JPH1026433A - 空調システム - Google Patents

空調システム

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JPH1026433A
JPH1026433A JP20315696A JP20315696A JPH1026433A JP H1026433 A JPH1026433 A JP H1026433A JP 20315696 A JP20315696 A JP 20315696A JP 20315696 A JP20315696 A JP 20315696A JP H1026433 A JPH1026433 A JP H1026433A
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air
desiccant
evaporator
path
condenser
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Kensaku Maeda
健作 前田
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Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 デシカントの吸湿能力の速やかな回復を可能
にして、高いエネルギー効率とともに始動特性に優れた
空調システムを提供する。 【解決手段】 処理空気経路Aにおいて処理空気中の水
分を吸着し、再生空気経路Bにおいて再生空気により再
生されるデシカントと、圧縮機、凝縮器220、蒸発器
240及び冷媒経路とを備え、凝縮器220はデシカン
ト通過前の再生空気と熱交換関係をなし、蒸発器240
はデシカント通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸気
圧縮式の第1の冷凍サイクルと、圧縮機、凝縮器32
0、蒸発器340及び冷媒経路とを備え、凝縮器320
がデシカント通過前の再生空気と熱交換関係をなし、蒸
発器340がデシカント通過後の再生空気と熱交換関係
をなす蒸気圧縮式の冷凍サイクルとを有し、冷凍サイク
ルによってデシカント通過後の再生空気から熱回収して
デシカント通過前の再生空気を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調システムに係
り、特にデシカントによる水分の吸着処理とヒートポン
プによるデシカントの再生処理を連続的に行えるように
した空調システムに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、USP4,430,864に開
示された従来技術であり、これは、処理空気経路Aと、
再生空気経路Bと、2つのデシカントベッド103A,
103Bと、デシカントの再生及び処理空気の冷却を行
うヒートポンプ200とを有している。このヒートポン
プ200は、2つのデシカントベッド103A,103
Bに埋設された熱交換器210,220を高低熱源とし
て用いるもので、一方のデシカントベッドは処理空気を
通過させて吸着工程を行い、他方のデシカントは再生空
気を通過させて再生工程を行う。この空調処理が所定時
間行われた後、4方切り換え弁105,106を切り換
えて、再生及び処理空気を逆のデシカントベッドに流し
て逆の工程を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術においては、ヒートポンプ200の高低の熱源と各デ
シカントがそれぞれ一体化されていたために、冷房効果
ΔQに相当する熱量がヒートポンプ(冷凍機)にそのま
ま負荷される。すなわち、ヒートポンプ(冷凍機)の能
力以上の効果が出せない。したがって、装置を複雑にし
ただけの効果が得られない。
【0004】そこで、このような問題点を解決するため
に、図6に示すように、再生空気経路Bにヒートポンプ
の高温熱源220を配して再生空気を加熱し、処理空気
経路Aにヒートポンプの低温熱源210を配して処理空
気を冷却するとともに、デシカント103通過後の処理
空気とデシカント103通過前の再生空気との間で顕熱
交換を行う熱交換器104を設けることが考えられる。
ここでは、デシカント103が、処理空気経路Aと再生
空気経路Bの双方にまたがって回転するデシカントロー
タを用いている。
【0005】これにより、図7の湿り空気線図に示すよ
うに、ヒートポンプによる冷却効果の他に、処理空気と
再生空気の間の顕熱交換による冷却効果を併わせた冷却
効果(ΔQ)を得ることができるので、コンパクトな構
成で図5の空調システムより高い効率を得ることができ
る。
【0006】しかしながら、この構成の空調システムに
おいても、システムの長期停止後の運転開始時のような
場合で、デシカントが自然吸湿して吸湿能力が低下して
しまっているような場合、図7中で点線で示すように運
転当初は処理空気から十分な吸湿ができず、デシカント
出口はあまり温度が上昇しない(状態(L))。そのた
め、顕熱熱交換器104における処理空気と再生空気の
温度差が小さく、交換熱量が小さくなって、再生空気を
十分に加熱できず、再生空気のヒートポンプの高温熱源
220の入口温度も低くなる(状態(R))。このような
状態からヒートポンプを運転しても、再生空気を十分に
加熱できず(状態(S))、従ってデシカントの吸湿能力
が回復しないためにシステムの立ち上がりが遅くなる問
題があった。
【0007】本発明は、上記課題に鑑み、デシカントの
吸湿能力の速やかな回復を可能にして、高いエネルギー
効率とともに始動特性に優れた空調システムを提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされ、請求項1に記載の発明は、処理空気
経路において処理空気中の水分を吸着し、再生空気経路
において再生空気により再生されるデシカントと、少な
くとも第1の圧縮機、第1の凝縮器、第1の蒸発器及び
冷媒経路とを備え、該第1の凝縮器はデシカント通過前
の再生空気と熱交換関係をなし、該第1の蒸発器はデシ
カント通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸気圧縮式
の第1の冷凍サイクルと、少なくとも第2の圧縮機、第
2の凝縮器、第2の蒸発器及び冷媒経路とを備え、該第
2の凝縮器がデシカント通過前の再生空気と熱交換関係
をなし、該第2の蒸発器がデシカント通過後の再生空気
と熱交換関係をなす蒸気圧縮式の第2の冷凍サイクルと
を有し、第2の冷凍サイクルによってデシカント通過後
の再生空気から熱回収してデシカント通過前の再生空気
を加熱することを特徴とする空調システムである。
【0009】これにより、第1の冷凍サイクルでは、デ
シカント通過後の処理空気から顕熱を回収してデシカン
ト通過前の再生空気の加熱を行う一方で、第2の冷凍サ
イクルではデシカント通過後の再生空気から顕熱を回収
してデシカント通過前の再生空気をさらに加熱すること
