JP3316570B2 - ヒートポンプ及び除湿装置 - Google Patents

ヒートポンプ及び除湿装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプ及び
除湿装置に関し、特にＣＯＰの高いヒートポンプ及びそ
のようなヒートポンプを備える除湿装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図１７に示すように、従来から熱源とし
てヒートポンプを備えたデシカント空調装置があった。
図１７の空調装置では、ヒートポンプとして、圧縮機２
６０を用いた圧縮ヒートポンプＨＰが用いられている。
この空調装置は、デシカントロータ１０３により水分を
吸着される処理空気Ａの経路と、加熱源によって加熱さ
れたのち前記水分吸着後のデシカントロータ１０３を通
過してデシカント中の水分を脱着して再生する再生空気
Ｂの経路を有し、水分を吸着された処理空気とデシカン
トロータ１０３のデシカント（乾燥剤）を再生する前か
つ加熱源により加熱される前の再生空気との間に顕熱熱
交換器１０４を有する空調機と、圧縮ヒートポンプＨＰ
とを有し、前記圧縮ヒートポンプＨＰの高熱源として前
記空調機のデシカントを再生する再生空気を用い、この
再生空気を加熱器２２０で加熱し、圧縮ヒートポンプＨ
Ｐの低熱源として前記空調機の処理空気を用い、この処
理空気を冷却器２１０で冷却するものである。
【０００３】ここで、図１８のモリエ線図を参照して図
１７に示される圧縮ヒートポンプＨＰの作用を説明す
る。図１８に示すのは冷媒ＨＦＣ１３４ａのモリエ線図
である。点ａは冷却器２１０で蒸発した冷媒の状態を示
し、飽和ガスの状態にある。圧力は４．２ｋｇ／ｃｍ
2 、温度は１０℃、エンタルピは１４８．８３ｋｃａｌ
／ｋｇである。このガスを圧縮機２６０で吸込圧縮した
状態、圧縮機２６０の吐出口での状態が点ｂで示されて
いる。この状態は、圧力が１９．３ｋｇ／ｃｍ2 、温度
は７８℃であり、過熱ガスの状態にある。この冷媒ガス
は、加熱器（冷媒側から見れば冷却器あるいは凝縮器）
２２０内で冷却され、モリエ線図上の点ｃに到る。この
点は飽和ガスの状態であり、圧力は１９．３ｋｇ／ｃｍ
2 、温度は６５℃である。この圧力下でさらに冷却され
凝縮して、点ｄに到る。この点は飽和液の状態であり、
圧力と温度は点ｃと同じであり、エンタルピは１２２．
９７ｋｃａｌ／ｋｇである。この冷媒液は、膨張弁２５
０で減圧され、温度１０℃の飽和圧力である４．２ｋｇ
／ｃｍ2 まで減圧され、１０℃の冷媒液とガスの混合物
として冷却器（冷媒から見れば蒸発器）２１０に到り、
ここで処理空気から熱を奪い、蒸発してモリエ線図上の
点ａの状態の飽和ガスとなり、再び圧縮機２６０に吸入
され、以上のサイクルを繰り返す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の空
調装置に用いられていたヒートポンプでは、冷媒サイク
ルにおける冷媒の冷凍効果が必ずしも大きくはなく、Ｃ
ＯＰが優れているとは言えなかった。また従来の空調装
置では処理空気を冷却器２１０で冷却する前に予備的に
冷却する顕熱熱交換器１０４が重要な役割を演じている
が、この顕熱熱交換器は一般にシステム中で大きな容積
を占めるため、システム構成を困難にし、ひいてはシス
テムの大型化が余儀なくされていた。
【０００５】そこで本発明は、ＣＯＰの高いヒートポン
プ、ＣＯＰが高くまたコンパクトにまとまった除湿装置
を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明によるヒートポンプは、例えば
図１、図２に示されるように、昇圧機２６０、凝縮器２
２０、蒸発器２１０を冷媒経路２０１〜２０７で接続し
たヒートポンプＨＰ１において；凝縮器２２０から蒸発
器２１０までを接続する冷媒経路中に設けられた、昇圧
機２６０によって昇圧される前後の圧力の中間の圧力で
冷媒の蒸発と凝縮を交互に繰り返して行う（図３、点ｅ
〜点ｆ１、点ｆ１〜ｇ１ａ等）手段を備える。
【０００７】ここで、例えば図９のフロー図とそれに対
応する図１０のモリエ線図に示すように交互に繰り返し
て行われる蒸発と凝縮の中で、凝縮された冷媒を先の中
間圧力よりも低い第２の中間圧力に減圧（図１０、点ｇ
２〜点Ｅ）した後に凝縮させるように構成してもよい
し、例えば図１２のフロー図とそれに対応する図１３の
モリエ線図に示すように蒸発と凝縮を交互に繰り返して
行う手段を２組備え、一方の蒸発と凝縮の圧力を他方の
蒸発と凝縮の圧力よりも低くし、各組で繰り返して行わ
れる蒸発と凝縮の中で、凝縮された冷媒を前記蒸発器で
の蒸発圧力にそれぞれ並列的に減圧（図１３、点ｇ２〜
点ｊ１及び点Ｇ２〜ｊ）するように構成してもよい。
【０００８】また前記目的を達成するために、請求項２
に係る発明による除湿空調装置は、処理空気から水分を
除去し、再生空気で水分を脱着されて再生される水分吸
着装置１０３と；凝縮器２２０と蒸発器２１０と、凝縮
器２２０と蒸発器２１０とを連結する細管群とを有する
ヒートポンプＨＰ１とを備え；前記細管群は凝縮器２２
０で凝縮された冷媒を蒸発器２１０に導くように構成さ
れ、且つ前記処理空気と前記再生空気とに交互に接触す
るように構成されている。
【０００９】ここで、例えば図１２または図１４に示す
ように、前記細管群は２組備えられ、また前記凝縮器か
ら前記細管群に冷媒を導く冷媒経路は２系統に分岐さ
れ、分岐された各系統が前記２組の細管群の各々に接続
され、前記各細管群からの冷媒配管は、前記蒸発器入口
で、あるいは直接蒸発器で、合流するように構成しても
よい。
【００１０】上記目的を達成するために、請求項３に係
る発明によるヒートポンプは、例えば図１、図２に示さ
れるように、冷媒を昇圧する昇圧機２６０と；昇圧機２
６０で昇圧される冷媒の蒸発熱で低熱源側流体Ａを冷却
する蒸発器２１０と；昇圧機２６０で昇圧された冷媒の
凝縮熱で高熱源側流体Ｂを加熱する凝縮器２２０と；蒸
発器２１０よりも上流側の低熱源側流体Ａと、冷却流体
とを熱交換させる第１の熱交換器３００ａとを備え；第
１の熱交換器３００ａは、低熱源側流体Ａを流す第１の
区画３１０と、冷却流体を流す第２の区画３２０とを有
し、さらに第１の区画３１０と第２の区画３２０を貫通
する冷媒流路２５１Ａ１〜Ａ９、２５２Ａ１〜Ａ９を有
し、冷媒流路２５１Ａ１〜Ａ９、２５２Ａ１〜Ａ９は凝
縮器２２０と第１の絞り３３０を介して接続され、かつ
第１の区画３１０と第２の区画３２０とを交互に繰り返
し貫通した後、第２の絞り２５０を介して蒸発器２１０
と接続されるように構成される。前記冷却流体として
は、前記高熱源側流体Ｂを用いるように構成するのが好
ましい。特に第１の熱交換器３００ａで蒸発器よりも上
流側の冷熱源側流体と熱交換させる冷却流体を、凝縮器
２２０よりも上流側の高熱源側流体Ｂとするのが好まし
い。
【００１１】冷媒流路中では、典型的には冷媒は全体と
して一方向に流れる。これは、例えば乱流であれば局所
的には逆流することがあっても、また気泡の発生や瞬断
により圧力波が発生し冷媒が流れ方向に振動しても、全
体的に見れば冷媒流路中をほぼ一方向に流れることをい
う。冷媒流路は、例えば熱交換チューブで構成され、第
１の区画と第２の区画とを交互に貫通して構成されてい
るので、全体として一方向に流れる冷媒は蒸発と凝縮を
交互に繰り返す。交互に貫通とは、第１の区画と第２の
区画とを１度ずつのみ貫通するのではなく、１度貫通し
た後第２の区画あるいは第１の区画をさらに少なくと
も、もう１度貫通することをいう。第１の区画で低熱源
流体と冷媒とは熱交換し、第２の区画で前記高熱源流体
と冷媒とは熱交換する。典型的には、第１の区画を貫通
する冷媒流路では冷媒は少なくとも一部が蒸発し、第２
の区画を貫通する冷媒流路では気相冷媒は少なくとも一
部が凝縮する。
【００１２】このように構成すると、冷媒が第１と第２
の区画を複数回通過するので、冷媒が第１の区画を貫通
する冷媒流路中で蒸発しても完全に乾いてしまうことが
ほとんどない。
【００１３】また請求項４に記載のように、第１の区画
３１０と第２の区画３２０とは、低熱源側流体Ａと冷却
流体とが互いに対向して流れるように構成され；冷媒流
路は第１の区画３１０と第２の区画内３２０で、低熱源
側流体Ａと冷却流体の流れにほぼ直交する第１の平面Ｐ
Ａ内に少なくとも１対の第１の区画貫通部２５１Ａ１と
第２の区画貫通部２５２Ａ１とを有し、第１の平面ＰＡ
とは異なる低熱源側流体Ａと冷却流体の流れにほぼ直交
する第２の平面ＰＢ内に少なくとも１対の第１の区画貫
通部２５１Ｂ１と第２の区画貫通部２５２Ｂ１とを有
し、第１の平面内ＰＡから第２の平面ＰＢ内に移動する
箇所に中間絞り３３１を有するようにしてもよい。
【００１４】冷媒流路中では、第１の区画を貫通してい
る部分では典型的には蒸発が生じて少なくとも一部の冷
媒が蒸発する。いわば蒸発セクションと呼ぶことができ
