知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024068029
(43)【公開日】2024-05-17
(54)【発明の名称】空気処理装置
(51)【国際特許分類】
F24F 3/147 20060101AFI20240510BHJP
【ＦＩ】
F24F3/147
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】書面
(21)【出願番号】P 2022186922
(22)【出願日】2022-11-04
(71)【出願人】
【識別番号】522455308
【氏名又は名称】海老根 猛
(72)【発明者】
【氏名】海老根 猛
【テーマコード（参考）】
3L053
【Ｆターム（参考）】
3L053BC09
(57)【要約】
【課題】主に外気の温湿度を調整する空気処理装置では、高効率、省スペース、外部からの冷温熱源供給が不要な一体完結型、また冷房運転ではより低湿度までの除湿、暖房運転では着霜対策が求められている。
【解決手段】熱源空気側の熱交換器を複数段とし、その間に、好ましくは除湿ドレンを給水手段とした気化冷却装置、処理空気と熱源空気双方の最初の熱交換器通過位置に潜熱交換器のどちらか、またはその両方を設置する。これらの装置、構成により、構成する熱交換器による冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルの吸熱、放熱量の熱収支を合わせ、外部熱源不要の一体完結型空気処理装置とする。なお熱源空気に室内排気を利用する場合には、必要に応じて室内排気側に外気を追加補給する。
【選択図】図１１
【解決手段】熱源空気側の熱交換器を複数段とし、その間に、好ましくは除湿ドレンを給水手段とした気化冷却装置、処理空気と熱源空気双方の最初の熱交換器通過位置に潜熱交換器のどちらか、またはその両方を設置する。これらの装置、構成により、構成する熱交換器による冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルの吸熱、放熱量の熱収支を合わせ、外部熱源不要の一体完結型空気処理装置とする。なお熱源空気に室内排気を利用する場合には、必要に応じて室内排気側に外気を追加補給する。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
空調の対象となる空気が通過する処理対象空気経路４０に、第１の熱交換器２０が設置され、熱源空気経路４１に、上流側から順に、第２の熱交換器３０、気化冷却装置３２及び第３の熱交換器３５が設置され、前記第１ないし第３の熱交換器及び圧縮機５０が冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルを構成することを特徴とする空気処理装置。
【請求項2】
前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の下流側に、第４の熱交換器２３を更に備え、前記第４の熱交換器２３が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成することを特徴とする請求項１に記載の空気処理装置。
【請求項3】
前記熱源空気経路４１の前記気化冷却装置３２と前記第３の熱交換器３５の間に、上流側から順に、第５の熱交換器３３及び第２の気化冷却装置３４を更に備え、前記第５の熱交換器３３が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成することを特徴とする請求項１に記載の空気処理装置。
【請求項4】
空調の対象となる空気が通過する処理対象空気経路４０に、第１の熱交換器２０が設置され、熱源空気経路４１に、上流側から順に、第２の熱交換器３０及び第３の熱交換器３５が設置され、前記第１の熱交換器２０通過後の前記処理対象空気と、前記第２の熱交換器３０通過後の前記熱源空気との間で潜熱交換を行う潜熱交換器２１が設置され、前記第１ないし第３の熱交換器及び圧縮機５０が冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルを構成することを特徴とする空気処理装置。
【請求項5】
前記第１の熱交換器２０通過後の前記処理対象空気と、前記第２の熱交換器３０通過後の前記熱源空気との間で潜熱交換を行う潜熱交換器２１を備えたことを特徴とする請求項１ないし３に記載の空気処理装置。
【請求項6】
前記処理対象空気経路４０の前記潜熱交換器２１の下流側に、前記処理対象空気を冷却する第６の熱交換器２２を備え、前記第６の熱交換器２２が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成することを特徴とする請求項５に記載の空気処理装置。
【請求項7】
前記熱源空気経路４１の前記潜熱交換器２１下流直後に、第７の熱交換器３１を備え、前記第７の熱交換器３１が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成することを特徴とする請求項５に記載の空気処理装置。
【請求項8】
前記熱源空気経路４１の前記潜熱交換器２１下流直後に、第７の熱交換器３１を備え、前記第７の熱交換器３１が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成することを特徴とする請求項６に記載の空気処理装置。
【請求項9】
前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備えたことを特徴とする請求項１ないし４に記載の空気処理装置。
【請求項10】
前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備えたことを特徴とする請求項５に記載の空気処理装置。
【請求項11】
前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備えたことを特徴とする請求項６に記載の空気処理装置。
【請求項12】
前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備えたことを特徴とする請求項７に記載の空気処理装置。
【請求項13】
前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備えたことを特徴とする請求項８に記載の空気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、主に外気の温湿度調整を効率よく行う空気処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