によって、始動時のデシカント再生能力を高め、デシカ
ントの吸湿能力の速やかな回復を可能にして、高いエネ
ルギー効率とともに始動特性に優れた空調システムを提
供することができる。
【0010】請求項2に記載の発明は、処理空気経路に
おいて処理空気中の水分を吸着し、再生空気経路におい
て再生空気により再生されるデシカントと、少なくとも
第1の圧縮機、第1の凝縮器、第1の蒸発器及び冷媒経
路とを備え、該第1の凝縮器はデシカント通過前の再生
空気と熱交換関係をなし、該第1の蒸発器はデシカント
通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸気圧縮式の第1
の冷凍サイクルと、少なくとも第2の圧縮機、第2の凝
縮器、選択的に切り換え可能な2つの第2の蒸発器及び
冷媒経路とを備え、該第2の凝縮器がデシカント通過前
の再生空気と熱交換関係をなし、該第2の蒸発器のうち
一方がデシカント通過後の再生空気と熱交換関係をな
し、他の一方がデシカント通過後の処理空気と熱交換関
係をなす蒸気圧縮式の第2の冷凍サイクルとを有し、第
2の冷凍サイクルによって、デシカント通過後の再生空
気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカント通
過後の再生空気から熱回収してデシカント通過前の再生
空気を加熱するか、もしくはデシカント通過後の処理空
気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカント通
過前の処理空気から熱回収してデシカント通過前の再生
空気を加熱するかを選択可能に構成したことを特徴とす
る空調システムである。
【0011】これにより、始動時においては、第1の冷
凍サイクルでは、デシカント通過後の処理空気から顕熱
を回収してデシカント通過前の再生空気の加熱を行う一
方、第2の冷凍サイクルではデシカント通過後の再生空
気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカント通
過後の再生空気から熱回収してデシカント通過前の再生
空気を加熱することによって、始動時のデシカント再生
能力を高め、デシカントの吸湿能力の速やかな回復を可
能にして、始動特性に優れた空調システムを提供するこ
とができるとともに、始動が完了してデシカントの吸湿
能力が回復した時点では、第2の冷凍サイクルでデシカ
ント通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸発器を作用
させてデシカント通過前の処理空気から熱回収してデシ
カント通過前の再生空気を加熱することによって、処理
空気の冷却と再生空気の加熱を同時に実現することがで
きるため、エネルギー効率が高い空調システムを提供す
ることができる。
【0012】請求項3に記載の発明は、第2の凝縮器を
第1の凝縮器よりも再生空気経路の下流側に設置したこ
とを特徴とする請求項1もしくは2に記載の空調システ
ムである。
【0013】請求項4に記載の発明は、処理空気と熱交
換関係にある第2の蒸発器を、第1の蒸発器よりも処理
空気経路の上流側に設置したことを特徴とする請求項2
に記載の空調システムである。
【0014】
【実施例】以下、本発明に係るデシカント空調装置の一
実施例を図面を参照して説明する。図1は、本発明に係
る空調システムの基本構成を示す図であり、このうち蒸
気圧縮式ヒートポンプの部分は、蒸発器(冷却器)24
0、凝縮器(加熱器)220、圧縮機260、および膨
張弁250を主な構成機器として経路201,202,
203,204を冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイク
ルをなし、かつ蒸発器240がデシカント103通過後
の処理空気と熱交換関係をなし、かつ凝縮器220がデ
シカント通過前の再生空気と熱交換関係をなす第1のサ
イクルと、蒸発器(冷却器)340、凝縮器(加熱器)
320、圧縮機360、および膨張弁350を主な構成
機器として、経路301,302,303,304を冷
媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルをなす第2のサイ
クルからなり、かつ蒸発器340がデシカント103通
過後の再生空気と熱交換関係をなし、かつ凝縮器320
がデシカント103通過前の再生空気と熱交換関係をな
す。
【0015】デシカントロータ103は、図6において
説明したものと同じように、デシカントが、処理空気経
路Aと再生空気経路Bの双方に跨がって所定のサイクル
で回転するよう構成されている。処理空気経路Aは、空
調空間と還気RA導入用の送風機102の吸い込み口を
経路107を介して接続し、送風機102の吐出口はデ
シカントロータ103と経路108を介して接続し、デ
シカントロータ103の処理空気の出口は再生空気と熱
交換関係にある顕熱熱交換器104と経路109を介し
て接続し、顕熱熱交換器104の処理空気の出口は第1
の冷凍サイクルの蒸発器(冷却器)240と経路110
を介して接続し、冷却器240の処理空気の出口は加湿
器105と経路111を介して接続し、加湿器105の
処理空気の出口は給気口となる処理空気出口と経路11
2を介して接続して処理空気のサイクルを形成する。
【0016】一方、再生空気経路Bは、再生空気となる
外気導入用の送風機140の吸い込み口と経路124を
介して接続し、送風機140の吐出口は処理空気と熱交
換関係にある顕熱熱交換器104と接続し、顕熱熱交換
器104の再生空気の出口は第1の冷凍サイクルの凝縮
器(加熱器)220と経路126を介して接続し、凝縮
器(加熱器)220の再生空気の出口は第2の冷凍サイ
クルの凝縮器(加熱器)320と経路127を介して接
続し、加熱器320の再生空気の出口はデシカントロー
タ103の再生空気入口と経路128を介して接続し、
デシカントロータ103の再生空気の出口は第2の冷凍
サイクルの蒸発器(冷却器)340と経路129を介し
て接続し、蒸発器(冷却器)340の出口は再生空気の
出口である外部空間と経路130を介して接続して再生
空気を外部から取り入れて、外部に排気するサイクルを
形成する。なお図中、丸で囲ったアルファベットK〜V
は、図2と対応する空気の状態を示す記号である。
【0017】上述のように構成されたデシカント空調装
置の蒸気圧縮式冷凍サイクル部分のサイクルを次に説明
する。第1のサイクルの冷媒は蒸発器(冷却器)240
で処理空気から蒸発潜熱を奪って蒸発し、経路204を
経て圧縮機260に吸引され圧縮された後、経路201
を経て凝縮器(加熱器)220に流入し、凝縮熱を再生
空気に放出して凝縮する。凝縮された冷媒は経路202
を経て膨張弁250に至りそこで減圧膨張した後、蒸発
器(冷却器)240に還流する。第2のサイクルでは、
冷媒は蒸発器(冷却器)340でデシカント103を出
た再生空気から蒸発潜熱を奪って蒸発し、経路304を
経て圧縮機360に吸引され圧縮された後、経路301