る。また第２の区画を貫通している部分では典型的には
凝縮が生じて少なくとも一部の冷媒が凝縮する。いわば
凝縮セクションと呼ぶことができる。一対とはそのよう
な蒸発セクションと凝縮セクションとの（順番は逆でも
よいが）１揃いをいう。中間絞りを有するので、第１の
平面内の冷媒流路内の圧力と第２の平面内の冷媒流路内
の圧力とは異なる値をとることができる。低熱源側流体
と冷却流体とは対向流であるので、前記異なる圧力は、
低熱源側流体の上流から下流に向かって、あるいは冷却
流体の下流から上流に向かって高から低の値をとること
になる。したがって低熱源側流体と冷却流体とは所謂対
向流熱交換を行う。したがって著しく高い熱交換効率を
得ることができる。
【００１５】ここで、例えば図１に示すように、請求項
４のヒートポンプでは、中間絞り３３１は、前記冷媒流
路が第２の区画３２０を貫通した後の箇所に配置しても
よいし、または、例えば図６に示すように、中間絞り３
３１は、前記冷媒流路が第１の区画３１０を貫通した後
の箇所に配置してもよい。
【００１６】また請求項５に記載のように、請求項３ま
たは請求項４に記載のヒートポンプでは、例えば図１２
に示すが、蒸発器２１０よりも上流側の低熱源側流体Ａ
と、冷却流体とを熱交換させる第２の熱交換器３００ｄ
２を備え；第２の熱交換器３００ｄ２は、低熱源側流体
Ａを流す第３の区画３１０Ｂと、冷却流体を流す第４の
区画３２０Ｂとを有し、さらに第３の区画３１０Ｂと第
４の区画３２０Ｂを貫通する冷媒流路を有し、前記冷媒
流路は凝縮器２２０と第３の絞り３３０Ｂを介して接続
され、かつ第３の区画３１０Ｂと第４の区画３２０Ｂと
を交互に繰り返し貫通した後、第４の絞り３４０Ｂを介
して蒸発器２１０と接続されるように構成され；第３の
区画３１０Ｂは第１の区画３１０Ａに対して低熱源側流
体Ａの下流に配置され、第４の区画３２０Ｂは第２の区
画３２０Ａに対して冷却流体の上流に配置されるように
してもよい。ここで前記冷却流体としては、前記高熱源
側流体Ｂを用いるように構成するのが好ましい。特に第
２の熱交換器３００ｄ２で蒸発器よりも上流側の冷熱源
側流体と熱交換させる冷却流体を、凝縮器２２０よりも
上流側の高熱源側流体Ｂとするのが好ましい。
【００１７】このように構成すると、第２の熱交換器３
００ｄ２を備えるので、第１の熱交換器と異なる圧力で
作動が可能であり、総合の熱交換効率を向上することが
できる。
【００１８】また請求項６に記載のように、請求項３ま
たは請求項４に記載のヒートポンプでは、例えば図９に
示すが、蒸発器２１０よりも上流側の低熱源側流体Ａ
と、冷却流体とを熱交換させる第３の熱交換器３００ｃ
２を備え；第３の熱交換器３００ｃ２は、低熱源側流体
Ａを流す第５の区画３１０Ｂと、冷却流体を流す第６の
区画３２０Ｂとを有し、さらに第５の区画３１０Ｂと第
６の区画３２０Ｂを貫通する冷媒流路を有し、前記冷媒
流路は第５の絞り３４０を介して第１の熱交換器３００
ｃ１の冷媒流路と接続され、かつ第５の区画３１０Ｂと
第６の区画３２０Ｂとを交互に繰り返し貫通した後、第
２の絞り２５０を介して前記蒸発器２１０と接続される
ように構成され；第５の区画３１０Ｂは第１の区画３１
０Ａに対して低熱源側体Ａの下流に配置され、第６の区
画３２０Ｂは第２の区画３２０Ａに対して冷却流体の上
流に配置されるようにしてもよい。ここで前記冷却流体
としては、前記高熱源側流体Ｂを用いるように構成する
のが好ましく、特に第３の熱交換器３００ｃ２で蒸発器
よりも上流側の冷熱源側流体と熱交換させる冷却流体
を、凝縮器２２０よりも上流側の高熱源側流体Ｂとする
のが好ましい。
【００１９】前記目的を達成するために、請求項７に係
る発明による除湿装置は、例えば図１、図６、図９、図
１２に示されるように、請求項３乃至請求項６のいずれ
か１項に記載のヒートポンプと；前記第１の熱交換器に
対して低熱源側流体Ａの上流に配置され、低熱源側流体
Ａ中の水分を吸着するデシカントを有する水分吸着装置
１０３とを備える。
【００２０】低熱源側流体は、典型的には空調装置の処
理空気である。水分吸着装置を備えるので低熱源側流体
の湿度を下げることができる。高熱源側流体は、典型的
には再生空気としての外気である。
【００２１】また、請求項７に記載の除湿装置では、凝
縮器２２０で加熱された高熱源側流体Ｂで前記デシカン
トの水分を脱着するように構成するのが好ましい。
【００２２】また、例えば図３に示すように、所定の低
圧４．２ｋｇ／ｃｍ２ で低熱源を冷却することにより
冷媒を蒸発させる（点ｊ〜点ａ）第１の工程と；第１の
工程で蒸発した冷媒を所定の高圧１９．３ｋｇ／ｃｍ
２ まで昇圧する（点ａ〜点ｂ）第２の工程と；第２の
工程で昇圧した冷媒を前記所定の高圧で凝縮して、凝縮
熱で高熱源側流体を加熱する（点ｂ〜点ｄ）第３の工程
と；第３の工程で凝縮した冷媒を、前記所定の高圧と前
記所定の低圧との中間の第１の中間圧力まで減圧する
（点ｄ〜点ｃ〜点ｅ）第４の工程と；第４の工程で減圧
した冷媒に、低熱源側流体の冷却による蒸発と、高熱源
側流体の加熱による凝縮とを繰り返させる第５の工程
と；第５の工程で凝縮した冷媒を、第１の工程で蒸発さ
せる冷媒として提供する第６の工程を備え；低熱源側流
体Ａから高熱源側流体Ｂに移送する熱の移送方法により
本発明の目的を達成することもできる。ここで熱の移送
は、典型的には熱の汲み上げである。
【００２３】例えば図３に示すように、第５の工程の繰
り返される蒸発と凝縮は、低熱源側流体Ａを冷却するこ
とによる蒸発（点ｅ〜点ｆ１、点ｈ１〜点ｆ２、点ｈ２
〜点ｆ３、点ｈ３〜点ｆ４）と高熱源側流体Ｂを加熱す
ることによる凝縮（点ｆ１〜点ｇ１ａ、点ｇ１ｂ〜点ｈ
１、点ｆ２〜点ｇ２ａ、点ｇ２ｂ〜点ｈ２、等）であ
る。第６の工程は、例えば図３の例では、高熱源側流体
Ｂを加熱することにより冷媒を凝縮させた（点ｆ４〜点
ｈ４）後に、第１の工程で蒸発させる冷媒として提供す
る（ｈ４〜ｊ）工程である。
【００２４】また、前述の熱の汲み上げ方法と；例えば
図４に示すように、第５の工程で冷媒の蒸発により冷却
される前の低熱源側流体に含まれる水分をデシカントに
より吸着する（点Ｋ〜点Ｌ）第１１の工程と；第３の工
程で冷媒の凝縮により加熱された高熱源側流体で第１１
の工程で水分を吸着したデシカントから水分を脱着する
（点Ｔ〜点Ｕ）第１２の工程を備える除湿方法としても
よい。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号あるいは類似
符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２６】図１は、本発明による第１の実施の形態で
あるヒートポンプＨＰ１とそれを備える除湿空調装置の
フロー図である。この除湿空調装置はデシカントを用い
た空調装置である。図２は、図１の空調装置に用いる第
１の熱交換器の構造の一例を示す模式的側面図及び一部
を抽出した模式的平面断面図、図３は、図１の空調装置
に含まれるヒートポンプＨＰ１の冷媒モリエ線図であ
り、図４は図１の空調装置の湿り空気線図である。
【００２７】図１を参照して、第１の実施の形態である
ヒートポンプ及びそれを備える除湿空調装置の構成を説
明する。この空調装置は、デシカント（乾燥剤）によっ
て処理空気の湿度を下げ、処理空気の供給される空調空
間１０１を快適な環境に維持するものである。図中、空
調空間１０１から処理空気Ａの経路に沿って、処理空気
関連の機器構成を説明する。先ず、空調空間１０１に接
続された経路１０７、この経路に接続された処理空気を
循環するための送風機１０２、経路１０８、デシカント
を充填したデシカントロータ１０３、経路１０９、本発
明の第１の熱交換器３００ａの第１の区画３１０、経路
１１０、冷媒蒸発器（処理空気から見れば冷却器）２１
０、経路１１１とこの順番で配列され、そして空調空間
１０１に戻るように構成されている。
【００２８】また、屋外ＯＡから再生空気Ｂの経路に沿
って、経路１２４、再生空気を循環するための送風機１
４０、経路１２５、デシカントロータ１０３に入る前の
再生空気とデシカントロータから出た処理空気との間で
熱交換させる熱交換器３００ａの第２の区画３２０、経
路１２６、冷媒凝縮器（再生空気から見れば加熱器）２
２０、経路１２７、デシカントロータ１０３、経路１２
８とこの順番で配列され、そして屋外に排気ＥＸするよ
うに構成されている。
【００２９】次に冷媒蒸発器２１０から冷媒の経路に沿
って、ヒートポンプＨＰ１の機器構成を説明する。図中
冷媒蒸発器２１０、経路２０７、冷媒蒸発器２１０で蒸
発してガスになった冷媒を圧縮する圧縮機２６０、経路
２０１、冷媒凝縮器２２０、経路２０２、絞り３３０、
熱交換器３００ａ、経路２０４、絞り２５０、経路２０
６がこの順番で配列され、そして再び冷媒蒸発器２１０
に戻るようにして、ヒートポンプＨＰ１が構成されてい
る。
【００３０】デシカントロータ１０３は、回転軸ＡＸ回
りに回転する厚い円盤状のロータとして形成されてお