脱炭素社会の実現に向け建築分野においては省エネルギー対策の強化が求められており、建物断熱性能の強化、照明機器やＯＡ機器の省エネルギー化などの取り組みにより、室内顕熱負荷が低下している。一方、外気負荷の比率が増大し室内顕熱比が低下している。
【0003】
これらの背景から外気の負荷処理に対する省エネは当然ながら、特に除湿システム、具体的には室内設定温湿度、例えば夏季の２６℃、５０％、絶対湿度１０．５ｇ／ｋｇ′に対して外気導入分で室内の潜熱負荷を処理できる例えば絶対湿度８ｇ／ｋｇ′未満の低湿度空気を供給する外気処理装置の重要性が増している。
【0004】
外気処理の代表的な省エネ装置として、全熱交換器、潜熱交換器がある。特許文献１では全熱交換器と潜熱交換器の両方を組み込み、夏季冷却負荷ピーク時には全熱交換器、除湿中心の中間期には潜熱交換器を選択的に使用し、冬季にはこれらを同時に使用している。特許文献２では、同一装置で回転数を変えることで全熱交換器、潜熱交換器の切り替えを行っている。特許文献３では、冬季のヒートポンプ運転に伴う着霜防止策として潜熱交換器を採用している。特許文献４では、全熱交換器、潜熱交換器の両方に室内排気を利用できるように配置し、室内排気と同程度の絶対湿度まで除湿が可能で、また冷凍機の排熱で外部からの加熱源なしに潜熱交換器の再生が行える外気処理装置としている。
【0005】
特許文献５では、トイレの局所排気などにより導入外気量に対して少なくなった室内排気に、外気を追加補給してヒートポンプ式外調機での吸熱と放熱の熱量収支を合わせた一体完結型の外気処理装置としている。特許文献６では、夏季冷房運転時に室外機に水噴霧を行い気化冷却作用により熱源空気への放熱を補助している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１２―１４５２４７号公報
【特許文献2】特開平８―６１７２９号公報
【特許文献3】特開２０１３―１３０３８９号公報
【特許文献4】特開２０１０―５４１８４号公報
【特許文献5】特開２００３―１８５２９１号公報
【特許文献6】特開２００６―１６２１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら特許文献１では全熱交換器と潜熱交換器の両方を組み込むことで、外形寸法が大きくなり、夏季冷却除湿負荷ピーク時には全熱交換器として使用するため、低湿度までの最終除湿には低温の冷水が必要となる。また除湿中心の中間期に潜熱交換器を運転するためには再生のための温熱源が必要であり、冷熱、温熱の同時供給が求められ、熱源、配管系とも複雑になる。またこれらを選択的に使用するためのバイパス経路によりダクト系も複雑になる。
【0008】
特許文献２では、乾式ロータ装置の回転数を変えることで全熱交換器、潜熱交換器の切り替えを行っており、外気処理空調機への組込を想定すると特許文献１における低湿度までの最終除湿には低温の冷水が必要という同様の課題がある。
【0009】
特許文献３では、主に暖房時運転に伴う着霜防止策として潜熱交換器を採用しており、室内排気の持つエネルギー利用も考慮されているが、冷房時運転についての効果は考慮されておらず、効果は限定される。
【0010】
特許文献４では、全熱交換器、潜熱交換器の両方に室内排気を利用できるように配置し、また冷凍機の排熱を利用することで外部からの加熱源なしに潜熱交換器の再生が行える外気処理装置としている。室内への給気湿度は室内の潜熱負荷を考慮して室内設定よりもさらに低湿度とすることが好ましいが、外気湿度処理の最終段にて全熱交換器を使用しているため、潜熱交換器出口では給気湿度よりもさらに低湿度とする必要があり、再生温度が高く、また全熱交換器も高効率が必要である。
【0011】
特許文献５では、トイレの局所排気などにより導入外気量に対して少ない室内排気に、外気を追加補給してヒートポンプ式外調機での吸熱と放熱の熱収支を合わせた一体完結型の外気処理装置としている。しかしながら冷房時、暖房時共に処理対象空気の潜熱を含む熱負荷に対して、熱源空気の顕熱のみで熱収支を合わせることから熱源空気風量が多く、また暖房時には熱源空気熱交換器の表面温度が氷点下となり、着霜による加熱能力の低下や連続運転が出来ないといった課題がある。
【0012】
特許文献６では、冷房運転時に室外機に水噴霧を行い気化冷却作用により熱源空気側への放熱を補助している。しかしながら熱交換器への供給水量の多くは気化冷却に利用されず排水され、水道代金の費用等もあり効果は限定される。
【0013】
本発明は上記のような課題を解決する目的で提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記の目的を達成するために、第１の解決手段の空気処理装置は、空調の対象となる空気が通過する処理対象空気経路４０に、第１の熱交換器２０が設置され、熱源空気経路４１に、上流側から順に、第２の熱交換器３０、気化冷却装置３２及び第３の熱交換器３５が設置され、前記第１ないし第３の熱交換器及び圧縮機５０が冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルを構成する。なお冷凍サイクルは冷房時の運転、ヒートポンプ冷凍サイクルは冷房、暖房時の切り替え運転ができるサイクルとする。
【0015】
第１の解決手段によれば、冷房時に冷却器として作用する第１の熱交換器２０により、処理対象空気の顕熱及び潜熱が除去される。熱源空気は第２の熱交換器３０により加熱され、温度が上昇するとともに相対湿度が低下した後、何らかの給水手段、好ましくは第１の熱交換器２０で発生した冷却除湿ドレン供給による第１の気化冷却装置３２によって気化冷却され、再度第３の交換器３５によって加熱される。すなわち処理対象空気の除湿に要した第１の熱交換器２０の潜熱負荷分を、熱源空気側で気化冷却に利用することで、熱源空気温度を降下させ、第３の熱交換器３５の放熱に再度利用できる。
【0016】
第２の解決手段の空気処理装置は、第１の解決手段に加えて、前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の下流側に、第４の熱交換器２３を更に備え、前記第４の熱交換器２３が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成する。
【0017】
第２の解決手段によれば、冷房時に処理空気による冷え過ぎ防止の再熱効果と共に、処理空気側に放熱できるため、熱源空気風量比を抑えても、冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルでの熱収支を合わせやすい。
【0018】