を経て凝縮器(加熱器)320に流入し、凝縮熱をデシ
カント103に流入前の再生空気に放出して凝縮する。
凝縮した冷媒は経路302を経て膨張弁350に至りそ
こで減圧膨張した後、蒸発器(冷却器)340に還流す
る。
【0018】次に、前述のように構成されたヒートポン
プを熱源とするデシカント空調システムの動作を、図2
の湿り空気線図を参照して説明する。導入される還気
(処理空気:状態(K))は経路107を経て送風機10
2に吸引され昇圧されて経路108を経てデシカントロ
ータ103に送られ、デシカントロータの吸湿剤で空気
中の水分を吸着され、絶対湿度が低下するとともに吸着
熱によって空気は温度上昇する(状態(L))。湿度が下
がり温度が上昇した空気は経路109を経て顕熱熱交換
器104に送られ、外気(再生空気)と熱交換して冷却
される(状態(M))。冷却された空気は経路110を経
て蒸発器(冷却器)240を通過して冷却される(状態
(N))。冷却された処理空気は加湿器105に送られ、
水噴射または気化式加湿によって等エンタルピ過程で温
度低下し(状態(P))、経路112を経て給気として空
調空間に戻される。
【0019】デシカントロータ103はこの過程で水分
を吸着したため、再生が必要で、この実施例では外気を
再生用空気として用いて次のように行われる。再生空気
として用いられる外気(状態(Q))は経路124を経て
送風機140に吸引され、昇圧されて顕熱熱交換器10
4に送られ、処理空気を冷却して自らは温度上昇し(状
態(R))、経路126を経て凝縮器(加熱器)220に
送られて、第1のヒートポンプによって加熱されて温度
上昇する(状態(S))。さらに凝縮器(加熱器)220
を出た再生空気は、経路127を経て凝縮器(加熱器)
320に至り、ここで第2のヒートポンプによって加熱
されて最終的に60〜80℃まで温度上昇し(状態
(T))、相対湿度が低下する。凝縮器(加熱器)320
を出て相対湿度が低下した再生空気は、デシカントロー
タ103を通過してデシカントロータの水分を除去して
再生作用をする。デシカントロータ103を通過した再
生空気は経路129を経て蒸発器340に流入し、第2
のヒートポンプによって熱回収されて冷却された(状態
(V))のち、経路130を経て排気として外部に捨てら
れる。
【0020】このようにしてデシカントの再生と処理空
気の除湿、冷却を繰り返し行うことによって、デシカン
トによる空調を行う。なお再生用空気として室内換気に
ともなう排気を用いる方法も従来からデシカント空調で
は広く行われているが、本発明においても室内からの排
気を再生用空気として使用してもさしつかえなく、本実
施例と同様の効果が得られる。
【0021】このように構成されたデシカント空調シス
テムでは、始動時において、第1のサイクルでは、デシ
カント通過後の処理空気から回収した顕熱を汲み上げて
デシカント通過前の再生空気の加熱を行い(状態(R)〜
(S))、一方、第2のサイクルではデシカント通過後の
再生空気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカ
ント通過後の再生空気から回収した熱を汲み上げてデシ
カント通過前の再生空気を加熱する(状態(S)〜
(T))。これによって、始動時にデシカントの吸着能力
が十分でなく、顕熱熱交換器104出口の再生空気温度
が低く、状態(R)と状態(Q)とが近接していても、デシ
カント103入口の再生空気が状態(T)まで加熱するこ
とができるため、始動時のデシカント再生能力が高めら
れ、デシカントの吸湿能力の速やかな回復を可能にし
て、始動特性に優れた空調システムを提供することがで
きる。
【0022】なお、始動が完了し、デシカント103が
十分な吸着能力を回復した時点において、第2のサイク
ルをなすヒートポンプは停止して差し支えない。また、
本実施例における第2のサイクルの凝縮器320は第1
のサイクルの凝縮器220よりも再生空気経路の下流側
に設置したが、このようにしたほうが、第1のサイクル
の凝縮器220と蒸発器240の温度差が第2のヒート
ポンプを停止させた場合においても変動せず、従って圧
縮比が変動しないで済むため、第1のサイクルの圧縮機
を安定した作動条件に保つことができる効果がある。
【0023】図3は本発明の第2の実施例である。この
実施例では蒸気圧縮式ヒートポンプの構成を、圧縮機2
60、蒸発器240、凝縮器220を構成機器として蒸
気圧縮式冷凍サイクルを形成し、かつ蒸発器240がデ
シカント103通過後の処理空気と熱交換関係をなし、
凝縮器220がデシカント103通過前の再生空気と熱
交換関係をなす第1のサイクルと、圧縮機360、選択
的に切り換え可能な2つの蒸発器340Aおよび340
B、凝縮器320を構成機器として蒸気圧縮式冷凍サイ
クルを形成し、かつ該2つの蒸発器のうち一方340A
がデシカント103通過後の再生空気と熱交換関係をな
し、他方340Bがデシカント103通過後の処理空気
と熱交換関係をなし、かつ凝縮器320がデシカント1
03通過前の再生空気と熱交換関係をなす第2のサイク
ルとを有している。これは、第2のサイクルによってデ
シカント103通過後の再生空気と熱交換関係をなす蒸
発器340Aを作用させ、デシカント103通過後の再
生空気から熱回収してデシカント103通過前の再生空
気を加熱するか、もしくは、デシカント103通過後の
処理空気と熱交換関係をなす蒸発器340Bを作用さ
せ、デシカント103通過前の処理空気から熱回収して
デシカント103通過前の再生空気を加熱するかを切替
弁370の切り換えによって選択可能に構成したもので
ある。
【0024】この例においては、第2のサイクルよって
デシカント103通過後の再生空気と熱交換関係をなす
蒸発器340Aを作用させてデシカント通過後の再生空
気から熱回収してデシカント103通過前の再生空気を
加熱するサイクルを選択した場合には、先の実施例と同
様に始動特性が向上する。すなわち、始動時にデシカン
ト103の吸着能力が十分でなく、図2に示したように
顕熱熱交換器104出口の再生空気温度が低く状態(R)
が状態(Q)に接近していても、デシカント103入口の
再生空気を状態(T)まで加熱することができるため、始
動時のデシカント再生能力を高め、デシカント103の
吸湿能力の速やかな回復を可能にして、始動特性に優れ
た空調システムを提供することができる。
【0025】始動が完了すると、切替弁370を切り換
えて、デシカント103通過後の処理空気と熱交換関係
をなす蒸発器340Bを作用させる。これにより、デシ
カント103通過前の処理空気から熱回収してデシカン
ト103通過前の再生空気を加熱するサイクルが選択さ
れ、第2のヒートポンプを用いてさらに冷房効果を増加
させることができる。
【0026】このように切り換えられた空調システムの
動作を図4の湿り空気線図を参照して説明する。導入さ
れる還気(処理空気:状態(K))は経路107を経て送
風機102に吸引され昇圧されて経路108を経てデシ
カントロータ103に送られ、デシカントロータの吸湿