り、そのロータ中には、気体が通過できるような隙間を
もってデシカントが充填されている。例えばチューブ状
の乾燥エレメントを、その中心軸が回転軸ＡＸと平行に
なるように多数束ねて構成している。このロータは回転
軸ＡＸ回りに一方向に回転し、また処理空気Ａと再生空
気Ｂとが回転軸ＡＸに平行に流れ込み流れ出るように構
成されている。各乾燥エレメントは、ロータ１０３が回
転するにつれて、処理空気Ａ及び再生空気Ｂと交互に接
触するように配置される。一般に処理空気Ａと再生空気
Ｂとは、回転軸ＡＸに平行に、それぞれ円形のデシカン
トロータ１０３のほぼ半分の領域を、対向流形式で流れ
るように構成されている。
【００３１】このように、この空調装置では、圧縮ヒー
トポンプＨＰ１がデシカント空調機の処理空気の冷却と
再生空気の加熱を同時に行うよう構成したことで、圧縮
ヒートポンプＨＰ１に外部から加えた駆動エネルギーに
よって圧縮ヒートポンプＨＰ１が処理空気の冷却効果を
発生させ、さらにヒートポンプ作用で処理空気から汲み
上げた熱と圧縮ヒートポンプＨＰ１の駆動エネルギーを
合計した熱でデシカントの再生が行えるため、外部から
加えた駆動エネルギーの多重効用化を図ることができ、
高い省エネルギー効果が得られる。また、熱交換器３０
０ａを設けて処理空気と再生空気との熱交換を行わせる
ことで、さらに省エネルギー効果を高めている。
【００３２】次に図２を参照して、ヒートポンプＨＰ１
に利用して好適な熱交換器３００ａの構成を説明する。
（ａ）は、プレートフィンチューブ型の熱交換器を冷媒
流路としてのチューブの長手方向に見た側面図であり、
一部のプレートフィンを破断して示してある。チューブ
の円形断面の中央に示される「×」印は、紙面の手前か
ら先方に冷媒が流れていることを示し、「・」印は紙面
先方から手前に冷媒が流れていることを示す。（ｂ）
は、（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面図である。図中、熱交換器
３００ａは、処理空気Ａを流す第１の区画３１０と、再
生空気である外気を流す第２の区画３２０とが、１枚の
隔壁３０１を介して隣接して設けられている。
【００３３】図２の（ａ）において、処理空気Ａは、図
中上方から経路１０９を通して、第１の区画３１０に供
給され、下方から経路１１０を通して出て行く。また再
生空気Ｂは、図中下方から経路１２５を通して供給さ
れ、上方から経路１２６を通して出て行く。また（ａ）
に示されるように、ほぼ水平な（図中紙面に直交する）
複数の互いに異なる平面ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ・・内のそれ
ぞれに、冷媒流路としての熱交換チューブが複数本ほぼ
平行に配列されている。
【００３４】図２の（ｂ）に示すように、前記複数の熱
交換チューブは、第１の区画３１０と第２の区画３２０
及びそれら区画間を仕切る隔壁３０１を貫通して設けら
れている。例えば（ａ）に示される平面ＰＡ内に配置さ
れた熱交換チューブは、（ｂ）に示されるように、第１
の区画３１０を貫通している部分を、第１の冷媒流路と
しての蒸発セクション２５１（複数の蒸発セクションを
２５１Ａ１、２５１Ａ２、２５１Ａ３、・・２５１Ａ９
とする（この例では一つの平面ＰＡ内のチューブ本数は
９本である）。以下複数の蒸発セクションを個別に論じ
る必要のないときは単に２５１という）と呼び、第２の
区画３２０を貫通している部分は第２の冷媒流路として
の凝縮セクション２５２（複数の凝縮セクションを２５
２Ａ１、２５２Ａ２、２５２Ａ３、・・２５２Ａ９とす
る。以下複数の凝縮セクションを個別に論じる必要のな
いときは単に２５２という）と呼ぶ。ここで蒸発セクシ
ョン２５１Ａ１と凝縮セクション２５２Ａ１、２５１Ａ
２と２５２Ａ２、２５１Ａ３と２５２Ａ３、・・２５１
Ａ９と２５２Ａ９は、それぞれ一対の第１の区画貫通部
と第２の区画貫通部であり、冷媒流路を構成している。
【００３５】さらに、平面ＰＢ内に配置された熱交換チ
ューブは、（ｂ）に示されるように、第１の区画３１０
を貫通している部分である複数の蒸発セクションを２５
１Ｂ１、２５１Ｂ２、２５１Ｂ３、・・２５１Ｂ８（こ
の例では平面ＰＢ内のチューブ本数は８本である）とす
る。また、第２の区画３２０を貫通している部分であ
る、前記蒸発セクションと一対の冷媒流路を形成してい
る部分は、第２の冷媒流路としての複数の凝縮セクショ
ン２５２Ｂ１、２５２Ｂ２、２５２Ｂ３、・・２５２Ｂ
８とする。以下図示しないが、平面ＰＣについても平面
ＰＢと同様に冷媒流路が構成されている。
【００３６】図２に示す熱交換器の形態では、蒸発セク
ション２５１Ａ１と凝縮セクション２５２Ａ１とは、一
対をなし、１本のチューブで一体の流路として構成され
ている。蒸発セクション２５１Ａ２、２５１Ａ３、・・
と凝縮セクション２５２Ａ２、２５２Ａ３、・・、ある
いは蒸発セクション２５１Ｂ１、２５１Ｂ２、２５１Ｂ
３、・・と凝縮セクション２５２Ｂ１、２５２Ｂ２、２
５２Ｂ３、・・とについても同様である。したがって、
第１の区画３１０と第２の区画３２０とが、１枚の隔壁
３０１を介して隣接して設けられていることと相まっ
て、熱交換器３００ａを全体として小型コンパクトに形
成することができる。
【００３７】図２の熱交換器の形態では、蒸発セクショ
ンは（ａ）の図中上から２５１Ａ、２５１Ｂ、２５１Ｃ
の順番で並んでおり、凝縮セクションも図中上から２５
２Ａ、２５２Ｂ、２５２Ｃの順番で並んでいる。さらに
平面ＰＡ内では、蒸発セクションは（ａ）において左か
ら右に向かって２５１Ａ１〜２５１Ａ９の順番に、また
凝縮セクションは同じく２５２Ａ１〜２５２Ａ９の順番
に並んでいる。
【００３８】さらに（ｂ）に示されるように、凝縮セク
ション２５２Ａ１の端部（隔壁３０１の反対側の端部）
と凝縮セクション２５２Ａ２の端部（隔壁３０１の反対
側の端部）とは、Ｕチューブ（ユーチューブ）で接続さ
れている。また、蒸発セクション２５１Ａ２の端部と蒸
発セクション２５１Ａ３の端部とは、同様にＵチューブ
（ユーチューブ）で接続されている。
【００３９】したがって、蒸発セクション２５１Ａ１か
ら凝縮セクション２５２Ａ１を、全体として一方向に流
れる冷媒は、Ｕチューブにより凝縮セクション２５２Ａ
２に導かれ、ここから蒸発セクション２５１Ａ２に流
れ、Ｕチューブにより蒸発セクション２５１Ａ３に流れ
るように構成されている。このようにして、蒸発セクシ
ョンと凝縮セクションとを含んで構成される冷媒流路
は、第１の区画３１０と第２の区画３２０とを交互に繰
り返し貫通する。言い換えれば、冷媒流路は蛇行する細
管群を構成している。細管群は蛇行しながら、第１の区
画３１０と第２の区画３２０を通過し、処理空気と再生
空気に交互に接触する。
【００４０】また図２において、平面ＰＡ内の、（ａ）
の図中右端の冷媒流路、凝縮セクション２５２Ａ９の端
部と、平面ＰＢ内の、図中右端の冷媒流路、凝縮セクシ
ョン２５２Ｂ８の端部とは、絞りであるオリフィス３３
１を介して接続されている。さらに平面ＰＢ内の、
（ａ）の図中左端の冷媒流路、凝縮セクション２５２Ｂ
１の端部と、平面ＰＣ内の、図中左端の冷媒流路、凝縮
セクション２５２Ｃ１（不図示）の端部とは、絞りであ
るオリフィス３３２を介して接続されている。
【００４１】一方、処理空気Ａは、図中で第１の区画３
１０にダクト１０９を通して上から入り下から流出する
ように構成されている。また、再生空気Ｂとして用いる
外気は、図中で第２の区画３２０にダクト１２５を通し
て下から入り上から流出するように構成されている。
【００４２】このような構成において、蒸発セクション
２５１Ａ１に導入された冷媒は、蒸発セクション２５１
Ａ１内で一部が蒸発して、湿り状態になって凝縮セクシ
ョン２５２Ａ１に流入する。さらにＵチューブで方向転
換して凝縮セクション２５２Ａ２に流入して、さらに凝
縮して蒸発セクション２５１Ａ２に流入する。ここで一
部の冷媒が蒸発し、Ｕチューブにより方向転換して蒸発
セクション２５１Ａ３に流入する。このように蒸発と凝
縮を交互に繰り返しながら、平面ＰＡ内の最後の列の凝
縮セクション２５２Ａ９に到り、絞り３３１で減圧され
て、平面ＰＢ内の凝縮セクション２５２Ｂ８に流入す
る。
【００４３】同様に、平面ＰＢ内の凝縮セクションと蒸
発セクションとを交互に通過して凝縮と蒸発を繰り返し
ながら、平面ＰＢ内の最後の凝縮セクション２５２Ｂ１
に到る。ここから、絞り３３２で減圧されて、平面ＰＣ
内の凝縮セクション２５２Ｃ１に流入する。
【００４４】ここで、蒸発セクション２５１Ａでの蒸発
圧力、ひいては凝縮セクション２５２Ａに於ける凝縮圧
力、即ち第１の中間圧力、あるいは蒸発セクション２５
１Ｂ、凝縮セクション２５２Ｂにおける圧力即ち第２の
中間圧力は、処理空気Ａの温度と再生空気Ｂとして用い
られる外気の温度とによって定まる。図２に示す熱交換
器３００ａは、蒸発伝熱と凝縮伝熱とを利用しているの