第３の解決手段の空気処理装置は、第１の解決手段に加えて、前記熱源空気経路４１の前記気化冷却装置３２と前記第３の熱交換器３５の間に、上流側から順に、第５の熱交換器３３及び第２の気化冷却装置３４を更に備え、前記第５の熱交換器３３が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成する。
【0019】
上記第３の解決手段によれば、熱源空気の乾球温度を二段階で降下させることができるため、熱収支を合わせるうえでの効果が大きくなる。また第１ないし第２の気化冷却装置への給水手段として冷却除湿ドレンを利用する場合には、ドレンをすべて気化させることも可能であり、ドレン配管を省略できる。
【0020】
第４の解決手段の空気処理装置は、空調の対象となる空気が通過する処理対象空気経路４０に、第１の熱交換器２０が設置され、熱源空気経路４１に、上流側から順に、第２の熱交換器３０及び第３の熱交換器３５が設置され、前記第１の熱交換器２０通過後の前記処理対象空気と、前記第２の熱交換器３０通過後の前記熱源空気との間で潜熱交換を行う潜熱交換器２１が設置され、前記第１ないし第３の熱交換器及び圧縮機５０が冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルを構成する。
【0021】
上記第４の解決手段によれば、処理対象空気は冷房時に第１の熱交換器２０による冷却除湿後、さらに潜熱交換器２１により絶対湿度を低下させることができるため、第１の解決手段ないし第３の解決手段による冷却除湿のみによる所定絶対湿度までの除湿に比較して、冷水温度や蒸発温度を高くすることが可能となり冷凍サイクルでの効率が良くなる。なお潜熱交換器２１により熱源空気温度が降下し、熱源空気として再度利用しやすくなる。
【0022】
また冷房時の潜熱交換器２１に必要な加熱は、第２の熱交換器３０によるため、外部からの加熱源が不要の空気処理装置となる。
【0023】
暖房時には処理対象空気は第１の熱交換器２０による加熱後、潜熱交換器２１により温度は低下するが、絶対湿度は上昇し加湿される。一方熱源空気は第２の熱交換器３０により温度が降下し、その後潜熱交換器２１により温度が上昇し除湿されて絶対湿度が低下するため、第３の熱交換器３５で氷点下の温度まで熱をくみ上げても着霜を防止することが出来る。
【0024】
第５の解決手段の空気処理装置は、第１の解決手段ないし第３の解決手段に加えて、前記第１の熱交換器２０通過後の前記処理対象空気と、前記第２の熱交換器３０通過後の前記熱源空気との間で潜熱交換を行う潜熱交換器２１を備える。
【0025】
第５の解決手段によれば、冷房時には潜熱交換器２１での潜熱交換、更に第１の熱交換器２０で発生した冷却除湿ドレンが供給される第１の気化冷却装置３２によって熱源空気温度が２段階で降下し、暖房時には潜熱交換器２１での潜熱交換により熱源空気温度が上昇し、それぞれ熱源空気として利用しやすくなる。
【0026】
第６の解決手段の空気処理装置は、第５の解決手段に加えて、前記処理対象空気経路４０の前記潜熱交換器２１の下流側に、前記処理対象空気を冷却する第６の熱交換器２２を備え、前記第６の熱交換器２２が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成する。
【0027】
第６の解決手段によれば、潜熱交換器２１により冷房時には上昇、暖房時には下降した処理対象空気の温度を、それぞれ低下、上昇させることで処理対象空気の給気温度を再調整できる。
【0028】
第７の解決手段の空気処理装置は、第５の解決手段に加えて、前記熱源空気経路４１の前記潜熱交換器２１下流直後に、第７の熱交換器３１を備え、前記第７の熱交換器３１が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成する。
【0029】
第７の解決手段によれば、冷房時に第１の熱交換器２０による冷却除湿量を少なめにして潜熱交換器２１の除湿量を多くして、潜熱交換器２１通過後の熱源空気の温度降下が大きくても、第７の熱交換器３１により温度が上昇、相対湿度が低下することで、第１の気化冷却装置３２が効率よく熱源空気温度を降下させることができる。また冷凍サイクルでの冷却除湿量が減ることで、圧縮機５０への入力エネルギーも減少する。
【0030】
第８の解決手段の空気処理装置は、第６の解決手段に加えて、前記熱源空気経路４１の前記潜熱交換器２１下流直後に、第７の熱交換器３１を備え、前記第７の熱交換器３１が前記冷凍サイクル又は前記ヒートポンプ冷凍サイクルの一部を構成する。
【0031】
第９の解決手段の空気処理装置は、第１の解決手段ないし第４の解決手段に加えて、前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備える。
【0032】
第９の解決手段によれば、熱源空気補給経路４２は、特に室内排気を熱源空気とする場合のように、トイレの局所排気などにより処理対象空気量に対して室内排気風量比が小さい場合においても冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルの熱収支を合わせることができる。
【0033】
第１０の解決手段の空気処理装置は、第５の解決手段に加えて、前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備える。
【0034】
第１１の解決手段の空気処理装置は、第６の解決手段に加えて、前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備える。
【0035】
第１２の解決手段の空気処理装置は、第７の解決手段に加えて、前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備える。
【0036】
第１３の解決手段の空気処理装置は、第８の解決手段に加えて、前記処理対象空気経路４０の前記第１の熱交換器２０の上流側から、前記熱源空気経路４１の前記第３の熱交換器３５の上流側に、熱源空気を補給する熱源空気補給経路４２を備える。
【発明の効果】
）
【0037】
発明の効果をまとめると
（冷房運転）
熱源空気側の最初の放熱用熱交換器で温度上昇した熱源空気を、何らかの給水手段、好ましくは処理対象空気の冷却除湿により生じるドレン供給での気化冷却装置による温度降下、あるいは冷却除湿後の処理対象空気との潜熱交換に伴う温度降下のいずれか、またはその両方を利用して熱源空気温度を降下させ、繰り返し熱交換することで熱源空気量を低減及び効率よく利用できる。また処理対象空気は冷却除湿に加えて、潜熱交換器による除湿により、高効率の冷凍サイクルで低湿度空気を得ることができる。なお給水手段として冷却除湿ドレン水が好ましい理由は、吸熱側の潜熱負荷の大きさに応じて、冷却除湿ドレン水量も変化し、放熱側熱源空気に必要な温度降下に対応しているためである。
