、この場合、温
度だけを考えた場合には、例えば、冷凍機からの冷水供
給温度を９℃程度、冷凍機への冷水戻り温度を１４℃程
度の温度で十分であるが、実際には冷却除湿を行わせる
ために、冷凍機からの冷水供給温度を７℃程度、冷凍機
への冷水戻り温度を１２℃程度の冷水が必要とされてい
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の空調方式に
おいては、空気の冷却と減湿が同時に行われるため、除
湿能力は冷却能力に依存し、従って、中間期などで顕熱
負荷（冷房負荷）が少ない時期で湿度が高い（潜熱負荷
が大きい）場合には、コイルにて充分な除湿ができず室
内が不快な高湿度状態になるか、あるいは、除湿するた
め一旦冷やした空気を室内の条件に合わせて再び加熱を
する必要が生じるという問題を有している。 【０００５】また、冷凍機からの冷水供給温度と冷凍機
への冷水戻り温度との温度差を大きくすることによっ
て、水の循環量を減少させ搬送動力の省エネルギー化を
図ることができるが、そのために冷水供給温度を通常よ
り低く（例えば５℃）した場合には、冷凍機の効率（Ｃ
ＯＰ）の低下が起きるため総合的な省エネルギー化には
ならない。一方、冷水戻り温度を通常より高く（例えば
１４℃）した場合には、より高い温度で効率的に冷却除
湿を行わせるために、特殊なコイルが必要となり、コス
トアップの要因になってしまう。 【０００６】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、従来の空調機による冷却除湿の代わりに、除湿冷房
機を用いて潜熱負荷の全てを処理し大温度差の空調と湿
度のコントロールを行うことができる除湿冷房機を用い
た空調装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】そのために、本発明の除
湿冷房機を用いた空調装置は、室内に冷却された空気を
給気するための空調機と、該空調機に接続された外気吸
入ダクトと、室内エアを排気するための排気ダクトと、
前記排気ダクトと外気吸入ダクト間に配設される除湿冷
房機と、空調機内に設けられた第１の冷水コイルと、外
気吸入ダクト内に除湿冷房機の下流側に配設された第２
の冷水コイルと、前記第１の冷水コイルおよび第２の冷
水コイルの順に冷水を供給する冷凍機とを備え、該除湿
冷房機は、前記排気ダクトと外気吸入ダクト間に回転可
能に設けられた除湿ロータ及び顕熱交換ロータと、前記
除湿ロータと顕熱交換ロータとの間で排気ダクトに設け
られた加熱ヒータとからなることを特徴とする。 【０００８】 【発明の実施の態様】以下、本発明の実施の態様を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明の除湿冷房機を用
いた空調装置の例を示し、図１（Ａ）は全体構成図、図
１（Ｂ）は図１（Ａ）の除湿冷房機を示す斜視図であ
る。 【０００９】図１（Ａ）において、１は冷水を製造する
ための冷凍機、２は冷水配管、３は空調機、４は空調機
内に設けられた第１の冷水コイル、５は室内に空調エア
を供給するための給気ダクト、６は空調エアを再循環さ
せるための還気ダクト、７は室内エアを排気するための
排気ダクト、８は空調機に接続された外気吸入ダクトで
ある。排気ダクト７と外気吸入ダクト８間には除湿冷房
機１０が配設され、また、外気吸入ダクト８内には、除
湿冷房機１０の下流側に第２の冷水コイル１５が配設さ
れ、第１及び第２の冷水コイル４、１５は、冷水配管２
により冷凍機１に直列に接続され、冷凍機１は第１の冷
水コイル４および第２の冷水コイル１５の順に冷水を供
給するように構成されている。 【００１０】除湿冷房機１０は、潜熱負荷（湿度）の全
てを処理するための装置であり、図１（Ｂ）にも示すよ
うに、排気ダクト７と外気吸入ダクト８との間に回転可
能に設けられた除湿ロータ１１及び顕熱交換ロータ１２
と、除湿ロータ１１と顕熱交換ロータ１２との間で排気
ダクト７に設けられた加熱ヒータ１３とから構成されて
いる。除湿ロータ１１は、空気中の水分を吸収又は吸着
を利用して取り除くものであり、シリカゲル、ゼオライ
ト等の吸湿性材料で製造される。また、加熱ヒータ１３
の熱源としては、コージュネシステム、地域冷暖房シス
テム、燃料電池等の他の熱発生装置において捨てられる
豊富な低レベル温度の排熱を利用する。 【００１１】上記構成からなる空調装置の作用について
説明する。導入外気は、先ず、除湿冷房機１０の除湿ロ
ータ１１において、外気の水分が吸湿性材料中に吸収又
は吸着されて除湿され、次に、顕熱交換ロータ１２で排
気の顕熱により冷却され、次に、第２の冷水コイル１５
で冷却された後、空調機３に送られここで還気ダクト６
からの排気の一部と混合され、さらに第１の冷却コイル
４により冷却されて給気ダクト５から室内に供給され
る。室内からの残りの排気は、顕熱交換ロータ１２で外
気により加熱されるとともに、加熱ヒータ１３でさらに
加熱された後、除湿ロータ１１に流れ、吸湿性材料を乾