で、熱伝達率が非常に優れており、さらに対向流形式で
熱交換するので熱交換効率が非常に高い。また冷媒は、
蒸発セクション２５１から凝縮セクション２５２、また
凝縮セクション２５２から蒸発セクション２５１という
ように、冷媒流路内で全体としてほぼ一方向に強制的に
流されるので、処理空気と再生空気（外気）との間の熱
交換効率が高い。ここで、全体としてほぼ一方向に流れ
るとは、例えば乱流であれば局所的には逆流することが
あっても、また気泡の発生や瞬断により圧力波が発生し
冷媒が流れ方向に振動しても、全体的に見れば冷媒流路
中をほぼ一方向に流れることをいう。この実施の形態で
は、圧縮機２６０により昇圧された圧力で強制的に一方
向に流される。
【００４５】ここで、熱交換効率φとは、高温側の流体
の熱交換器入り口温度をＴＰ１、出口温度をＴ、低温側
の流体の熱交換器入り口温度をＴＣ１、出口温度をＴＣ
２としたとき、高温側の流体の冷却に注目した場合、即
ち熱交換の目的が冷却の場合は、φ＝（ＴＰ１−ＴＰ
２）／（ＴＰ１−ＴＣ１）、低温の流体の加熱に注目し
た場合、即ち熱交換の目的が加熱の場合は、φ＝（ＴＣ
２−ＴＣ１）／（ＴＰ１−ＴＣ１）と定義されるもので
ある。
【００４６】蒸発セクション２５１、凝縮セクション２
５２を構成する熱交換チューブの内面には、ライフル銃
の銃身の内面にある線状溝のようなスパイラル溝を形成
する等により高性能伝熱面とするのが好ましい。内部を
流れる冷媒液は、通常は内面を濡らすように流れるが、
スパイラル溝を形成すれば、その流れの境界層が乱され
るので熱伝達率が高くなる。
【００４７】また、第１の区画３１０には処理空気が流
れるが、熱交換チューブの外側に取り付けるフィンは、
ルーバー状に加工して流体の流れを乱すようにするのが
好ましい。第２の区画３２０は、同様にフィンは流体の
流れを乱すように構成するのが好ましい。また、フィン
はアルミニウムまたは銅あるいはこれらの合金を用いる
のが好ましい。
【００４８】次に先ず図１を参照して、各機器間の冷媒
の流れを説明し、続けて図３を参照して、ヒートポンプ
ＨＰ１の作用を説明する。
【００４９】図１において、冷媒圧縮機２６０により圧
縮された冷媒ガスは、圧縮機の吐出口に接続された冷媒
ガス配管２０１を経由して再生空気加熱器（冷媒凝縮
器）２２０に導かれる。圧縮機２６０で圧縮された冷媒
ガスは、圧縮熱により昇温しており、この熱で再生空気
を加熱する。冷媒ガス自身は熱を奪われ凝縮する。
【００５０】冷媒凝縮器２２０の冷媒出口は、熱交換器
３００ａの蒸発セクション２５１Ａ１の入り口に冷媒経
路２０２により接続されており、冷媒経路２０２の途
中、蒸発セクション２５１Ａ１の入り口近傍には、絞り
３３０が設けられている。
【００５１】なお図１では、絞り３３０と熱交換器３０
０ａの絞り３３１との間には、蒸発セクション２５１Ａ
１とそれと対をなす凝縮セクション２５２Ａ１しか示さ
れていない。最低限これでもよいが、典型的には図２を
参照して説明したように、１平面例えば平面ＰＡ内に
は、複数の蒸発セクションと凝縮セクションとが配列さ
れている。
【００５２】冷媒凝縮器（再生空気から見れば加熱器）
２２０を出た液冷媒は、絞り３３０で減圧され、膨張し
て一部の液冷媒が蒸発（フラッシュ）する。その液とガ
スの混合した冷媒は、蒸発セクション２５１Ａ１に到
り、ここで液冷媒は蒸発セクション２５１Ａ１のチュー
ブの内壁を濡らすように流れ蒸発して、第１の区画３１
０を流れる処理空気を冷却する。
【００５３】蒸発セクション２５１Ａ１と凝縮セクショ
ン２５２Ａ１とは、一連のチューブである。即ち一体の
流路として構成されているので、蒸発した冷媒ガス（及
び蒸発しなかった冷媒液）は、凝縮セクション２５２Ａ
２に流入して、第２の区画３２０を流れる外気により熱
を奪われ凝縮する。
【００５４】このように、熱交換器３００ａは、第１の
平面ＰＡ内にある、第１の区画３１０を貫通する冷媒流
路である蒸発セクションと第２の区画３２０を貫通する
冷媒流路である凝縮セクション（少なくとも１対、例え
ば２５１Ａ９と２５２Ａ９）を有し、また第２の平面Ｐ
Ｂ内にある、第２の区画３２０を貫通する冷媒流路であ
る凝縮セクションと第１の区画３１０を貫通する冷媒流
路である蒸発セクション（少なくとも１対、例えば２５
２Ｂ８と２５１Ｂ８）を有し、平面ＰＡ内の凝縮セクシ
ョン２５２Ａ９から平面ＰＢ内の凝縮セクション２５２
Ｂ８に移動する箇所に中間絞り３３１を有する。即ち中
間絞り３３１は、冷媒流路が第２の区画３２０を貫通し
た後の箇所に配置されている。
【００５５】第１の実施の形態では、ヒートポンプＨＰ
１は、絞りとして、異なる平面内の凝縮セクション同士
を結ぶ中間絞り３３１、３３２、３３３を備え、絞り３
３３の下流側にさらに凝縮セクションと蒸発セクション
の複数の対を備え、そして最後に凝縮セクションをもっ
て熱交換器３００ａから液相の冷媒が出てくるように構
成されている。
【００５６】熱交換器３００ａの最後の凝縮セクション
の出口側は、冷媒液配管２０４により、第２の絞りとし
ての膨張弁２５０に接続されている。膨張弁２５０は、
冷媒配管２０６により冷媒蒸発器（処理空気からにれば
冷却器）２１０に接続されている。
【００５７】絞り２５０の取付位置は、凝縮セクション
の直後から冷媒蒸発器２１０の入り口までのどこでもよ
いが、できるだけ冷媒蒸発器２１０の入り口直前が好ま
しい。絞り２５０後の冷媒は大気温度よりかなり低くな
るので、配管の保冷を厚くしなければならないからであ
る。凝縮セクションで凝縮した冷媒液は、絞り２５０で
減圧され膨張して温度を下げて、冷媒蒸発器２１０に入
り蒸発し、その蒸発熱で処理空気を冷却する。絞り３３
０、２５０としては、例えばオリフィス、キャピラリチ
ューブ、膨張弁等を用いる。中間絞り３３１、３３２、
３３３としては、通常はオリフィスを用いる。
【００５８】冷媒蒸発器２１０で蒸発してガス化した冷
媒は、冷媒圧縮機２６０の吸込側に導かれ、以上のサイ
クルを繰り返す。
【００５９】図２の（ｂ）を参照して、熱交換器３００
ａの蒸発セクションと凝縮セクション内の冷媒の挙動を
説明する。先ず蒸発セクション２５１Ａ１には、液相の
冷媒が流入する。一部が気化した、気相を僅かに含む冷
媒液であってもよい。この冷媒液は、蒸発セクション２
５１Ａ１を流れる間に、処理空気で加熱され気相を増や
しながら凝縮セクション２５２Ａ１に流入する。凝縮セ
クション２５２Ａ１では、再生空気を加熱し、自身は熱
を奪われ気相冷媒を凝縮させながら、次の凝縮セクショ
ン２５２Ａ２に流入する。冷媒は、凝縮セクション２５
２Ａ２を流れる間に、再生空気でさらに熱を奪われ気相
冷媒をさらに凝縮させる。そして次の蒸発セクション２
５１Ａ２に流入する。このように冷媒は気相と液相の相
変化をしながら、冷媒流路を流れる。このようにして、
ヒートポンプＨＰ１の低熱源側流体である処理空気と、
高熱源側流体である再生空気との間で熱交換させる。
【００６０】次に図３を参照して、ヒートポンプＨＰ１
の作用を説明する。図３は、冷媒ＨＦＣ１３４ａを用い
た場合のモリエ線図である。この線図では横軸がエンタ
ルピ、縦軸が圧力である。
【００６１】ここでは、説明の便宜上、平面ＰＡ内の１
対の蒸発セクション２５１Ａ１と凝縮セクション２５２
Ａ１、そして絞り３３１、平面ＰＢ内の凝縮セクション
２５２Ｂ２と蒸発セクション２５１Ｂ２、蒸発セクショ
ン２５１Ｂ１と凝縮セクション２５２Ｂ１、絞り３３
２、平面ＰＣ内の凝縮セクション２５２Ｃ１と蒸発セク
ション２５１Ｃ１、蒸発セクション２５１Ｃ２と凝縮セ
クション２５２Ｃ２、絞り３３３、平面ＰＤ内の凝縮セ
クション２５２Ｄ２と蒸発セクション２５１Ｄ２、蒸発
セクション２５１Ｄ１と凝縮セクション２５２Ｄ１で構
成され、絞り２５０に到るものとする。
【００６２】図中、点ａは図１の冷媒蒸発器２１０の冷
媒出口の状態であり、飽和ガスの状態にある。圧力は
４．２ｋｇ／ｃｍ2 、温度は１０℃、エンタルピは１４
８．８３ｋｃａｌ／ｋｇである。このガスを圧縮機２６
０で吸込圧縮した状態、圧縮機２６０の吐出口での状態
が点ｂで示されている。この状態は、圧力が１９．３ｋ
ｇ／ｃｍ2 、温度は７８℃であり、過熱ガスの状態にあ
る。
【００６３】この冷媒ガスは、冷媒凝縮器２２０内で冷
却され、モリエ線図上の点ｃに到る。この点は飽和ガス
の状態であり、圧力は１９．３ｋｇ／ｃｍ2 、温度は６
５℃である。この圧力下でさらに冷却され凝縮して、点
ｄに到る。この点は飽和液の状態であり、圧力と温度は
点ｃと同じであり、エンタルピは１２２．９７ｋｃａｌ
／ｋｇである。
【００６４】この冷媒液は、絞り３３０で減圧され熱交
換器３００ａの蒸発セクション２５１Ａ１に流入する。
モリエ線図上では、点ｅで示されている。温度は外気温
度より多少高い温度である。圧力は、本発明の第１の中
間圧力であり、本実施例では４．２ｋｇ／ｃｍ2 と１
９．３ｋｇ／ｃｍ2 との中間の値となる。ここでは、一
部の液が蒸発して液とガスが混合した状態にある。