（冷房運転）
熱源空気側の最初の放熱用熱交換器で温度上昇した熱源空気を、何らかの給水手段、好ましくは処理対象空気の冷却除湿により生じるドレン供給での気化冷却装置による温度降下、あるいは冷却除湿後の処理対象空気との潜熱交換に伴う温度降下のいずれか、またはその両方を利用して熱源空気温度を降下させ、繰り返し熱交換することで熱源空気量を低減及び効率よく利用できる。また処理対象空気は冷却除湿に加えて、潜熱交換器による除湿により、高効率の冷凍サイクルで低湿度空気を得ることができる。なお給水手段として冷却除湿ドレン水が好ましい理由は、吸熱側の潜熱負荷の大きさに応じて、冷却除湿ドレン水量も変化し、放熱側熱源空気に必要な温度降下に対応しているためである。
【0038】
（暖房運転）
処理対象空気と熱源空気それぞれの熱交換器による加熱、冷却で相対湿度差が大きくなり効率良く潜熱交換、すなわち処理対象空気の加湿、熱源空気の除湿が行われる。熱源空気の除湿は氷点下温度での熱回収において熱交換器への着霜が防止され、加熱能力のアップ、連続運転が可能となる。
処理対象空気と熱源空気それぞれの熱交換器による加熱、冷却で相対湿度差が大きくなり効率良く潜熱交換、すなわち処理対象空気の加湿、熱源空気の除湿が行われる。熱源空気の除湿は氷点下温度での熱回収において熱交換器への着霜が防止され、加熱能力のアップ、連続運転が可能となる。
【0039】
上記のような空気処理装置の構成、作用により、最低限の熱源空気量で冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルでの吸熱、放熱の熱収支を合わせることが可能となり、高効率、省スペース、省エネ、低コスト及び外部からの熱源を必要としない一体完結型の空気処理装置となる。なおこれらのエネルギー及び温度変化について、実施形態で処理対象空気を外気、熱源空気については主に室内排気を例にとり、具体的な数値によって説明する。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】本発明に係る空気処理装置の構成要素全体を示す。
【図2】請求項１に係る空気処理装置の第１の実施形態を示す。
【図3】第１の実施形態における冷房定常運転時の空気の状態線図である。
【図4】請求項２に係る空気処理装置の第２の実施形態を示す。
【図5】第２の実施形態における冷房定常運転時の空気の状態線図である。
【図6】請求項３に係る空気処理装置の第３の実施形態を示す。
【図7】第３の実施形態における冷房定常運転時の空気の状態線図である。
【図8】請求項４に係る空気処理装置の第４の実施形態を示す。
【図9】第４の実施形態における冷房定常運転時の空気の状態線図である。
【図10】第４の実施形態における暖房定常運転時の空気の状態線図である。
【図11】請求項５に係る空気処理装置の第５の実施形態を示す。
【図12】第５の実施形態における冷房定常運転時の空気の状態線図である。
【図13】請求項６に係る空気処理装置の第６の実施形態を示す。
【図14】請求項８に係る空気処理装置の第７の実施形態を示す。
【図15】第７の実施形態における冷房定常運転時の空気の状態線図である。
【図16】第７の実施形態における暖房定常運転時の空気の状態線図である。
【図17】請求項１１に係る空気処理装置の第８の実施形態を示す。
【図18】第８の実施形態における冷房定常運転時の空気の状態線図である。
【図19】第８の実施形態における暖房定常運転時の空気の状態線図である。
【発明を実施するための形態】
【0041】
以下、処理対象空気を外気、熱源空気については第１の実施形態のみ外気、他は室内排気とした場合について、図面を参照して本発明に係る空気処理装置１を説明する。なお図１は、参考までに本発明に係る構成要素全体を示した。
【0042】
以下に、凡例および各実施形態での共通条件を示す。
＊ＯＡ：処理対象空気
外気 夏３３℃、６２％（１９．８ｇ／ｋｇ′、８３．９ｋＪ／ｋｇ′）
冬０℃、３４％（１．３ｇ／ｋｇ′、３．２ｋＪ／ｋｇ′）
＊ＳＯＡ：ＯＡを空調処理した室内への給気
＊ＨＳＡ：熱源空気（上記の外気又は室内排気）
室内空気 夏２６℃、５０％（１０．５ｇ／ｋｇ′、５２．９ｋＪ／ｋｇ′）
冬２２℃、４０％（６．６ｇ／ｋｇ′、３８．８ｋＪ／ｋｇ′）
＊ＥＡ：熱源空気を利用した後の排気
＊冷凍サイクル、ヒートポンプ冷凍サイクル共に成績係数ＣＯＰ＝４とする
＊凝縮温度（ＣＴ）５５℃以下 これによる空気加熱温度を５０℃以下とする
＊ＳＯＡ絶対湿度については省エネルギー性の高い潜熱顕熱分離空調方式に必要な下記の値とした
文献資料（空衛便覧１４版Ｉ基礎編４１４頁 事務所作業・・）の２６℃における
ＬＨ：５３Ｗ／人から、沸騰温度３０℃における比蒸発エンタルピ２４３０．０ｋＪ／ｋｇを用いて
５３Ｗ／人÷２４３０Ｊ／ｇ×３６００ｓ／ｈ＝７８．５→７９ｇ／ｈ・人
１人当たりの外気量＝２５ｍ３／ｈで１人当たりの水分発生量＝７９ｇ／ｈを処理
従ってＳＯＡと室内排気の絶対湿度差は
７９ｇ／ｈ・人÷（２５ｍ３／ｈ・人×１．２ｋｇ’／ｍ３）＝２．６ｇ／ｋｇ′により
ＳＯＡ＝１０．５－２．６＝７．９ｇ／ｋｇ′とする
＊気化冷却装置、気化式加湿は等エンタルピ変化とする
＊気化冷却装置への給水は第１の熱交換器２０による冷却除湿ドレンを利用する
＊潜熱交換器はデシカントロータとし、熱ロスとして等エンタルピから２℃の顕熱移動とした
＊気化冷却装置２１は気化式加湿装置として加湿の飽和効率８０％とする
＊ファンによる昇温は無視する
＊冷房運転時熱交換器２０の出口空気は相対湿度９５％とする
＊空気状態は、乾球温度と相対湿度など状態値２つにより他の状態値が決まるので、説明での変化過程を決める表内数値には下線を付した
＊発明を実施するための形態における説明では、熱交換器における「第１の」ないし「第７の」、気化冷却装置における「第１の」及び「第２の」の呼称は省略した
＊ＯＡ：処理対象空気
外気 夏３３℃、６２％（１９．８ｇ／ｋｇ′、８３．９ｋＪ／ｋｇ′）
冬０℃、３４％（１．３ｇ／ｋｇ′、３．２ｋＪ／ｋｇ′）
＊ＳＯＡ：ＯＡを空調処理した室内への給気
＊ＨＳＡ：熱源空気（上記の外気又は室内排気）
室内空気 夏２６℃、５０％（１０．５ｇ／ｋｇ′、５２．９ｋＪ／ｋｇ′）
冬２２℃、４０％（６．６ｇ／ｋｇ′、３８．８ｋＪ／ｋｇ′）
＊ＥＡ：熱源空気を利用した後の排気
＊冷凍サイクル、ヒートポンプ冷凍サイクル共に成績係数ＣＯＰ＝４とする
＊凝縮温度（ＣＴ）５５℃以下 これによる空気加熱温度を５０℃以下とする
＊ＳＯＡ絶対湿度については省エネルギー性の高い潜熱顕熱分離空調方式に必要な下記の値とした
文献資料（空衛便覧１４版Ｉ基礎編４１４頁 事務所作業・・）の２６℃における
ＬＨ：５３Ｗ／人から、沸騰温度３０℃における比蒸発エンタルピ２４３０．０ｋＪ／ｋｇを用いて