剤で空気中の水分を吸着されて絶対湿度が低下するとと
もに吸着熱によって空気は温度上昇する(状態(L))。
湿度が下がり温度上昇した空気は経路109を経て顕熱
熱交換器104に送られ、外気(再生空気)と熱交換し
て冷却される(状態(M))。冷却された空気は経路11
0を経て第2のヒートポンプの蒸発器(冷却器)340
Bを通過して冷却された(状態(M′))後、第1のヒー
トポンプの蒸発器(冷却器)240を通過してさらに冷
却される(状態(N))。冷却された処理空気は加湿器1
05に送られ、水噴射または気化式加湿によって等エン
タルピ過程で温度低下し(状態(P))、経路112を経
て給気として空調空間に戻される。
【0027】デシカントロータの再生は外気を再生用空
気として用いて次のように行われる。再生空気として用
いられる外気(状態(Q))は経路124を経て送風機1
40に吸引され、昇圧されて顕熱熱交換器104に送ら
れ、処理空気を冷却して自らは温度上昇し(状態
(R))、経路126を経て第1のヒートポンプの凝縮器
(加熱器)220に送られ、蒸発器240から汲み上げ
られた熱で加熱されて温度上昇する(状態(S))。さら
に、凝縮器(加熱器)220を出た再生空気は経路12
7を経て第2のヒートポンプの凝縮器(加熱器)320
において蒸発器340Bから汲み上げられた熱で加熱さ
れて最終的に60〜80℃まで温度上昇し(状態
(T))、相対湿度が低下する。凝縮器(加熱器)320
を出て相対湿度が低下した再生空気は、デシカントロー
タ103を通過してデシカントロータの水分を除去し、
再生作用をする。デシカントロータ103を通過した再
生空気は経路129を経て蒸発器340に流入するが、
この熱交換器は切替弁370の切り換えによって作動し
ていないため、再生空気は温度変化せず経路130を経
て排気として外部に捨てられる。
【0028】このように構成されたデシカント空調シス
テムでは、始動時においてデシカント再生能力を高め、
デシカント103の吸湿能力の速やかな回復を可能にし
て、始動特性を向上させるとともに、始動完了後はサイ
クルを切り換えて、処理空気から熱回収して再生空気を
加熱することにより処理空気が一層冷却されるため、冷
房効果が増すとともに、エネルギー効率を高めた空調シ
ステムを提供することができる。また、本実施例におけ
る第2のサイクルの凝縮器320は第1のサイクルの凝
縮器220よりも再生空気経路Bの下流側に設置し第2
のサイクルの蒸発器340Bを、第1のサイクルの蒸発
器240よりも処理空気経路Aの上流側に設置したが、
このようにしたほうが、始動完了後の運転中、第1のサ
イクルの凝縮器220と蒸発器240の温度差(状態
(S)と(N)の温度差)と第2のサイクルの凝縮器320
と蒸発器340Bの温度差(状態(T)と(M′)の温度
差)が平均化され、従って圧縮比が同等で済むため、第
1のサイクルの圧縮機260と第2のサイクルの圧縮機
360の負荷が平均化され、いずれかに過大な圧縮負荷
をかけないで済む効果がある。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、デ
シカントによる水分の吸着処理とヒートポンプによるデ
シカントの再生処理を連続的に行えるようにした空調シ
ステムにおいて、ヒートポンプを蒸気圧縮冷凍サイクル
による2つのサイクルで構成し、第1のサイクルでは、
デシカント通過後の処理空気から顕熱を回収してデシカ
ント通過前の再生空気の加熱を行う一方、第2のサイク
ルではデシカント通過後の再生空気から顕熱を回収して
デシカント通過前の再生空気をさらに加熱することによ
って、始動時のデシカント再生能力を高め、デシカント
の吸湿能力の速やかな回復を可能にして、高いエネルギ
ー効率とともに始動特性に優れた空調システムを提供す
ることができる。さらに、第2のサイクルにおいて蒸発
器を2つ切替可能に設けることにより、始動完了後は第
2のサイクルを切り換えることによって、処理空気から
熱回収して再生空気を加熱して冷房効果を向上させると
ともにエネルギー効率を高めた空調システムを提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空調システムの一実施例の基本構
成を示す説明図である。
【図2】図1の空調システムの空気のデシカント空調サ
イクルを湿り空気線図で示す説明図である。
【図3】本発明に係る空調システムの他の実施例の基本
構成を示す説明図である。
【図4】図3の空調システムの空気のデシカント空調サ
イクルを湿り空気線図で示す説明図である。
【図5】従来の空調システムの基本構成を示す説明図で
ある。
【図6】仮想的な空調システムの構成を示す説明図であ
る。
【図7】図6の例に係る空調システムの基本構成を示す
説明図である。
【符号の説明】
102,140 送風機 103 デシカントロータ 104 顕熱熱交換器 220,320 凝縮器 240,340 蒸発器 260,360 圧縮機 A 処理空気経路 B 再生空気経路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成8年9月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 空調システム
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空調システムに係
り、特にデシカントによる水分の吸着処理とヒートポン
プによるデシカントの再生処理を連続的に行えるように
した空調システムに関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、USP4,430,864に開
示された従来技術であり、これは、処理空気経路Aと、
再生空気経路Bと、2つのデシカントベッド103A,
103Bと、デシカントの再生及び処理空気の冷却を行
うヒートポンプ200とを有している。このヒートポン
プ200は、2つのデシカントベッド103A,103
Bに埋設された熱交換器210,220を高低熱源とし
て用いるもので、一方のデシカントベッドは処理空気を
通過させて吸着工程を行い、他方のデシカントは再生空
気を通過させて再生工程を行う。この空調処理が所定時
間行われた後、4方切り換え弁105,106を切り換
えて、再生及び処理空気を逆のデシカントベッドに流し
て逆の工程を行う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術においては、ヒートポンプ200の高低の熱源と各デ
シカントがそれぞれ一体化されていたために、冷房効果
ΔQに相当する熱量がヒートポンプ(冷凍機)にそのま
ま負荷される。すなわち、ヒートポンプ(冷凍機)の能
力以上の効果が出せない。したがって、装置を複雑にし
ただけの効果が得られない。
【0004】そこで、このような問題点を解決するため
に、図6に示すように、再生空気経路Bにヒートポンプ
の高温熱源220を配して再生空気を加熱し、処理空気