【００６５】蒸発セクション２５１Ａ１内で、前記第１
の中間圧力下で冷媒液は蒸発して、同圧力で飽和液線と
飽和ガス線の中間の点ｆ１に到る。ここでは液の一部が
蒸発しているが、冷媒液はかなり残っている。
【００６６】点ｆ１で示される状態の冷媒が、凝縮セク
ション２５２Ａ１に流入する。凝縮セクション２５２Ａ
１では、冷媒は第２の区画３２０を流れる外気により熱
を奪われ、点ｇ１ａに到る。
【００６７】点ｇ１ａの状態の冷媒は、絞り３３１で減
圧され、点ｇ１ｂの状態の冷媒となる。この点は、点ｇ
１ａよりも低い第２の中間圧力状態にある。そして凝縮
セクション２５２Ｂ２で熱を奪われ液相を増やして点ｈ
１に到り、蒸発セクション２５１Ｂ２に流入する。ここ
で気相を増やして次に蒸発セクション２５１Ｂ１に流入
し、ここでさらに気相を増やして点ｆ２に到り、凝縮セ
クション２５２Ｂ１に流入する。凝縮セクション２５２
Ｂ１では、冷媒は第２の区画３２０を流れる外気により
熱を奪われ、点ｇ２ａに到る。
【００６８】点ｇ２ａの状態の冷媒は、絞り３３２で減
圧され、点ｇ２ｂの状態の冷媒となる。この点は、点ｇ
２ａよりも低い第３の中間圧力状態にある。そして凝縮
セクション２５２Ｃ２で熱を奪われ液相を増やして点ｈ
２に到り、蒸発セクション２５１Ｃ２に流入する。
【００６９】このようにして、中間絞り３３３で減圧さ
れた後、凝縮セクション、蒸発セクション、蒸発セクシ
ョン、凝縮セクションと、冷媒流路を経由した冷媒は、
モリエ線図上で点ｈ４に到る。この点はモリエ線図では
飽和液線上にある。温度は３０℃、エンタルピは１０
９．９９ｋｃａｌ／ｋｇである。
【００７０】点ｈ４の冷媒液は、絞り２５０で、温度１
０℃の飽和圧力である４．２ｋｇ／ｃｍ2 まで減圧さ
れ、１０℃の冷媒液とガスの混合物として冷媒蒸発器２
１０に到り、ここで処理空気から熱を奪い、蒸発してモ
リエ線図上の点ａの状態の飽和ガスとなり、再び圧縮機
２６０に吸入され、以上のサイクルを繰り返す。
【００７１】以上説明したように、熱交換器３００ａ内
では、冷媒は蒸発セクション２５１では点ｅから点ｆ
１、あるいはｈ１からｆ２までといったように蒸発の状
態変化を、凝縮セクション２５２では、点ｆ１から点ｇ
１ａ、あるいは点ｇ１ｂからｈ１までといったように凝
縮の状態変化をしており、蒸発伝熱と凝縮伝熱であるた
め、熱伝達率が非常に高い。
【００７２】さらに、圧縮機２６０、冷媒凝縮器（再生
空気加熱器）２２０、絞り３３０、２５０及び冷媒蒸発
器２１０を含む圧縮ヒートポンプＨＰ１としては、熱交
換器３００ａを設けない場合は、冷媒凝縮器２２０にお
ける点ｄの状態の冷媒を、絞りを介して冷媒蒸発器２１
０に戻すため、冷媒蒸発器２１０で利用できるエンタル
ピ差は１４８．８３−１２２．９７＝２５．８６ｋｃａ
ｌ／ｋｇしかないのに対して、熱交換器３００ａを設け
た本実施の形態で用いるヒートポンプＨＰ１の場合は、
１４８．８３−１０９．９９＝３８．８４ｋｃａｌ／ｋ
ｇになり、同一冷却負荷に対して圧縮機に循環するガス
量を、ひいては所要動力を３３％も小さくすることがで
きる。すなわち、サブクールサイクルと同様な作用を持
たせることができる。
【００７３】図４を参照して、また構成については適宜
図１を参照して、ヒートポンプＨＰ１を備えた除湿空調
装置の作用を説明する。図４中、アルファベット記号Ｋ
〜Ｎ、Ｑ〜Ｕにより、各部における空気の状態を示す。
この記号は、図１のフロー図中で丸で囲んだアルファベ
ットに対応する。また、湿り空気線図は、後で説明する
他の実施の形態である除湿空調装置についても、図４が
適用できる。
【００７４】先ず処理空気Ａの流れを説明する。図４に
おいて、空調空間１０１からの処理空気（状態Ｋ）は、
処理空気経路１０７を通して、送風機１０２により吸い
込まれ、処理空気経路１０８を通してデシカントロータ
１０３に送り込まれる。ここで乾燥エレメント中のデシ
カントにより水分を吸着されて絶対湿度を下げるととも
に、デシカントの吸着熱により乾球温度を上げて状態Ｌ
に到る。この空気は処理空気経路１０９を通して熱交換
器３００ａの第１の区画３１０に送られ、ここで絶対湿
度一定のまま蒸発セクション２５１（図２）内で蒸発す
る冷媒により冷却され状態Ｍの空気になり、経路１１０
を通して冷却器２１０に入る。ここでやはり絶対湿度一
定でさらに冷却されて状態Ｎの空気になる。この空気
は、乾燥し冷却され、適度な湿度でかつ適度な温度の処
理空気ＳＡとして、ダクト１１１を経由して空調空間１
０１に戻される。
【００７５】次に再生空気Ｂの流れを説明する。図４に
おいて、屋外ＯＡからの再生空気（状態Ｑ）は、再生空
気経路１２４を通して吸い込まれ、経路１２５を通して
熱交換器３００ａの第２の区画３２０に送り込まれる。
ここで、熱交換器３００ａの冷媒流路である蒸発セクシ
ョン２５１と凝縮セクション２５２を流れる冷媒を介し
て、第１の区画３１０を流れる処理空気（状態Ｌ）と間
接的に熱交換する。その熱交換の結果、乾球温度を上昇
させ状態Ｒの空気になる。この空気は経路１２６を通し
て、冷媒凝縮器（再生空気から見れば加熱器）２２０に
送り込まれ、ここで加熱されて乾球温度を上昇させ状態
Ｔの空気になる。この空気は経路１２７を通して、デシ
カントロータ１０３に送り込まれ、ここで乾燥エレメン
ト中のデシカントから水分を奪い（水分を脱着し）、デ
シカントを再生して、自身は絶対湿度を上げるととも
に、デシカントの水分脱着熱により乾球温度を下げて状
態Ｕに到る。先に説明したように、この空気は経路１２
８を通して排気ＥＸされる。
【００７６】ここで図４の湿り空気線図上に示す空気側
のサイクルで判るように、以上説明した空調装置では、
デシカントの再生のために再生空気に加えられた熱量を
ΔＨ、処理空気から汲み上げる熱量をΔｑ、圧縮機の駆
動エネルギーをΔｈとすれば、ΔＨ＝Δｑ＋Δｈの関係
がある。
【００７７】次に図５を参照して、以上説明した除湿空
調装置の機械的な配置の例を説明する。図中、装置を構
成する機器はキャビネット７００の中に収容されてい
る。キャビネット７００は、例えば薄い鋼板で作られた
直方体の筺として形成されており、その鉛直方向上部の
天井部分中央に処理空気ＲＡの吸込口が開口している。
その開口には、空調空間の埃を装置内に持ち込まないよ
うにフィルター５０１が設けられている。フィルター５
０１の内側のキャビネット７００内には、送風機１０２
が設置されており、その吸入口がフィルター５０１を介
してキャビネットの処理空気吸込口に通じている。
【００７８】送風機１０２の吐出口は鉛直方向下方を向
いているが、さらにその下方には、デシカントロータ１
０３が回転軸ＡＸを鉛直方向に向けて配置されている。
デシカントロータ１０３は、その近傍にやはり回転軸を
鉛直方向に向けて配置された駆動機である電動機１０５
と、ベルト、チェーン等により結合され、数分間に１回
転程度の低速で回転可能に構成されている。このよう
に、デシカントロータ１０３を、鉛直方向に向いた回転
軸ＡＸ回りに、ほぼ水平な面内で回転させるように配置
すると、装置全体の高さを低く抑えることができ、コン
パクトにまとまる。
【００７９】送風機１０２の吐出口は通路１０８により
デシカントロータに接続されている。通路１０８は、キ
ャビネット７００を形成しているのと同様な例えば薄い
鋼板で他の部分と区切られるようにして形成されてい
る。処理空気が流入するのは、円形のデシカントロータ
１０３の、約半分（半円）の領域である。
【００８０】デシカントロータ１０３の鉛直方向下方、
特に処理空気が流入する方の半分（半円）の領域の下方
には、熱交換器３００ａの第１の区画３１０、即ち蒸発
セクション２５１が配置されている。デシカントロータ
１０３と第１の区画３１０とを接続する経路１０９は、
図７の構造においては水平に置かれたロータとやはり水
平に置かれた蒸発セクションのチューブ（及びこれらチ
ューブに取り付けられたフィン）との間の空間として形
成されている。
【００８１】第１の区画３１０の鉛直方向下方には、冷
媒蒸発器２１０がその冷却管を水平にして配置されてい
る。図７に示す例では、経路１１０は、第１の区画３１
０と冷媒蒸発器２１０との間の空間であるが、第１の区
画３１０と冷媒蒸発器２１０とは一体に構成されている
ので、その空間は熱交換器３００ａ、蒸発器２１０と融
合している。冷媒蒸発器２１０の鉛直方向下方には、経
路１１１の開始部分がキャビネット７００の底部を横引
きされて配置され、経路１１１は上方に向きを変え、経
路１０９、１０８と隔壁を隔てて鉛直方向上方に配置さ
れ、最終的にキャビネット７００の天井部分、処理空気
ＲＡの吸込口に並んで開口した供給空気ＳＡ供給口に到
る。
【００８２】一方キャビネット７００の側方の下方に
は、外気ＯＡ導入口が開口しており、ここには外気の埃
を遮断するためのフィルター５０２が設けられている。
フィルター５０２の内側の空間が経路１２４を構成して
おり、その空間中に圧縮機２６０が据え付けられてい