５３Ｗ／人÷２４３０Ｊ／ｇ×３６００ｓ／ｈ＝７８．５→７９ｇ／ｈ・人
１人当たりの外気量＝２５ｍ３／ｈで１人当たりの水分発生量＝７９ｇ／ｈを処理
従ってＳＯＡと室内排気の絶対湿度差は
７９ｇ／ｈ・人÷（２５ｍ３／ｈ・人×１．２ｋｇ’／ｍ３）＝２．６ｇ／ｋｇ′により
ＳＯＡ＝１０．５－２．６＝７．９ｇ／ｋｇ′とする
＊気化冷却装置、気化式加湿は等エンタルピ変化とする
＊気化冷却装置への給水は第１の熱交換器２０による冷却除湿ドレンを利用する
＊潜熱交換器はデシカントロータとし、熱ロスとして等エンタルピから２℃の顕熱移動とした
＊気化冷却装置２１は気化式加湿装置として加湿の飽和効率８０％とする
＊ファンによる昇温は無視する
＊冷房運転時熱交換器２０の出口空気は相対湿度９５％とする
＊空気状態は、乾球温度と相対湿度など状態値２つにより他の状態値が決まるので、説明での変化過程を決める表内数値には下線を付した
＊発明を実施するための形態における説明では、熱交換器における「第１の」ないし「第７の」、気化冷却装置における「第１の」及び「第２の」の呼称は省略した
【0043】
（第１の実施形態）
図２に請求項１に係る実施形態の構成図を示す。空気処理装置１は、処理対象空気経路４０に熱交換器２０、室内へ処理空気を送風する給気ファン２５が設置される。熱源空気経路４１には、上流側から順に熱交換器３０、冷房時に熱交換器２０より発生する冷却ドレン供給により、気化冷却装置として機能する気化冷却装置３２、熱交換器３５が設置される。熱交換器２０、３０、３５は、圧縮機５０と共に冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルを構成し、運転に伴う吸熱量と、吸熱量に圧縮機入力を加算した放熱量の熱収支が合う運転となる。なお処理対象空気経路４０は熱源空気経路４１の上部に位置し、ドレンが重力により気化冷却装置３２に落下することが望ましいが、条件によってはドレンポンプによる供給でもよい。通常は熱源空気として室内排気を利用するが本実施例では処理対象空気、熱源空気ともに外気とした場合について、具体的数値を示して運転動作を説明する。
図２に請求項１に係る実施形態の構成図を示す。空気処理装置１は、処理対象空気経路４０に熱交換器２０、室内へ処理空気を送風する給気ファン２５が設置される。熱源空気経路４１には、上流側から順に熱交換器３０、冷房時に熱交換器２０より発生する冷却ドレン供給により、気化冷却装置として機能する気化冷却装置３２、熱交換器３５が設置される。熱交換器２０、３０、３５は、圧縮機５０と共に冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルを構成し、運転に伴う吸熱量と、吸熱量に圧縮機入力を加算した放熱量の熱収支が合う運転となる。なお処理対象空気経路４０は熱源空気経路４１の上部に位置し、ドレンが重力により気化冷却装置３２に落下することが望ましいが、条件によってはドレンポンプによる供給でもよい。通常は熱源空気として室内排気を利用するが本実施例では処理対象空気、熱源空気ともに外気とした場合について、具体的数値を示して運転動作を説明する。
【0044】
（夏季冷房運転動作と空気状態の変化）
図３に第１の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気Ａは熱交換器２０により冷却除湿されＢとなる
冷却量＝８３．９－３１．３＝５２．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－７．９＝１１．９ｇ／ｋｇ′
▲２▼熱源空気用外気Ａは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲３▼除湿ドレンが気化冷却装置３２に供給される
▲４▼除湿ドレン全量を飽和効率８０％の気化冷却装置３２で全量蒸発させるための風量比は、Ｋの等エンタルピ１００％ＲＨであるＮ′＝２７．８ｇ／ｋｇ′により
１１．９÷｛（２７．８－１９．８）×０．８｝＝１．９→２．０とする
▲５▼Ｋは等エンタルピ変化で
Ｎ＝１９．８＋（１１．９÷２）＝２５．８ｇ／ｋｇ′となる
▲６▼ＣＯＰ＝４により放熱量合計は
５２．６×（５／４）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′のため、Ｎは熱交換器３５により加熱されＳ＝（６５．８÷２．０）＋８３．９＝１１６．８ｋＪ／ｋｇ′となる
図３に第１の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
冷却量＝８３．９－３１．３＝５２．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－７．９＝１１．９ｇ／ｋｇ′
▲２▼熱源空気用外気Ａは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲３▼除湿ドレンが気化冷却装置３２に供給される
▲４▼除湿ドレン全量を飽和効率８０％の気化冷却装置３２で全量蒸発させるための風量比は、Ｋの等エンタルピ１００％ＲＨであるＮ′＝２７．８ｇ／ｋｇ′により
１１．９÷｛（２７．８－１９．８）×０．８｝＝１．９→２．０とする
▲５▼Ｋは等エンタルピ変化で
Ｎ＝１９．８＋（１１．９÷２）＝２５．８ｇ／ｋｇ′となる
▲６▼ＣＯＰ＝４により放熱量合計は
５２．６×（５／４）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′のため、Ｎは熱交換器３５により加熱されＳ＝（６５．８÷２．０）＋８３．９＝１１６．８ｋＪ／ｋｇ′となる
【0045】
本発明の気化冷却装置３２を装備しない従来のヒートポンプ冷凍機によれば凝縮温度を本発明と同じ５５℃とした顕熱のみの放熱器では、熱源空気用外気の３３℃と５０℃のエンタルピ差は１０１．７－８３．９＝１７．８ｋＪ／ｋｇ′のため、熱源空気用外気量は、処理対象空気に対して６５．８÷１７．８＝３．７倍必要となる。
【0046】
このように外気を熱源空気とする冷房運転では、本発明の気化冷却装置３２の効果により、熱源空気の風量比をほぼ半減することが可能である。
【0047】
（第２の実施形態）
図４に請求項２に係る実施形態の構成図を示す。請求項１による空気処理装置１の熱交換器２０と室内へ処理対象空気を送風する給気ファン２５との間に、冷房時に加熱、暖房時には冷却を行う第４の熱交換器２３が設置される。処理対象空気を外気、熱源空気を室内排気とし、風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
（夏季冷房運転動作と空気状態の変化）