経路Aにヒートポンプの低温熱源210を配して処理空
気を冷却するとともに、デシカント103通過後の処理
空気とデシカント103通過前の再生空気との間で顕熱
交換を行う熱交換器104を設けることが考えられる。
ここでは、デシカント103が、処理空気経路Aと再生
空気経路Bの双方にまたがって回転するデシカントロー
タを用いている。
【0005】これにより、図7の湿り空気線図に示すよ
うに、ヒートポンプによる冷却効果の他に、処理空気と
再生空気の間の顕熱交換による冷却効果を併わせた冷却
効果(ΔQ)を得ることができるので、コンパクトな構
成で図5の空調システムより高い効率を得ることができ
る。
【0006】しかしながら、この構成の空調システムに
おいても、システムの長期停止後の運転開始時のような
場合で、デシカントが自然吸湿して吸湿能力が低下して
しまっているような場合、図7中で点線で示すように運
転当初は処理空気から十分な吸湿ができず、デシカント
出口はあまり温度が上昇しない(状態(L))。そのた
め、顕熱熱交換器104における処理空気と再生空気の
温度差が小さく、交換熱量が小さくなって、再生空気を
十分に加熱できず、再生空気のヒートポンプの高温熱源
220の入口温度も低くなる(状態(R))。このよう
な状態からヒートポンプを運転しても、再生空気を十分
に加熱できず(状態(S))、従ってデシカントの吸湿
能力が回復しないためにシステムの立ち上がりが遅くな
る問題があった。
【0007】本発明は、上記課題に鑑み、デシカントの
吸湿能力の速やかな回復を可能にして、高いエネルギー
効率とともに始動特性に優れた空調システムを提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされ、請求項1に記載の発明は、処理空気
経路において処理空気中の水分を吸着し、再生空気経路
において再生空気により再生されるデシカントと、少な
くとも第1の圧縮機、第1の凝縮器、第1の蒸発器及び
冷媒経路とを備え、該第1の凝縮器はデシカント通過前
の再生空気と熱交換関係をなし、該第1の蒸発器はデシ
カント通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸気圧縮式
の第1の冷凍サイクルと、少なくとも第2の圧縮機、第
2の凝縮器、第2の蒸発器及び冷媒経路とを備え、該第
2の凝縮器がデシカント通過前の再生空気と熱交換関係
をなし、該第2の蒸発器がデシカント通過後の再生空気
と熱交換関係をなす蒸気圧縮式の第2の冷凍サイクルと
を有し、第2の冷凍サイクルによってデシカント通過後
の再生空気から熱回収してデシカント通過前の再生空気
を加熱することを特徴とする空調システムである。
【0009】これにより、第1の冷凍サイクルでは、デ
シカント通過後の処理空気から顕熱を回収してデシカン
ト通過前の再生空気の加熱を行う一方で、第2の冷凍サ
イクルではデシカント通過後の再生空気から顕熱を回収
してデシカント通過前の再生空気をさらに加熱すること
によって、始動時のデシカント再生能力を高め、デシカ
ントの吸湿能力の速やかな回復を可能にして、高いエネ
ルギー効率とともに始動特性に優れた空調システムを提
供することができる。
【0010】請求項2に記載の発明は、処理空気経路に
おいて処理空気中の水分を吸着し、再生空気経路におい
て再生空気により再生されるデシカントと、少なくとも
第1の圧縮機、第1の凝縮器、第1の蒸発器及び冷媒経
路とを備え、該第1の凝縮器はデシカント通過前の再生
空気と熱交換関係をなし、該第1の蒸発器はデシカント
通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸気圧縮式の第1
の冷凍サイクルと、少なくとも第2の圧縮機、第2の凝
縮器、選択的に切り換え可能な2つの第2の蒸発器及び
冷媒経路とを備え、該第2の凝縮器がデシカント通過前
の再生空気と熱交換関係をなし、該第2の蒸発器のうち
一方がデシカント通過後の再生空気と熱交換関係をな
し、他の一方がデシカント通過後の処理空気と熱交換関
係をなす蒸気圧縮式の第2の冷凍サイクルとを有し、第
2の冷凍サイクルによって、デシカント通過後の再生空
気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカント通
過後の再生空気から熱回収してデシカント通過前の再生
空気を加熱するか、もしくはデシカント通過後の処理空
気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカント通
過前の処理空気から熱回収してデシカント通過前の再生
空気を加熱するかを選択可能に構成したことを特徴とす
る空調システムである。
【0011】これにより、始動時においては、第1の冷
凍サイクルでは、デシカント通過後の処理空気から顕熱
を回収してデシカント通過前の再生空気の加熱を行う一
方、第2の冷凍サイクルではデシカント通過後の再生空
気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカント通
過後の再生空気から熱回収してデシカント通過前の再生
空気を加熱することによって、始動時のデシカント再生
能力を高め、デシカントの吸湿能力の速やかな回復を可
能にして、始動特性に優れた空調システムを提供するこ
とができるとともに、始動が完了してデシカントの吸湿
能力が回復した時点では、第2の冷凍サイクルでデシカ
ント通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸発器を作用
させてデシカント通過前の処理空気から熱回収してデシ
カント通過前の再生空気を加熱することによって、処理
空気の冷却と再生空気の加熱を同時に実現することがで
きるため、エネルギー効率が高い空調システムを提供す
ることができる。
【0012】請求項3に記載の発明は、第2の凝縮器を
第1の凝縮器よりも再生空気経路の下流側に設置したこ
とを特徴とする請求項1もしくは2に記載の空調システ
ムである。
【0013】請求項4に記載の発明は、処理空気と熱交
換関係にある第2の蒸発器を、第1の蒸発器よりも処理
空気経路の上流側に設置したことを特徴とする請求項2
に記載の空調システムである。
【0014】
【実施例】以下、本発明に係るデシカント空調装置の一
実施例を図面を参照して説明する。図1は、本発明に係
る空調システムの基本構成を示す図であり、このうち蒸
気圧縮式ヒートポンプの部分は、蒸発器(冷却器)24
0、凝縮器(加熱器)220、圧縮機260、および膨
張弁250を主な構成機器として経路201,202,
203,204を冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイク
ルをなし、かつ蒸発器240がデシカント103通過後
の処理空気と熱交換関係をなし、かつ凝縮器220がデ
シカント通過前の再生空気と熱交換関係をなす第1のサ
イクルと、蒸発器(冷却器)340、凝縮器(加熱器)
320、圧縮機360、および膨張弁350を主な構成