る。なお、図１には送風機１４０は外気導入口と熱交換
器３００ａとの間に配置されているものとして示されて
いるが、図５の例では、送風機１４０は、後で説明する
ように、デシカントロータ１０３と再生空気排出口との
間に配置されている。要は再生空気を循環すればよいの
で、この据え付け位置はどちらでもよい。
【００８３】圧縮機２６０の鉛直方向上方には、熱交換
器３００ａの第２の区画３２０が配置されている。さら
にその上方には、凝縮器２２０が配置されている。この
例では、熱交換器３００ａの第２の区画３２０と凝縮器
２２０とは、共通のフィンを有しており、一体に構成さ
れている。中間絞り３３１、３３２、３３３は、第２の
区画３２０を貫通した凝縮セクションの端部に、キャビ
ネット７００に沿って設けられている。
【００８４】凝縮器２２０の鉛直方向上方には、円形の
デシカントロータ１０３の、再生空気側の約半分（半
円）の領域が配置されている。
【００８５】デシカントロータ１０３の前記半分の領域
の鉛直方向上方の空間は、経路１２８を構成しており、
その中には送風機１４０が配置されている。送風機１４
０の吐出口は、キャビネット７００の天井部分で、処理
空気入口に隣接する箇所に形成されている。それが使用
済みの再生空気を屋外に排出する排出口となっている。
【００８６】このように、熱交換器３００ａが蒸発伝熱
と凝縮伝熱を利用し、また処理空気と再生空気とを実質
的に対向流で熱交換するので、ヒートポンプＨＰ１を、
ひいては除湿空調装置をコンパクトに構成することがで
きる。
【００８７】次に図６を参照して、第２の実施の態様で
あるヒートポンプＨＰ２及びこれを組み込んだ別の実施
の形態の除湿空調装置を説明する。熱交換器３００ｂで
は、中間絞り３３１、３３２、３３３が、蒸発セクショ
ン部分に設けられている点を除けば、第１の実施の形態
と同様である。
【００８８】即ち、熱交換器３００ｂは、第１の平面Ｐ
Ａ内にある、第２の区画３２０を貫通する冷媒流路であ
る凝縮セクションと、第１の区画３１０を貫通する冷媒
流路である蒸発セクション（少なくとも１対、例えば２
５２Ａ１と２５１Ａ１）を有し、また第２の平面ＰＢ内
にある、第１の区画３１０を貫通する冷媒流路である蒸
発セクションと第２の区画３２０を貫通する冷媒流路で
ある凝縮セクション（少なくとも１対、例えば２５１Ｂ
１と２５２Ｂ１）を有し、平面ＰＡ内の蒸発セクション
２５１Ａ１から平面ＰＢ内の蒸発セクション２５１Ｂ１
に移動する箇所に中間絞り３３１を有する。即ち中間絞
り３３１は、冷媒流路が第１の区画３１０を貫通した後
の箇所に配置されている。
【００８９】熱交換器３００ｂでは、熱交換器３００ａ
と同様に、ヒートポンプサイクルを循環する冷媒の典型
的には全量が直列に連続した各一対の蒸発セクションと
凝縮セクションで交互に繰り返して熱交換に供されるの
で、流れる冷媒のごく一部が蒸発・凝縮すれば、処理空
気と再生空気の熱交換を十分に行うことができる。した
がって、蒸発セクションにおいても、通常は冷媒液がか
なり残っている。したがって、中間絞り３３１、３３
２、３３３を、蒸発セクション部分に設けても、各平面
（ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ・・）内の冷媒流路に必要な圧力差
を与えることができる。
【００９０】図７を参照して、第２の実施の形態のヒー
トポンプＨＰ２の作用を説明する。図中、点ａから点ｅ
までは、図３の場合と同様であるので、説明を省略す
る。熱交換器３００ｂの蒸発セクション２５１Ａ１に流
入した点ｅの状態の冷媒は図３で説明した通り、第１の
中間圧力で一部の液が蒸発して液とガスが混合した状態
にある。
【００９１】この冷媒が蒸発セクションでさらに蒸発
し、モリエ線図上では湿り領域において飽和ガス線に近
づいた点ｆ１に到る。この状態の冷媒が凝縮セクション
に入り、ここで凝縮され、湿り領域ではあるが飽和液線
に近い点ｇ１に到る。ここで蒸発セクションに入り、湿
り領域内で飽和ガス線の方向に向かい、点ｈ１ａに到
る。ここまではほぼ第１の中間圧力における変化であ
る。
【００９２】点ｈ１ａの状態の冷媒が、絞り３３１を介
して減圧され、第２の中間圧力にある点ｈ１ｂに到る。
即ち、平面ＰＡ内の冷媒流路である蒸発セクションから
平面ＰＢの冷媒流路である蒸発セクションに流入する。
この冷媒は、さらに蒸発セクション内において第２の中
間圧力で蒸発して点ｆ２に到る。以下同様に凝縮・蒸発
を交互に繰り返して、中間絞り３３３で減圧された後、
蒸発セクション、凝縮セクションと冷媒流路を経由した
冷媒は、モリエ線図上で図３の点ｈ４に対応する点ｇ４
に到る。この点はモリエ線図では飽和液線上にある。温
度は３０℃、エンタルピは１０９．９９ｋｃａｌ／ｋｇ
である。
【００９３】点ｇ４の冷媒液は、図３の場合と同様に、
絞り２５０で温度１０℃の飽和圧力である４．２ｋｇ／
ｃｍ2 まで減圧され、１０℃の冷媒液とガスの混合物と
して冷媒蒸発器２１０に到り、ここで処理空気から熱を
奪い、蒸発してモリエ線図上の点ａの状態の飽和ガスと
なり、再び圧縮機２６０に吸入され、以上のサイクルを
繰り返す。
【００９４】以上説明したように、熱交換器３００ｂ内
では、冷媒が蒸発・凝縮の状態変化を交互に繰り返して
おり、蒸発伝熱と凝縮伝熱であるため、熱伝達率が非常
に高い点は熱交換器３００ａと同様である。
【００９５】また、冷媒蒸発器２１０で利用できるエン
タルピ差が従来のヒートポンプと比較して著しく大き
く、同一冷却負荷に対して圧縮機に循環するガス量を、
ひいては所要動力を３３％も小さくすることができる点
も、図３の場合と同様である。
【００９６】ヒートポンプＨＰ２を備えた除湿空調装置
の作用は、基本的に図４の湿り空気線図で説明したのと
同様であるので、説明を省略する。
【００９７】図８に、第２の実施の形態であるヒートポ
ンプＨＰ２、及びそれを備える除湿空調装置の機械的な
配置の例を示す。この実施の形態では、中間絞り３３
１、３３２、３３３は、第１の区画３１０を貫通した蒸
発セクションの端部に、処理空気経路１１１の鉛直方向
上方に向かう部分との隔壁に沿って設けられている。こ
の点を除けば、機械的な配置は図５の場合と同様であ
る。
【００９８】次に図９を参照して、第３の実施の態様で
あるヒートポンプＨＰ３及びこれを組み込んだ別の実施
の形態の除湿空調装置を説明する。この実施の形態で
は、デシカントロータ１０３を出た処理空気と、凝縮器
２２０に入る前の再生空気との間で熱交換させる熱交換
器３００ｃは、処理空気の上流側の熱交換器３００ｃ１
と下流側の熱交換器３００ｃ２とに分かれている。熱交
換器３００ｃ１は、本発明の第１の熱交換器に対応し、
熱交換器３００ｃ２は、本発明の第３の熱交換器に対応
する。
【００９９】熱交換器３００ｃ１は、第１の実施の形態
あるいは第２の実施の形態と同様に、第１の熱交換器の
中でも、中間絞り３３１、３３２、３３３を有する熱交
換器としてもよいが、図９の例としては、中間絞りの無
い場合を示してある。この例では、第１の区画３１０と
第２の区画３２０とを交互に繰り返して貫通する冷媒流
路として、１つ目の蒸発セクション、１つ目の凝縮セク
ション、折り返した２つ目の凝縮セクション、２つ目の
蒸発セクション、折り返した３つ目の蒸発セクション、
３つ目の凝縮セクションを含んで構成されている。熱交
換器３００ｃ２も同様に、中間絞り３３１、３３２、３
３３を有する熱交換器としてもよい。熱交換器３００ｃ
１あるいは熱交換器３００ｃ２のいずれか一方を中間絞
り付きの構成としてもよい。
【０１００】熱交換器３００ｃ１の３つ目の凝縮セクシ
ョンを出た冷媒は、熱交換器３００ｃ１を迂回する配管
で熱交換器３００ｃ２に導入されるように構成されてい
る。本図の実施の形態では、熱交換器３００ｃ２は熱交
換器３００ｃ１と全く同じ構造を有している。
【０１０１】熱交換器３００ｃ１の３つ目の凝縮セクシ
ョンからの冷媒配管には、第５の絞りとしての絞り３４
０が設けられている。即ち、熱交換器３００ｃ１と熱交
換器３００ｃ２とは、絞り３４０を介して冷媒流れ方向
に直列に接続されていると言える。第５の絞り３４０
は、熱交換器３００ｃ２の１つ目の蒸発セクションに接
続されている。熱交換器３００ｃ２の３つ目の凝縮セク
ションは絞り２５０に接続されている。
【０１０２】熱交換器３００ｃ２の処理空気側の区画が
第５の区画であり、再生空気側の区画が第６の区画であ
る。処理空気はデシカントロータを出た後、第１の区画
から第５の区画に流れ、再生空気は屋外から導入された
後、第６の区画から第２の区画に流れ、さらに凝縮器２
２０に流入する。
【０１０３】図１０を参照して、ヒートポンプＨＰ３の
作用を説明する。図中点ｅまでは、第１、第２の実施の
形態と同様である。点ｅの冷媒は、１つ目の蒸発セクシ
ョンで第１の中間圧力下において一部の冷媒が蒸発し
て、湿り領域の点ｆ１に到る。点ｆ１から１つ目及び２
つ目の凝縮セクションで凝縮して、飽和液線上あるいは