図５に第２の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気Ａは熱交換器２０により冷却除湿されＢとなる
冷却量＝８３．９－３１．３＝５２．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－７．９＝１１．９ｇ／ｋｇ′
▲２▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲３▼除湿ドレンが気化冷却装置３２に供給される
▲４▼Ｋの等エンタルピでの１００％ＲＨであるＮ′＝２０．４ｇ／ｋｇ′により、飽和効率８０％の気化冷却装置３２により気化冷却され
Ｎ＝（２０．４－１０．５）×０．８＋１０．５＝１８．４ｇ／ｋｇ′となる。
なおＡ→Ｂ＝１９．８－７．９＝１１．９ｇ／ｋｇ′
Ｋ→Ｎ＝１８．４－１０．５＝７．９ｇ／ｋｇ′
（Ａ→Ｂ）－（Ｋ→Ｎ）＝１１．９－７．９＝４．０ｇ／ｋｇ′は排水される
▲５▼Ｎは熱交換器３５により加熱されＳとなる
▲６▼ＣＯＰ＝４により放熱量は５２．６×（５／４）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′
（Ｊ→Ｋ）＋（Ｎ→Ｓ）＋（Ｂ→Ｅ）＝（７７．５－５２．９）＋（９８．０－７７．５）＋（Ｅ－３１．３）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′より
Ｅは５２．０ｋＪ／ｋｇ′となる
図４に請求項２に係る実施形態の構成図を示す。請求項１による空気処理装置１の熱交換器２０と室内へ処理対象空気を送風する給気ファン２５との間に、冷房時に加熱、暖房時には冷却を行う第４の熱交換器２３が設置される。処理対象空気を外気、熱源空気を室内排気とし、風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
（夏季冷房運転動作と空気状態の変化）
図５に第２の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
冷却量＝８３．９－３１．３＝５２．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－７．９＝１１．９ｇ／ｋｇ′
▲２▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲３▼除湿ドレンが気化冷却装置３２に供給される
▲４▼Ｋの等エンタルピでの１００％ＲＨであるＮ′＝２０．４ｇ／ｋｇ′により、飽和効率８０％の気化冷却装置３２により気化冷却され
Ｎ＝（２０．４－１０．５）×０．８＋１０．５＝１８．４ｇ／ｋｇ′となる。
なおＡ→Ｂ＝１９．８－７．９＝１１．９ｇ／ｋｇ′
Ｋ→Ｎ＝１８．４－１０．５＝７．９ｇ／ｋｇ′
（Ａ→Ｂ）－（Ｋ→Ｎ）＝１１．９－７．９＝４．０ｇ／ｋｇ′は排水される
▲５▼Ｎは熱交換器３５により加熱されＳとなる
▲６▼ＣＯＰ＝４により放熱量は５２．６×（５／４）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′
（Ｊ→Ｋ）＋（Ｎ→Ｓ）＋（Ｂ→Ｅ）＝（７７．５－５２．９）＋（９８．０－７７．５）＋（Ｅ－３１．３）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′より
Ｅは５２．０ｋＪ／ｋｇ′となる
【0048】
第２の実施形態によれば、熱源が室内排気で風量比１の場合でも処理対象空気の給気温度はこの具体例では３１．６℃と高いが、ヒートポンプの吸熱、放熱量の熱収支を合わせ、潜熱顕熱分離空調を達成するための給気絶対湿度７．９ｇ／ｋｇ′までの除湿処理を、外部からの熱源を要しない一体完結型の外気処理装置で達成できる。
【0049】
（第３の実施形態）
図６に請求項３に係る実施形態の構成図を示す。請求項２による空気処理装置１の熱源空気経路４１の気化冷却装置３２と熱交換器３５の間に、上流側から順に熱交換器３３と気化冷却装置３４の組み合わせを追加したものである。以下処理対象空気を外気、熱源空気を室内排気、風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
（夏季冷房運転動作と空気状態の変化）
図７に第３の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気Ａは熱交換器２０により冷却除湿されＢとなる
冷却量＝８３．９－３１．３＝５２．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－７．９＝１１．９ｇ／ｋｇ′
▲２▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲３▼除湿ドレンが気化冷却装置３２、３４に分配供給される
▲４▼Ｋの等エンタルピでの１００％ＲＨであるＮ′＝２０．４ｇ／ｋｇ′により、飽和効率８０％の気化冷却装置３２により気化冷却され
Ｎ＝（２０．４－１０．５）×０．８＋１０．５＝１８．４ｇ／ｋｇ′となる。
▲５▼Ｎは熱交換器３３により加熱されＰとなる
▲６▼Ｐは気化冷却装置３４により
Ｑ＝｛１１．９－（１８．４－１０．５）｝＋１８．４＝２２．４ｇ／ｋｇ′となる
▲７▼Ｑは熱交換器３５により加熱されＳとなる。なお図７では気化冷却装置３２に加湿可能な適量分の除湿ドレンを供給した場合を示しているが、気化冷却装置３２に除湿ドレン全量を供給し、気化できなかった量をドレンポンプ等で気化冷却装置３４に供給しても良い
▲８▼ＣＯＰ＝４により放熱量は５２．６×（５／４）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′
（Ｊ→Ｋ）＋（Ｎ→Ｐ）＋（Ｑ→Ｓ）＋（Ｂ→Ｅ）
＝（７７．５－５２．９）＋（９８．０－７７．５）＋（１０８．４－９８．０）＋（Ｅ－３１．３）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′より
Ｅは４１．６ｋＪ／ｋｇ′となる
図６に請求項３に係る実施形態の構成図を示す。請求項２による空気処理装置１の熱源空気経路４１の気化冷却装置３２と熱交換器３５の間に、上流側から順に熱交換器３３と気化冷却装置３４の組み合わせを追加したものである。以下処理対象空気を外気、熱源空気を室内排気、風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
（夏季冷房運転動作と空気状態の変化）
図７に第３の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
冷却量＝８３．９－３１．３＝５２．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－７．９＝１１．９ｇ／ｋｇ′