燥、再生した後、排気される。 【００１２】図１（Ａ）に示した各ポイントでの温度は
夏場のピークの例であり、除湿冷房機１０で潜熱負荷
（湿度）の全てを処理するため、冷凍機１からの冷水供
給温度を９℃程度と高くすることができ、冷凍機１の能
力及び効率を向上させることができ、また、冷水供給温
度と冷水戻り温度との温度差を大きくすることができ、
水の循環量を減少させ搬送動力の省エネルギー化を図る
ことができる。 【００１３】図２は、本発明の除湿冷房機を用いた空調
装置の他の例を示す構成図である。なお、図１の例と同
一の構成については同一番号を付けて説明を省略する。
本例においては、ヒートポンプＧＨＰの室外機１６と室
内機１７を冷媒配管１９により接続し、図１と同様に、
排気ダクト７と外気吸入ダクト８との間に除湿冷房機１
０を配設し、加熱ヒータ１３を室外機１６の排熱により
加熱するようにしている。 【００１４】本発明においては、除湿冷房機から出た外
気は、潜熱・顕熱の等エンタルピー交換によって高温に
なっているため、特別なコイルを用いることなく通常の
冷房用コイルを用いて大温度差の空調を行わせることが
でき、水の循環量を減少させ搬送動力の省エネルギー化
を図ることができる。また、除湿冷房機で潜熱負荷（湿
度）の全てを処理できるため、顕熱負荷の多少に左右さ
れずに湿度のコントロールを行うことができる。また、
空調機での冷却除湿が不要となるため、冷水供給温度を
高くとることができ、冷凍機の能力及び効率を向上させ
ることができる。また、冷水コイルにて水分の凝縮が起
こらないため、ドレンパンや空調機からの排水設備が不
要になる。 【００１５】さらに、除湿冷房機の加熱ヒータ熱源とし
て、コージェネシステム、地域冷暖房システム、燃料電
池、ヒートポンプ等の熱発生装置において捨てられる豊
富な低レベル温度の排熱を利用した場合には、特に夏期
の排熱の有効利用を図ることができる。また、発汗によ
る体温制御を促進し、個体差により追随できる空調を実
現させることができる。
処理する除湿冷房機を用いた空調装置の技術分野に属す
る。 【０００２】 【従来の技術】現在、一般的に行われている空調方式で
は、夏場の冷房に際しては、冷却コイルを用いて空気の
冷却と同時に冷却除湿による除湿を行っている。図３
は、主として事務所建物等で用いられている従来の空調
方式を示す構成図である。図中、１は冷水を製造するた
めの冷凍機、２は冷水配管、３は空調機、４は冷水コイ
ル、５は室内に空調エアを供給するための給気ダクト、
６は空調エアを再循環させるための還気ダクト、７は室
内エアを排気するための排気ダクト、８は外気吸入ダク
ト、９は全熱交換器である。この方式では、(1)全熱交
換器９で導入された外気と室内からの排気の全熱交換を
行い、外気の温度及び湿度をある程度まで下げ、(2)全
熱交換器９を出た空気を室内からの還気と混合させ、
(3)この空気を冷水コイル４を用いて、室内の顕熱負荷
及び潜熱負荷（湿度）を除去するのに適当な温度・湿度
に調整して室内に供給するように構成している。 【０００３】図３に示した各ポイントでの温度は夏場の
ピークの例であり、実際には室内外の負荷の変化により
各ポイントの温度湿度も変化する。図３の場合において
は、１６℃の給気が必要とされているが、この場合、温
度だけを考えた場合には、例えば、冷凍機からの冷水供
給温度を９℃程度、冷凍機への冷水戻り温度を１４℃程
度の温度で十分であるが、実際には冷却除湿を行わせる
ために、冷凍機からの冷水供給温度を７℃程度、冷凍機
への冷水戻り温度を１２℃程度の冷水が必要とされてい
る。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】上記従来の空調方式に
おいては、空気の冷却と減湿が同時に行われるため、除
湿能力は冷却能力に依存し、従って、中間期などで顕熱
負荷（冷房負荷）が少ない時期で湿度が高い（潜熱負荷
が大きい）場合には、コイルにて充分な除湿ができず室
内が不快な高湿度状態になるか、あるいは、除湿するた
め一旦冷やした空気を室内の条件に合わせて再び加熱を
する必要が生じるという問題を有している。 【０００５】また、冷凍機からの冷水供給温度と冷凍機
への冷水戻り温度との温度差を大きくすることによっ
て、水の循環量を減少させ搬送動力の省エネルギー化を
図ることができるが、そのために冷水供給温度を通常よ
り低く（例えば５℃）した場合には、冷凍機の効率（Ｃ
ＯＰ）の低下が起きるため総合的な省エネルギー化には
ならない。一方、冷水戻り温度を通常より高く（例えば
１４℃）した場合には、より高い温度で効率的に冷却除
湿を行わせるために、特殊なコイルが必要となり、コス
トアップの要因になってしまう。 【０００６】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、従来の空調機による冷却除湿の代わりに、除湿冷房
機を用いて潜熱負荷の全てを処理し大温度差の空調と湿
度のコントロールを行うことができる除湿冷房機を用い