機器として、経路301,302,303,304を冷
媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルをなす第2のサイ
クルからなり、かつ蒸発器340がデシカント103通
過後の再生空気と熱交換関係をなし、かつ凝縮器320
がデシカント103通過前の再生空気と熱交換関係をな
す。
【0015】デシカントロータ103は、図6において
説明したものと同じように、デシカントが、処理空気経
路Aと再生空気経路Bの双方に跨がって所定のサイクル
で回転するよう構成されている。処理空気経路Aは、空
調空間と還気RA導入用の送風機102の吸い込み口を
経路107を介して接続し、送風機102の吐出口はデ
シカントロータ103と経路108を介して接続し、デ
シカントロータ103の処理空気の出口は再生空気と熱
交換関係にある顕熱熱交換器104と経路109を介し
て接続し、顕熱熱交換器104の処理空気の出口は第1
の冷凍サイクルの蒸発器(冷却器)240と経路110
を介して接続し、冷却器240の処理空気の出口は加湿
器105と経路111を介して接続し、加湿器105の
処理空気の出口は給気口となる処理空気出口と経路11
2を介して接続して処理空気のサイクルを形成する。
【0016】一方、再生空気経路Bは、再生空気となる
外気導入用の送風機140の吸い込み口と経路124を
介して接続し、送風機140の吐出口は処理空気と熱交
換関係にある顕熱熱交換器104と接続し、顕熱熱交換
器104の再生空気の出口は第1の冷凍サイクルの凝縮
器(加熱器)220と経路126を介して接続し、凝縮
器(加熱器)220の再生空気の出口は第2の冷凍サイ
クルの凝縮器(加熱器)320と経路127を介して接
続し、加熱器320の再生空気の出口はデシカントロー
タ103の再生空気入口と経路128を介して接続し、
デシカントロータ103の再生空気の出口は第2の冷凍
サイクルの蒸発器(冷却器)340と経路129を介し
て接続し、蒸発器(冷却器)340の出口は再生空気の
出口である外部空間と経路130を介して接続して再生
空気を外部から取り入れて、外部に排気するサイクルを
形成する。なお図中、丸で囲ったアルファベットK〜V
は、図2と対応する空気の状態を示す記号である。
【0017】上述のように構成されたデシカント空調装
置の蒸気圧縮式冷凍サイクル部分のサイクルを次に説明
する。第1のサイクルの冷媒は蒸発器(冷却器)240
で処理空気から蒸発潜熱を奪って蒸発し、経路204を
経て圧縮機260に吸引され圧縮された後、経路201
を経て凝縮器(加熱器)220に流入し、凝縮熱を再生
空気に放出して凝縮する。凝縮された冷媒は経路202
を経て膨張弁250に至りそこで減圧膨張した後、蒸発
器(冷却器)240に還流する。第2のサイクルでは、
冷媒は蒸発器(冷却器)340でデシカント103を出
た再生空気から蒸発潜熱を奪って蒸発し、経路304を
経て圧縮機360に吸引され圧縮された後、経路301
を経て凝縮器(加熱器)320に流入し、凝縮熱をデシ
カント103に流入前の再生空気に放出して凝縮する。
凝縮した冷媒は経路302を経て膨張弁350に至りそ
こで減圧膨張した後、蒸発器(冷却器)340に還流す
る。
【0018】次に、前述のように構成されたヒートポン
プを熱源とするデシカント空調システムの動作を、図2
の湿り空気線図を参照して説明する。導入される還気
(処理空気:状態)は経路107を経て送風機102
に吸引され昇圧されて経路108を経てデシカントロー
タ103に送られ、デシカントロータの吸湿剤で空気中
の水分を吸着され、絶対湿度が低下するとともに吸着熱
によって空気は温度上昇する(状態)。湿度が下がり
温度が上昇した空気は経路109を経て顕熱熱交換器1
04に送られ、外気(再生空気)と熱交換して冷却され
る(状態)。冷却された空気は経路110を経て蒸発
器(冷却器)240を通過して冷却される(状態)。
冷却された処理空気は加湿器105に送られ、水噴射ま
たは気化式加湿によって等エンタルピ過程で温度低下し
(状態)、経路112を経て給気として空調空間に戻
される。
【0019】デシカントロータ103はこの過程で水分
を吸着したため、再生が必要で、この実施例では外気を
再生用空気として用いて次のように行われる。再生空気
として用いられる外気(状態)は経路124を経て送
風機140に吸引され、昇圧されて顕熱熱交換器104
に送られ、処理空気を冷却して自らは温度上昇し(状態
)、経路126を経て凝縮器(加熱器)220に送ら
れて、第1のヒートポンプによって加熱されて温度上昇
する(状態)。さらに凝縮器(加熱器)220出た再
生空気は、経路127を経て凝縮器(加熱器)320に
至り、ここで第2のヒートポンプによって加熱されて最
終的に60〜80℃まで温度上昇し(状態)、相対湿
度が低下する。凝縮器(加熱器)320を出て相対湿度
が低下した再生空気は、デシカントロータ103を通過
してデシカントロータの水分を除去して再生作用をす
る。デシカントロータ103を通過した再生空気は経路
129を経て蒸発器340に流入し、第2のヒートポン
プによって熱回収されて冷却された(状態)のち、経
路130を経て排気として外部に捨てられる。
【0020】このようにしてデシカントの再生と処理空
気の除湿、冷却を繰り返し行うことによって、デシカン
トによる空調を行う。なお再生用空気として室内換気に
ともなう排気を用いる方法も従来からデシカント空調で
は広く行われているが、本発明においても室内からの排
気を再生用空気として使用してもさしつかえなく、本実
施例と同様の効果が得られる。
【0021】このように構成されたデシカント空調シス
テムでは、始動時において、第1のサイクルでは、デシ
カント通過後の処理空気から回収した顕熱を汲み上げて
デシカント通過前の再生空気の加熱を行い(状態
)、一方、第2のサイクルではデシカント通過後の再
生空気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカン
ト通過後の再生空気から回収した熱を汲み上げてデシカ
ント通過前の再生空気を加熱する(状態)。これ
によって、始動時にデシカントの吸着能力が十分でな
く、顕熱熱交換器104出口の再生空気温度が低く、状
と状態とが近接していても、デシカント103入
口の再生空気が状態まで加熱することができるため、
始動時のデシカント再生能力が高められ、デシカントの
吸湿能力の速やかな回復を可能にして、始動特性に優れ
た空調システムを提供することができる。
【0022】なお、始動が完了し、デシカント103が
十分な吸着能力を回復した時点において、第2のサイク
ルをなすヒートポンプは停止して差し支えない。また、
本実施例における第2のサイクルの凝縮器320は第1
のサイクルの凝縮器220よりも再生空気経路の下流側
に設置したが、このようにしたほうが、第1のサイクル
の凝縮器220と蒸発器240の温度差が第2のヒート
ポンプを停止させた場合においても変動せず、従って圧