▲２▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲３▼除湿ドレンが気化冷却装置３２、３４に分配供給される
▲４▼Ｋの等エンタルピでの１００％ＲＨであるＮ′＝２０．４ｇ／ｋｇ′により、飽和効率８０％の気化冷却装置３２により気化冷却され
Ｎ＝（２０．４－１０．５）×０．８＋１０．５＝１８．４ｇ／ｋｇ′となる。
▲５▼Ｎは熱交換器３３により加熱されＰとなる
▲６▼Ｐは気化冷却装置３４により
Ｑ＝｛１１．９－（１８．４－１０．５）｝＋１８．４＝２２．４ｇ／ｋｇ′となる
▲７▼Ｑは熱交換器３５により加熱されＳとなる。なお図７では気化冷却装置３２に加湿可能な適量分の除湿ドレンを供給した場合を示しているが、気化冷却装置３２に除湿ドレン全量を供給し、気化できなかった量をドレンポンプ等で気化冷却装置３４に供給しても良い
▲８▼ＣＯＰ＝４により放熱量は５２．６×（５／４）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′
（Ｊ→Ｋ）＋（Ｎ→Ｐ）＋（Ｑ→Ｓ）＋（Ｂ→Ｅ）
＝（７７．５－５２．９）＋（９８．０－７７．５）＋（１０８．４－９８．０）＋（Ｅ－３１．３）＝６５．８ｋＪ／ｋｇ′より
Ｅは４１．６ｋＪ／ｋｇ′となる
【0050】
第３の実施形態によれば、処理対象空気が外気、熱源空気が室内排気で風量比１の場合でも、処理対象空気の潜熱負荷であるドレン量を全て熱源空気の気化冷却に利用することが可能となり、第２の実施形態の処理空気温度をより低く抑えること、具体例では３１．６℃から２１．４℃とすることが可能となる。
【0051】
（第４の実施形態）
図８に請求項４に係る実施形態の構成図を示す。室内排気を熱源空気として外気の温湿度調整を行うために、外気を室内に給気する処理対象空気経路４０に、熱交換器２０が設置され、室内排気を熱源空気とする熱源空気経路４１に、上流側から熱交換器３０、熱交換器３５が設置され、さらに熱交換器２０通過後の外気と、熱交換器３０通過後の室内排気の潜熱を交換する潜熱交換器２１が、熱交換器２０の下流側、熱交換器３０、３５の間に設置されたものである。以下外気と室内排気の風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
図８に請求項４に係る実施形態の構成図を示す。室内排気を熱源空気として外気の温湿度調整を行うために、外気を室内に給気する処理対象空気経路４０に、熱交換器２０が設置され、室内排気を熱源空気とする熱源空気経路４１に、上流側から熱交換器３０、熱交換器３５が設置され、さらに熱交換器２０通過後の外気と、熱交換器３０通過後の室内排気の潜熱を交換する潜熱交換器２１が、熱交換器２０の下流側、熱交換器３０、３５の間に設置されたものである。以下外気と室内排気の風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
【0052】
（夏季冷房運転動作と空気状態の変化）
図９に第４の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気Ａは熱交換器２０により冷却除湿されＢとなる
冷却量＝８３．９－５２．３＝３１．６ｋＪ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１により除湿されＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃上昇する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＢ→Ｃの潜熱交換分＝１３．１－７．９＝５．２ｇ／ｋｇ′によりＬとなる。なお等エンタルピ変化での Ｌ′より２℃低下する
▲５▼Ｌは熱交換器３５により加熱されＳとなる。
Ｓは、ＣＯＰ＝４による放熱量＝３１．６×５／４＝３９．５ｋＪ／ｋｇ′＝（Ｊ→Ｋ）＋（Ｌ→Ｓ）
＝（７７．５－５２．９）＋（Ｓ－７５．４）により９０．３ｋＪ／ｋｇ′
図９に第４の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
冷却量＝８３．９－５２．３＝３１．６ｋＪ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１により除湿されＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃上昇する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＢ→Ｃの潜熱交換分＝１３．１－７．９＝５．２ｇ／ｋｇ′によりＬとなる。なお等エンタルピ変化での Ｌ′より２℃低下する
▲５▼Ｌは熱交換器３５により加熱されＳとなる。
Ｓは、ＣＯＰ＝４による放熱量＝３１．６×５／４＝３９．５ｋＪ／ｋｇ′＝（Ｊ→Ｋ）＋（Ｌ→Ｓ）
＝（７７．５－５２．９）＋（Ｓ－７５．４）により９０．３ｋＪ／ｋｇ′
【0053】
第４の実施形態によれば、冷房運転において、熱源空気が室内排気で風量比１の場合において，給気温度はこの具体例では３３．９℃と高いが、ヒートポンプの吸熱、放熱量の熱収支を合わせ、潜熱顕熱分離空調を達成するための給気絶対湿度７．９ｇ／ｋｇ′までの除湿処理を、外部からの熱源を要しない一体完結型の外気処理装置で達成できる。なお冷却量は第２の実施形態５２．６ｋＪ／ｋｇ′に対して３１．６ｋＪ／ｋｇ′となり、圧縮機５０への入力エネルギーが減少する。
【0054】
（冬季暖房運転動作と空気状態の変化）
図１０に第４の実施形態における暖房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気ＡはＣ＝２４℃を想定して熱交換器２０により加熱されＢとなる
加熱量＝４３．０－３．２＝３９．８ｋＪ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃低下する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０によりドレンを排出しない８０％ＲＨまで冷却されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＬとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃上昇する
▲５▼Ｌは熱交換器３５により冷却されＳとなる。
ＳはＣＯＰ＝４での冷却量＝３９．８×３／４＝２９．９ｋＪ／ｋｇ′
＝（Ｊ→Ｋ）＋（Ｌ→Ｓ）＝（３８．８－２７．９）＋（２９．９－Ｓ）により１０．９ｋＪ／ｋｇ′
図１０に第４の実施形態における暖房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