飽和液線近くの点ｇ１に到る。点ｇ１の冷媒は、２つ目
及び３つ目の蒸発セクションで一部が蒸発して点ｆ２に
到る。この冷媒は、３つ目の凝縮セクションで凝縮し
て、飽和液線上あるいは飽和液線近くの点ｇ２に到る。
【０１０４】点ｇ２の冷媒は、絞り３４０で減圧され、
第２の中間圧力の点Ｅに到る。この冷媒は熱交換器３０
０ｃ２の１つ目の蒸発セクションに流入し、以下熱交換
器３００ｃ１におけるのと同様な状態変化をして、図３
のｇ４に対応する点Ｇ２に到り、絞り２５０を介して減
圧され、点ｊの状態の冷媒となる。以下、第１、第２の
実施の形態と同様である。
【０１０５】図１１に、第３の実施の形態であるヒート
ポンプＨＰ３、及びそれを備える除湿空調装置の機械的
な配置の例を示す。この実施の形態では、中間絞り３３
１、３３２、３３３がなく、その代わりに絞り３４０が
熱交換器３００ｃ１と熱交換器３００ｃ２との間に設け
られている。この点を除けば、機械的な配置は図５、図
８の場合と同様である。
【０１０６】次に図１２を参照して、第４の実施の態様
であるヒートポンプＨＰ４及びこれを組み込んだ別の実
施の形態の除湿空調装置を説明する。この実施の形態で
は、デシカントロータ１０３を出た処理空気と、凝縮器
２２０に入る前の再生空気との間で熱交換させる熱交換
器３００ｄは、処理空気の上流側の熱交換器３００ｄ１
と下流側の熱交換器３００ｄ２とに分かれている。熱交
換器３００ｄ１は、本発明の第１の熱交換器に対応し、
熱交換器３００ｄ２は、本発明の第２の熱交換器に対応
する。
【０１０７】熱交換器３００ｄ１は、第１の実施の形態
あるいは第２の実施の形態と同様に、第１の熱交換器の
中でも、中間絞り３３１、３３２、３３３を有する熱交
換器としてもよいが、図１２の例としては、中間絞りの
無い場合を示してある。熱交換器３００ｄ１と３００ｄ
２とは、実質的に熱交換器３００ｃ１と３００ｃ２と同
じ構造を有する。
【０１０８】しかしながら、第３の実施の形態の場合
に、熱交換器３００ｃ１と熱交換器３００ｃ２とが、絞
り３４０を介して直列に配列されていたのに対して、こ
の実施の形態では、熱交換器３００ｄ１と熱交換器３０
０ｄ２とが、それぞれ入口側に絞り３３０Ａ、３３０
Ｂ、出口側に絞り３４０Ａ、３４０Ｂを備え、並列に配
列されている。即ち、凝縮器２２０からの冷媒経路２０
２が２つに分岐し、分岐した経路にそれぞれ絞り３３０
Ａ、３３０Ｂが設けられている。また熱交換器３００ｃ
１と熱交換器３００ｃ２の冷媒出口には、それぞれ絞り
３４０Ａ、３４０Ｂが備えられ、それらが経路２０４に
合流して、絞り２５０に接続されている。なおこの場合
は、絞り２５０あるいは３４０Ｂのいずれか一方は省略
してもよい。
【０１０９】図１３を参照して、ヒートポンプＨＰ４の
作用を説明する。図中点ｄまでは、第１、第２、第３の
実施の形態と同様である。点ｄの冷媒は、経路２０２か
ら２つに分岐して、ほぼ半分が絞り３３０Ａに、残りが
絞り３３０Ｂに流れる。
【０１１０】絞り３３０Ａに流れた冷媒は、第１の中間
圧力に減圧され、点ｅに到る。点ｅの冷媒は、熱交換器
３００ｄ１の１つ目の蒸発セクションで第１の中間圧力
下において一部の冷媒が蒸発して、湿り領域の点ｆ１に
到る。点ｆ１から１つ目及び２つ目の凝縮セクションで
凝縮して、飽和液線上あるいは飽和液線近くの点ｇ１に
到る。点ｇ１の冷媒は、２つ目及び３つ目の蒸発セクシ
ョンで一部が蒸発して点ｆ２に到る。この冷媒は、３つ
目の凝縮セクションで凝縮して、飽和液線上あるいは飽
和液線近くの点ｇ２に到る。点ｇ２の冷媒は、絞り３４
０Ａ及び絞り２５０で減圧され、点ｊ１に到る。点ｊ１
の圧力は、蒸発器２１０における蒸発圧力である。
【０１１１】一方点ｄの状態の冷媒のうち、絞り３３０
Ｂに流れた冷媒は、第１の中間圧力よりも低い中間圧力
に減圧され点Ｅに到る。なぜなら、熱交換器３００ｄ２
の処理空気側の区画第３の区画は、熱交換器３００ｄ１
の第１の区画よりも処理空気の流れの下流側にあり、ま
た熱交換器３００ｄ２の再生空気側の区画第４の区画
は、熱交換器３００ｄ１の第２の区画よりも再生空気の
流れの上流にあるため、蒸発温度あるいは凝縮温度が低
いからである。
【０１１２】点Ｅの状態の冷媒は、熱交換器３００ｄ１
と同様な状態変化をして、結局飽和液線上あるいは飽和
液線近くの点Ｇ２に到る。点Ｇ２の冷媒は、絞り３４０
Ｂ及び絞り２５０で減圧され、点ｊに到る。点ｊの圧力
は、蒸発器２１０における蒸発圧力である。点ｊ１と点
ｊの冷媒の混合物が蒸発器２１０で蒸発することにな
る。
【０１１３】図１４に、第４の実施の形態であるヒート
ポンプＨＰ４、及びそれを備える除湿空調装置の機械的
な配置の例を示す。この実施の形態では、中間絞り３３
１、３３２、３３３がなく、また絞り３３０Ａ、３３０
Ｂが熱交換器３００ｄ１と熱交換器３００ｄ２の入口
に、絞り３４０Ａ、３４０Ｂが熱交換器３００ｄ１と熱
交換器３００ｄ２の出口にそれぞれ設けられている。こ
の点を除けば、機械的な配置は第１、第２、第３の実施
の形態と同様である。
【０１１４】図１５を参照して、本発明の第１、第２、
第３の熱交換器の構造を、図２を参照して説明したのと
は、別の方向から説明する。（ａ）は処理空気及び再生
空気の流れ方向に見た平面図、（ｂ）は処理空気及び再
生空気の流れに直角な方向から見た側面図である。
（ａ）において、処理空気は紙面の手前から先方に流
れ、再生空気は先方から手前側に流れる。この熱交換器
では、チューブは、処理空気、再生空気の流れに直交す
る４つの平面ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ内にそれぞれ８列
に配列されている。即ち、処理空気、再生空気の流れに
沿って４行８列に配列されている。
【０１１５】第１の平面ＰＡから次の平面ＰＢに移る箇
所に中間絞り３３１が、平面ＰＢから平面ＰＣに移る箇
所に、不図示の中間絞り３３２が、また平面ＰＣから平
面ＰＤに移る箇所に中間絞り３３３が設けられている。
ここでは、１つの平面から次の平面に移る箇所に１つの
絞りが設けられているが、例えばＰＡに属するチューブ
列は、複数の層に構成されていてもよい。そして各層か
ら次の層に移る箇所に中間絞りが設けられる。その場
合、中間絞りの前後の平面が本発明の第１の平面と第２
の平面ということになる。
【０１１６】また、図１５に示されるような８列４層
（行）の熱交換器を、処理空気、再生空気の流量に対応
させて、それらの流れに対して並列に並べてもよいし、
直列に並べてもよい。
【０１１７】さらに、例えば図３のモリエ線図におい
て、冷媒の蒸発と凝縮の繰り返しは、飽和液線を越えて
過冷却領域に入り込んでもサイクルとしては成立する
が、処理空気と再生空気の熱交換であることを考慮する
と、冷媒の相変化は湿り領域の中で行われるのが好まし
い。したがって図２あるいは図１５に示す熱交換器で
は、絞り３３０に接続される最初の蒸発セクションの伝
熱面積を、その後の蒸発セクションの伝熱面積よりも大
きく構成するのが好ましい。また絞り２５０に流入する
冷媒は、飽和かあるいは過冷却領域にあるのが好ましい
ので、絞り２５０に接続される凝縮セクションの伝熱面
積を、その前の凝縮セクションの伝熱面積よりも大きく
構成するのが好ましい。
【０１１８】次に図１６を参照して、総合温度効率（熱
交換効率）と、中間絞りで区分される熱交換チューブ
の、処理空気あるいは再生空気の流れに沿った段数（層
数または行数といってもよく、図１５の例では平面の数
が相当する）との関係を示す。例えば１段当たりの温度
効率を０．４００とした場合、総合温度効率は、３段で
約０．６７、４段で約０．７２、５段で約０．７７、６
段で約０．８０である。それ以上段数を増やしても、効
率の上昇は顕著ではない。したがって、コスト対効果の
観点から、４段前後が好ましいことがわかる。
【０１１９】以上の実施の形態では、昇圧機としては圧
縮機を使用する場合で説明したが、吸収冷凍機におけ
る、冷媒を吸収液で吸収する吸収器と、冷媒を吸収した
吸収液を加圧するポンプと、加圧された吸収液から冷媒
を発生させる発生器の組合せであってもよい。
【０１２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、昇圧機、
凝縮器、蒸発器を冷媒経路で接続したヒートポンプにお
いて、前記凝縮器から前記蒸発器までを接続する冷媒経
路中に設けられた、前記昇圧機によって昇圧される前後
の圧力の中間の圧力で冷媒の蒸発と凝縮を交互に繰り返
して行う手段を備えるので、蒸発伝熱と凝縮伝熱とを利
用した非常に高い熱伝達率をもって、冷媒の中間圧力に
おける熱交換を図ることができる。また、冷媒を昇圧す
る昇圧機と、前記昇圧機で昇圧される冷媒の蒸発熱で低
熱源側流体を冷却する蒸発器と、前記昇圧機で昇圧され
た冷媒の凝縮熱で高熱源側流体を加熱する凝縮器と、前
記蒸発器よりも上流側の前記低熱源側流体と、冷却流体
とを熱交換させる第１の熱交換器とを備え、前記第１の