縮比が変動しないで済むため、第1のサイクルの圧縮機
を安定した作動条件に保つことができる効果がある。
【0023】図3は本発明の第2の実施例である。この
実施例では蒸気圧縮式ヒートポンプの構成を、圧縮機2
60、蒸発器240、凝縮器220を構成機器として蒸
気圧縮式冷凍サイクルを形成し、かつ蒸発器240がデ
シカント103通過後の処理空気と熱交換関係をなし、
凝縮器220がデシカント103通過前の再生空気と熱
交換関係をなす第1のサイクルと、圧縮機360、選択
的に切り換え可能な2つの蒸発器340Aおよび340
B、凝縮器320を構成機器として蒸気圧縮式冷凍サイ
クルを形成し、かつ該2つの蒸発器のうち一方340A
がデシカント103通過後の再生空気と熱交換関係をな
し、他方340Bがデシカント103通過後の処理空気
と熱交換関係をなし、かつ凝縮器320がデシカント1
03通過前の再生空気と熱交換関係をなす第2のサイク
ルとを有している。これは、第2のサイクルによってデ
シカント103通過後の再生空気と熱交換関係をなす蒸
発器340Aを作用させ、デシカント103通過後の再
生空気から熱回収してデシカント103通過前の再生空
気を加熱するか、もしくは、デシカント103通過後の
処理空気と熱交換関係をなす蒸発器340Bを作用さ
せ、デシカント103通過前の処理空気から熱回収して
デシカント103通過前の再生空気を加熱するかを切替
弁370の切り換えによって選択可能に構成したもので
ある。
【0024】この例においては、第2のサイクルよって
デシカント103通過後の再生空気と熱交換関係をなす
蒸発器340Aを作用させてデシカント通過後の再生空
気から熱回収してデシカント103通過前の再生空気を
加熱するサイクルを選択した場合には、先の実施例と同
様に始動特性が向上する。すなわち、始動時にデシカン
ト103の吸着能力が十分でなく、図2に示したように
顕熱熱交換器104出口の再生空気温度が低く状態
状態に接近していても、デシカント103入口の再生
空気を状態まで加熱することができるため、始動時の
デシカント再生能力を高め、デシカント103の吸湿能
力の速やかな回復を可能にして、始動特性に優れた空調
システムを提供することができる。
【0025】始動が完了すると、切替弁370を切り換
えて、デシカント103通過後の処理空気と熱交換関係
をなす蒸発器340Bを作用させる。これにより、デシ
カント103通過前の処理空気から熱回収してデシカン
ト103通過前の再生空気を加熱するサイクルが選択さ
れ、第2のヒートポンプを用いてさらに冷房効果を増加
させることができる。
【0026】このように切り換えられた空調システムの
動作を図4の湿り空気線図を参照して説明する。導入さ
れる還気(処理空気:状態)は経路107を経て送風
機102に吸引され昇圧されて経路108を経てデシカ
ントロータ103に送られ、デシカントロータの吸湿剤
で空気中の水分を吸着されて絶対湿度が低下するととも
に吸着熱によって空気は温度上昇する(状態)。湿度
が下がり温度上昇した空気は経路109を経て顕熱熱交
換器104に送られ、外気(再生空気)と熱交換して冷
却される(状態)。冷却された空気は経路110を経
て第2のヒートポンプの蒸発器(冷却器)340Bを通
過して冷却された(状態M′)後、第1のヒートポンプ
の蒸発器(冷却器)240を通過してさらに冷却される
(状態)。冷却された処理空気は加湿器105に送ら
れ、水噴射または気化式加湿によって等エンタルピ過程
で温度低下し(状態)、経路112を経て給気として
空調空間に戻される。
【0027】デシカントロータの再生は外気を再生用空
気として用いて次のように行われる。再生空気として用
いられる外気(状態)は経路124を経て送風機14
0に吸引され、昇圧されて顕熱熱交換器104に送ら
れ、処理空気を冷却して自らは温度上昇し(状態)、
経路126を経て第1のヒートポンプの凝縮器(加熱
器)220に送られ、蒸発器240から汲み上げられた
熱で加熱されて温度上昇する(状態)。さらに、凝縮
器(加熱器)220を出た再生空気は経路127を経て
第2のヒートポンプの凝縮器(加熱器)320において
蒸発器340Bから汲み上げられた熱で加熱されて最終
的に60〜80℃まで温度上昇し(状態)、相対湿度
が低下する。凝縮器(加熱器)320を出て相対湿度が
低下した再生空気は、デシカントロータ103を通過し
てデシカントロータの水分を除去し、再生作用をする。
デシカントロータ103を通過した再生空気は経路12
9を経て蒸発器340に流入するが、この熱交換器は切
替弁370の切り換えによって作動していないため、再
生空気は温度変化せず経路130を経て排気として外部
に捨てられる。
【0028】このように構成されたデシカント空調シス
テムでは、始動時においてデシカント再生能力を高め、
デシカント103の吸湿能力の速やかな回復を可能にし
て、始動特性を向上させるとともに、始動完了後はサイ
クルを切り換えて、処理空気から熱回収して再生空気を
加熱することにより処理空気が一層冷却されるため、冷
房効果が増すとともに、エネルギー効率を高めた空調シ
ステムを提供することができる。また、本実施例におけ
る第2のサイクルの凝縮器320は第1のサイクルの凝
縮器220よりも再生空気経路Bの下流側に設置し第2
のサイクルの蒸発器340Bを、第1のサイクルの蒸発
器240よりも処理空気経路Aの上流側に設置したが、
このようにしたほうが、始動完了後の運転中、第1のサ
イクルの凝縮器220と蒸発器240の温度差(状態
の温度差)と第2のサイクルの凝縮器320と蒸発
器340Bの温度差(状態M′の温度差)が平均化
され、従って圧縮比が同等で済むため、第1のサイクル
の圧縮機260と第2のサイクルの圧縮機360の負荷
が平均化され、いずれかに過大な圧縮負荷をかけないで
済む効果がある。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、デ
シカントによる水分の吸着処理とヒートポンプによるデ
シカントの再生処理を連続的に行えるようにした空調シ
ステムにおいて、ヒートポンプを蒸気圧縮冷凍サイクル
による2つのサイクルで構成し、第1のサイクルでは、
デシカント通過後の処理空気から顕熱を回収してデシカ
ント通過前の再生空気の加熱を行う一方、第2のサイク
ルではデシカント通過後の再生空気から顕熱を回収して
デシカント通過前の再生空気をさらに加熱することによ
って、始動時のデシカント再生能力を高め、デシカント
の吸湿能力の速やかな回復を可能にして、高いエネルギ
ー効率とともに始動特性に優れた空調システムを提供す
ることができる。さらに、第2のサイクルにおいて蒸発
器を2つ切替可能に設けることにより、始動完了後は第
2のサイクルを切り換えることによって、処理空気から
熱回収して再生空気を加熱して冷房効果を向上させると
ともにエネルギー効率を高めた空調システムを提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る空調システムの一実施例の基本構
成を示す説明図である。