た空調装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】そのために、本発明の除
湿冷房機を用いた空調装置は、室内に冷却された空気を
給気するための空調機と、該空調機に接続された外気吸
入ダクトと、室内エアを排気するための排気ダクトと、
前記排気ダクトと外気吸入ダクト間に配設される除湿冷
房機と、空調機内に設けられた第１の冷水コイルと、外
気吸入ダクト内に除湿冷房機の下流側に配設された第２
の冷水コイルと、前記第１の冷水コイルおよび第２の冷
水コイルの順に冷水を供給する冷凍機とを備え、該除湿
冷房機は、前記排気ダクトと外気吸入ダクト間に回転可
能に設けられた除湿ロータ及び顕熱交換ロータと、前記
除湿ロータと顕熱交換ロータとの間で排気ダクトに設け
られた加熱ヒータとからなることを特徴とする。 【０００８】 【発明の実施の態様】以下、本発明の実施の態様を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明の除湿冷房機を用
いた空調装置の例を示し、図１（Ａ）は全体構成図、図
１（Ｂ）は図１（Ａ）の除湿冷房機を示す斜視図であ
る。 【０００９】図１（Ａ）において、１は冷水を製造する
ための冷凍機、２は冷水配管、３は空調機、４は空調機
内に設けられた第１の冷水コイル、５は室内に空調エア
を供給するための給気ダクト、６は空調エアを再循環さ
せるための還気ダクト、７は室内エアを排気するための
排気ダクト、８は空調機に接続された外気吸入ダクトで
ある。排気ダクト７と外気吸入ダクト８間には除湿冷房
機１０が配設され、また、外気吸入ダクト８内には、除
湿冷房機１０の下流側に第２の冷水コイル１５が配設さ
れ、第１及び第２の冷水コイル４、１５は、冷水配管２
により冷凍機１に直列に接続され、冷凍機１は第１の冷
水コイル４および第２の冷水コイル１５の順に冷水を供
給するように構成されている。 【００１０】除湿冷房機１０は、潜熱負荷（湿度）の全
てを処理するための装置であり、図１（Ｂ）にも示すよ
うに、排気ダクト７と外気吸入ダクト８との間に回転可
能に設けられた除湿ロータ１１及び顕熱交換ロータ１２
と、除湿ロータ１１と顕熱交換ロータ１２との間で排気
ダクト７に設けられた加熱ヒータ１３とから構成されて
いる。除湿ロータ１１は、空気中の水分を吸収又は吸着
を利用して取り除くものであり、シリカゲル、ゼオライ
ト等の吸湿性材料で製造される。また、加熱ヒータ１３
の熱源としては、コージュネシステム、地域冷暖房シス
テム、燃料電池等の他の熱発生装置において捨てられる
豊富な低レベル温度の排熱を利用する。 【００１１】上記構成からなる空調装置の作用について
説明する。導入外気は、先ず、除湿冷房機１０の除湿ロ
ータ１１において、外気の水分が吸湿性材料中に吸収又
は吸着されて除湿され、次に、顕熱交換ロータ１２で排
気の顕熱により冷却され、次に、第２の冷水コイル１５
で冷却された後、空調機３に送られここで還気ダクト６
からの排気の一部と混合され、さらに第１の冷却コイル
４により冷却されて給気ダクト５から室内に供給され
る。室内からの残りの排気は、顕熱交換ロータ１２で外
気により加熱されるとともに、加熱ヒータ１３でさらに
加熱された後、除湿ロータ１１に流れ、吸湿性材料を乾
燥、再生した後、排気される。 【００１２】図１（Ａ）に示した各ポイントでの温度は
夏場のピークの例であり、除湿冷房機１０で潜熱負荷
（湿度）の全てを処理するため、冷凍機１からの冷水供
給温度を９℃程度と高くすることができ、冷凍機１の能
力及び効率を向上させることができ、また、冷水供給温
度と冷水戻り温度との温度差を大きくすることができ、
水の循環量を減少させ搬送動力の省エネルギー化を図る
ことができる。 【００１３】図２は、本発明の除湿冷房機を用いた空調
装置の他の例を示す構成図である。なお、図１の例と同
一の構成については同一番号を付けて説明を省略する。
本例においては、ヒートポンプＧＨＰの室外機１６と室
内機１７を冷媒配管１９により接続し、図１と同様に、
排気ダクト７と外気吸入ダクト８との間に除湿冷房機１
０を配設し、加熱ヒータ１３を室外機１６の排熱により
加熱するようにしている。 【００１４】本発明においては、除湿冷房機から出た外
気は、潜熱・顕熱の等エンタルピー交換によって高温に
なっているため、特別なコイルを用いることなく通常の
冷房用コイルを用いて大温度差の空調を行わせることが
でき、水の循環量を減少させ搬送動力の省エネルギー化
を図ることができる。また、除湿冷房機で潜熱負荷（湿
度）の全てを処理できるため、顕熱負荷の多少に左右さ
れずに湿度のコントロールを行うことができる。また、
空調機での冷却除湿が不要となるため、冷水供給温度を
高くとることができ、冷凍機の能力及び効率を向上させ
ることができる。また、冷水コイルにて水分の凝縮が起
こらないため、ドレンパンや空調機からの排水設備が不
要になる。 【００１５】さらに、除湿冷房機の加熱ヒータ熱源とし