熱交換器は、前記低熱源側流体を流す第１の区画と、前
記冷却流体を流す第２の区画とを有し、さらに前記第１
の区画と第２の区画を貫通する冷媒流路を有し、前記冷
媒流路は前記凝縮器と第１の絞りを介して接続され、か
つ前記第１の区画と第２の区画とを交互に繰り返し貫通
した後、第２の絞りを介して前記蒸発器と接続されるよ
うに構成されるときは、冷媒を第１の区画と第２の区画
を貫通する冷媒流路に交互に繰り返し流すので、蒸発器
あるいは凝縮器を流れる冷媒が第１と第２の区画を複数
回通過でき、低熱源側流体と高熱源側流体との熱交換に
冷媒を複数回使用することができる。したがって、第１
の区画を貫通する冷媒流路で冷媒が蒸発するとき、この
冷媒流路中で冷媒が完全に乾いてしまうのを防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるヒートポンプ
とそれを備える除湿空調装置のフロー図である。
【図２】図１のヒートポンプに使用して好適な熱交換器
の模式的側面図及び平面断面図である。
【図３】図１に示すヒートポンプのモリエ線図である。
【図４】図１の除湿空調装置の作動を説明する湿り空気
線図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態であるヒートポンプ
を備える除湿空調装置の実際の構造の例を示す模式的正
面断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態であるヒートポンプ
とそれを備える除湿空調装置のフロー図である。
【図７】図６に示すヒートポンプのモリエ線図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態であるヒートポンプ
を備える除湿空調装置の実際の構造の例を示す模式的正
面断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態であるヒートポンプ
とそれを備える除湿空調装置のフロー図である。
【図１０】図９に示すヒートポンプのモリエ線図であ
る。
【図１１】本発明の第３の実施の形態であるヒートポン
プを備える除湿空調装置の実際の構造の例を示す模式的
正面断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態であるヒートポン
プとそれを備える除湿空調装置のフロー図である。
【図１３】図１２に示すヒートポンプのモリエ線図であ
る。
【図１４】本発明の第３の実施の形態であるヒートポン
プを備える除湿空調装置の実際の構造の例を示す模式的
正面断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態であるヒートポンプに使
用して好適な熱交換器の模式的平面図及び側面図であ
る。
【図１６】熱交換チューブの段数と温度効率との関係を
示す線図である。
【図１７】従来のヒートポンプと除湿空調装置のフロー
チャートである。
【図１８】図１７に示す従来のヒートポンプのモリエ線
図である。
【符号の説明】
１０１ 空調空間 １０２、１４０ 送風機 １０３ デシカントロータ ２１０ 冷媒蒸発器 ２２０ 冷媒凝縮器 ２５１Ａ、２５１Ｂ、２５１Ｃ 蒸発セクション ２５２Ａ、２５２Ｂ、２５２Ｃ、２５２Ｄ 凝縮セクシ
ョン ２５０ 絞り ２６０ 圧縮機 ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄ 熱交換器 ３１０ 第１の区画 ３２０ 第２の区画 ３１０Ｂ 第３の区画 ３２０Ｂ 第４の区画 ３３０、３３０Ａ、３３０Ｂ 絞り ３３１、３３２、３３３ 中間絞り ３４０、３４０Ａ、３４０Ｂ 絞り ５０１、５０２、５０３ フィルター ７００ キャビネット ＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３、ＨＰ４ ヒートポンプ ＰＡ、ＰＢ、ＰＣ、ＰＤ 平面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 30/00 F24F 3/147 F25B 13/00 103

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 昇圧機、凝縮器、蒸発器を冷媒経路で接
    続したヒートポンプにおいて；前記凝縮器から前記蒸発
    器までを接続する冷媒経路中に設けられた、前記昇圧機
    によって昇圧される前後の圧力の中間の圧力で冷媒の蒸
    発と凝縮を交互に繰り返して行う手段を備えた；ヒート
    ポンプ。
  2. 【請求項２】 処理空気から水分を除去し、再生空気で
    水分を脱着されて再生される水分吸着装置と；凝縮器と
    蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器とを連結する細管群
    とを有するヒートポンプとを備え；前記細管群は前記凝
    縮器で凝縮された冷媒を前記蒸発器に導くように構成さ
    れ、且つ前記処理空気と前記再生空気とに交互に接触す
    るように構成されていることを特徴とする；除湿空調装
    置。
  3. 【請求項３】 冷媒を昇圧する昇圧機と；前記昇圧機で
    昇圧される冷媒の蒸発熱で低熱源側流体を冷却する蒸発
    器と；前記昇圧機で昇圧された冷媒の凝縮熱で高熱源側
    流体を加熱する凝縮器と；前記蒸発器よりも上流側の前
    記低熱源側流体と、冷却流体とを熱交換させる第１の熱
    交換器とを備え；前記第１の熱交換器は、前記低熱源側
    流体を流す第１の区画と、前記冷却流体を流す第２の区
    画とを有し、さらに前記第１の区画と第２の区画を貫通
    する冷媒流路を有し、前記冷媒流路は前記凝縮器と第１
    の絞りを介して接続され、かつ前記第１の区画と第２の
    区画とを交互に繰り返し貫通した後、第２の絞りを介し
    て前記蒸発器と接続されるように構成された；ヒートポ
    ンプ。
  4. 【請求項４】 前記第１の区画と前記第２の区画とは、
    前記低熱源側流体と前記冷却流体とが互いに対向して流
    れるように構成され；前記冷媒流路は前記第１の区画と
    前記第２の区画内で、前記低熱源側流体と前記冷却流体
    の流れにほぼ直交する第１の平面内に少なくとも１対の
    第１の区画貫通部と第２の区画貫通部とを有し、前記第
    １の平面とは異なる前記低熱源側流体と前記冷却流体の
    流れにほぼ直交する第２の平面内に少なくとも１対の第
    １の区画貫通部と第２の区画貫通部とを有し、前記第１
    の平面内から前記第２の平面内に移動する箇所に中間絞
    りを有する；請求項３に記載のヒートポンプ。
  5. 【請求項５】 前記蒸発器よりも上流側の前記低熱源側
    流体と、前記冷却流体とを熱交換させる第２の熱交換器
    を備え；前記第２の熱交換器は、前記低熱源側流体を流
    す第３の区画と、前記冷却流体を流す第４の区画とを有
    し、さらに前記第３の区画と第４の区画を貫通する冷媒
    流路を有し、前記冷媒流路は前記凝縮器と第３の絞りを
    介して接続され、かつ前記第３の区画と第４の区画とを
    交互に繰り返し貫通した後、第４の絞りを介して前記蒸
    発器と接続されるように構成され；前記第３の区画は前
    記第１の区画に対して前記低熱源側流体の下流に配置さ
    れ、前記第４の区画は前記第２の区画に対して前記冷却
    流体の上流に配置される；請求項３または請求項４に記
    載のヒートポンプ。
  6. 【請求項６】 前記蒸発器よりも上流側の前記低熱源側
    流体と、前記冷却流体とを熱交換させる第３の熱交換器
    を備え；前記第３の熱交換器は、前記低熱源側流体を流
    す第５の区画と、前記冷却流体を流す第６の区画とを有
    し、さらに前記第５の区画と第６の区画を貫通する冷媒
    流路を有し、前記冷媒流路は第５の絞りを介して前記第
    １の熱交換器の冷媒流路と接続され、かつ前記第５の区
    画と第６の区画とを交互に繰り返し貫通した後、前記第
    ２の絞りを介して前記蒸発器と接続されるように構成さ
    れ；前記第５の区画は前記第１の区画に対して前記低熱
    源側体の下流に配置され、前記第６の区画は前記第２の
    区画に対して前記冷却流体の上流に配置される；請求項
    ３または請求項４に記載のヒートポンプ。
  7. 【請求項７】 請求項３乃至請求項６のいずれか１項に
    記載のヒートポンプと；前記第１の熱交換器に対して前
    記低熱源側流体の上流に配置され、前記低熱源側流体中
    の水分を吸着するデシカントを有する水分吸着装置とを
    備える；除湿装置。
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