【図2】図1の空調システムの空気のデシカント空調サ
イクルを湿り空気線図で示す説明図である。
【図3】本発明に係る空調システムの他の実施例の基本
構成を示す説明図である。
【図4】図3の空調システムの空気のデシカント空調サ
イクルを湿り空気線図で示す説明図である。
【図5】従来の空調システムの基本構成を示す説明図で
ある。
【図6】仮想的な空調システムの構成を示す説明図であ
る。
【図7】図6の例に係る空調システムの基本構成を示す
説明図である。
【符号の説明】 102,140 送風機 103 デシカントロータ 104 顕熱熱交換器 220,320 凝縮器 240,340 蒸発器 260,360 圧縮機 A 処理空気経路 B 再生空気経路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 処理空気経路において処理空気中の水分
    を吸着し、再生空気経路において再生空気により再生さ
    れるデシカントと、 少なくとも第1の圧縮機、第1の凝縮器、第1の蒸発器
    及び冷媒経路とを備え、該第1の凝縮器はデシカント通
    過前の再生空気と熱交換関係をなし、該第1の蒸発器は
    デシカント通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸気圧
    縮式の第1の冷凍サイクルと、 少なくとも第2の圧縮機、第2の凝縮器、第2の蒸発器
    及び冷媒経路とを備え、該第2の凝縮器がデシカント通
    過前の再生空気と熱交換関係をなし、該第2の蒸発器が
    デシカント通過後の再生空気と熱交換関係をなす蒸気圧
    縮式の第2の冷凍サイクルとを有し、 第2の冷凍サイクルによってデシカント通過後の再生空
    気から熱回収してデシカント通過前の再生空気を加熱す
    ることを特徴とする空調システム。
  2. 【請求項2】 処理空気経路において処理空気中の水分
    を吸着し、再生空気経路において再生空気により再生さ
    れるデシカントと、 少なくとも第1の圧縮機、第1の凝縮器、第1の蒸発器
    及び冷媒経路とを備え、該第1の凝縮器はデシカント通
    過前の再生空気と熱交換関係をなし、該第1の蒸発器は
    デシカント通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸気圧
    縮式の第1の冷凍サイクルと、 少なくとも第2の圧縮機、第2の凝縮器、選択的に切り
    換え可能な2つの第2の蒸発器及び冷媒経路とを備え、
    該第2の凝縮器がデシカント通過前の再生空気と熱交換
    関係をなし、該第2の蒸発器のうち一方がデシカント通
    過後の再生空気と熱交換関係をなし、他の一方がデシカ
    ント通過後の処理空気と熱交換関係をなす蒸気圧縮式の
    第2の冷凍サイクルとを有し、 第2の冷凍サイクルによって、デシカント通過後の再生
    空気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカント
    通過後の再生空気から熱回収してデシカント通過前の再
    生空気を加熱するか、もしくはデシカント通過後の処理
    空気と熱交換関係をなす蒸発器を作用させてデシカント
    通過前の処理空気から熱回収してデシカント通過前の再
    生空気を加熱するかを選択可能に構成したことを特徴と
    する空調システム。
  3. 【請求項3】 第2の凝縮器を第1の凝縮器よりも再生
    空気経路の下流側に設置したことを特徴とする請求項1
    又は2に記載の空調システム。
  4. 【請求項4】 処理空気と熱交換関係にある第2の蒸発
    器を、第1の蒸発器よりも処理空気経路の上流側に設置
    したことを特徴とする請求項2に記載の空調システム。
JP20315696A 1996-01-12 1996-07-12 空調システム Pending JPH1026433A (ja)

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JP20315696A JPH1026433A (ja) 1996-07-12 1996-07-12 空調システム
US08/780,276 US5816065A (en) 1996-01-12 1997-01-09 Desiccant assisted air conditioning system
US08/781,038 US5761923A (en) 1996-01-12 1997-01-09 Air conditioning system
CN97100392A CN1116552C (zh) 1996-01-12 1997-01-13 空调***
CNB971003912A CN1175215C (zh) 1996-01-12 1997-01-13 干燥剂辅助空调***

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6442951B1 (en) 1998-06-30 2002-09-03 Ebara Corporation Heat exchanger, heat pump, dehumidifier, and dehumidifying method
JP2010078304A (ja) * 2008-09-01 2010-04-08 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機とその運転方法並びに空調システム
JP2013145065A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置
JP2019066155A (ja) * 2017-10-05 2019-04-25 高砂熱学工業株式会社 デシカントロータを用いた外気処理機及び外気処理方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6442951B1 (en) 1998-06-30 2002-09-03 Ebara Corporation Heat exchanger, heat pump, dehumidifier, and dehumidifying method
JP2010078304A (ja) * 2008-09-01 2010-04-08 Mitsubishi Electric Corp 空気調和機とその運転方法並びに空調システム
JP2013145065A (ja) * 2012-01-13 2013-07-25 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置
JP2019066155A (ja) * 2017-10-05 2019-04-25 高砂熱学工業株式会社 デシカントロータを用いた外気処理機及び外気処理方法

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