て、コージェネシステム、地域冷暖房システム、燃料電
池、ヒートポンプ等の熱発生装置において捨てられる豊
富な低レベル温度の排熱を利用した場合には、特に夏期
の排熱の有効利用を図ることができる。また、発汗によ
る体温制御を促進し、個体差により追随できる空調を実
現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の除湿冷房機を用いた空調装置の１例を
示し、図１（Ａ）は全体構成図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）の除湿冷房機を示す斜視図である。 【図２】本発明の除湿冷房機を用いた空調装置の他の例
を示す構成図である。 【図３】従来の空調方式を示す構成図である。 【符号の説明】 １…冷凍機、２…冷水配管、３…空調機、４…第１の冷
水コイル ５…給気ダクト、６…還気ダクト、７…排気ダクト、８
…外気吸入ダクト １０…除湿冷房機、１１…除湿ロータ、１２…顕熱交換
ロータ １３…加熱ヒータ、１５…第２の冷水コイル、１６…室
外機、１７…室内機 １９…冷媒配管
示し、図１（Ａ）は全体構成図、図１（Ｂ）は図１
（Ａ）の除湿冷房機を示す斜視図である。 【図２】本発明の除湿冷房機を用いた空調装置の他の例
を示す構成図である。 【図３】従来の空調方式を示す構成図である。 【符号の説明】 １…冷凍機、２…冷水配管、３…空調機、４…第１の冷
水コイル ５…給気ダクト、６…還気ダクト、７…排気ダクト、８
…外気吸入ダクト １０…除湿冷房機、１１…除湿ロータ、１２…顕熱交換
ロータ １３…加熱ヒータ、１５…第２の冷水コイル、１６…室
外機、１７…室内機 １９…冷媒配管
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(56)参考文献 特開 平６−221618（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−231340（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−143337（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−181818（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−108132（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F24F 3/00 - 3/16
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】室内に冷却された空気を給気するための空
調機と、該空調機に接続された外気吸入ダクトと、室内
エアを排気するための排気ダクトと、前記排気ダクトと
外気吸入ダクト間に配設される除湿冷房機と、空調機内
に設けられた第１の冷水コイルと、外気吸入ダクト内に
除湿冷房機の下流側に配設された第２の冷水コイルと、
前記第１の冷水コイルおよび第２の冷水コイルの順に冷
水を供給する冷凍機とを備え、該除湿冷房機は、前記排
気ダクトと外気吸入ダクト間に回転可能に設けられた除
湿ロータ及び顕熱交換ロータと、前記除湿ロータと顕熱
交換ロータとの間で排気ダクトに設けられた加熱ヒータ
とからなることを特徴とする除湿冷房機を用いた空調装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29424795A JP3435531B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 除湿冷房機を用いた空調装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29424795A JP3435531B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 除湿冷房機を用いた空調装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09137964A JPH09137964A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3435531B2 true JP3435531B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=17805263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29424795A Expired - Fee Related JP3435531B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 除湿冷房機を用いた空調装置 |
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