加熱量＝４３．０－３．２＝３９．８ｋＪ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃低下する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０によりドレンを排出しない８０％ＲＨまで冷却されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＬとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃上昇する
▲５▼Ｌは熱交換器３５により冷却されＳとなる。
ＳはＣＯＰ＝４での冷却量＝３９．８×３／４＝２９．９ｋＪ／ｋｇ′
＝（Ｊ→Ｋ）＋（Ｌ→Ｓ）＝（３８．８－２７．９）＋（２９．９－Ｓ）により１０．９ｋＪ／ｋｇ′
【0055】
第４の実施形態によれば、潜熱交換器２１により、処理対象空気は加湿され、熱源空気は温度が上昇し再度熱源空気として利用することで、熱源空気が室内排気で風量比１の場合でも吸熱、放熱量の熱収支を合わせ、処理対象空気に対しての加湿も可能となり、外部からの熱源を要しない一体完結型の空気処理装置を達成できる。
【0056】
（第５の実施形態）
図１１に請求項５に係る実施形態の構成図を示す。請求項１における気化冷却装置３２に請求項４における潜熱交換器２１を加えたものである。以下処理対象空気を外気、熱源空気を室内排気、風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
図１１に請求項５に係る実施形態の構成図を示す。請求項１における気化冷却装置３２に請求項４における潜熱交換器２１を加えたものである。以下処理対象空気を外気、熱源空気を室内排気、風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
【0057】
（夏季冷房運転動作と空気状態の変化）
図１２に第５の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気Ａは熱交換器２０により冷却除湿されＢとなる
冷却量＝８３．９－４６．３＝３７．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－１１．５＝８．３ｇ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃上昇する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＢ→Ｃの潜熱交換分＝１１．５－７．９＝３．６ｇ／ｋｇ′により、Ｌとなる。なお等エンタルピ変化での Ｌ′より２℃低下する
▲５▼ＮはＬの等エンタルピでの１００％ＲＨ Ｎ′が１９．８ｇ／ｋｇ′であることから気化冷却装置３２により飽和効率８０％で気化冷却され
（１９．８－１４．１）×０．８＋１４．１＝１８．７ｇ／ｋｇ′となる
▲６▼Ｎは熱交換器３５により加熱されＳとなる。
ＳはＣＯＰ＝４による放熱量＝３７．６×５／４＝４７．０ｋＪ／ｋｇ′
＝（Ｊ→Ｋ）＋（Ｎ→Ｓ）＝（７７．５－５２．９）＋（Ｓ－７５．４）により９７．８ｋＪ／ｋｇ′
※なおＡ→Ｂに伴う除湿ドレン水量は８．３ｇ／ｋｇ′、Ｌ→Ｎに伴う蒸発量は１８．７－１４．１＝４．６ｇ／ｋｇ′であり、その差３．７ｇ／ｋｇ′はドレンとして排水される。
図１２に第５の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
冷却量＝８３．９－４６．３＝３７．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－１１．５＝８．３ｇ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃上昇する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＢ→Ｃの潜熱交換分＝１１．５－７．９＝３．６ｇ／ｋｇ′により、Ｌとなる。なお等エンタルピ変化での Ｌ′より２℃低下する
▲５▼ＮはＬの等エンタルピでの１００％ＲＨ Ｎ′が１９．８ｇ／ｋｇ′であることから気化冷却装置３２により飽和効率８０％で気化冷却され
（１９．８－１４．１）×０．８＋１４．１＝１８．７ｇ／ｋｇ′となる
▲６▼Ｎは熱交換器３５により加熱されＳとなる。
ＳはＣＯＰ＝４による放熱量＝３７．６×５／４＝４７．０ｋＪ／ｋｇ′
＝（Ｊ→Ｋ）＋（Ｎ→Ｓ）＝（７７．５－５２．９）＋（Ｓ－７５．４）により９７．８ｋＪ／ｋｇ′
※なおＡ→Ｂに伴う除湿ドレン水量は８．３ｇ／ｋｇ′、Ｌ→Ｎに伴う蒸発量は１８．７－１４．１＝４．６ｇ／ｋｇ′であり、その差３．７ｇ／ｋｇ′はドレンとして排水される。
【0058】
第５の実施形態によれば、冷房運転において、処理対象空気が外気、熱源空気が室内排気で風量比１の場合において、第２の実施形態に比較して冷却熱量を５２．６ｋＪ／ｋｇ′から３７．６ｋＪ／ｋｇ′、給気温度を３１．６℃から２８．０℃とすることができる。
【0059】
（冬季暖房運転動作と空気状態の変化）
冬季には気化冷却装置は作用しないので、空気状態の変化過程は図１０に準ずる。
冬季には気化冷却装置は作用しないので、空気状態の変化過程は図１０に準ずる。
【0060】
第５の実施形態によれば、冬季には気化冷却装置は作用しないので、効果は第４の実施形態に準ずる。
【0061】
（第６の実施形態）
図１３に請求項６に係る実施形態の構成図を示す。請求項５による空気処理装置１の処理対象空気経路４０の潜熱交換器２１の下流側に、熱交換器２２を追加したものである。
図１３に請求項６に係る実施形態の構成図を示す。請求項５による空気処理装置１の処理対象空気経路４０の潜熱交換器２１の下流側に、熱交換器２２を追加したものである。
【0062】
（第７の実施形態）
図１４に請求項８に係る実施形態の構成図を示す。請求項６による空気処理装置１の熱源空気経路４１の潜熱交換器２１下流直後に熱交換器３１を追加したものである。以下処理対象空気を外気、熱源空気を室内排気、風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
図１４に請求項８に係る実施形態の構成図を示す。請求項６による空気処理装置１の熱源空気経路４１の潜熱交換器２１下流直後に熱交換器３１を追加したものである。以下処理対象空気を外気、熱源空気を室内排気、風量比１とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
【0063】
（夏季冷房運転動作と空気状態の変化）
図１５に第７の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気Ａは熱交換器２０により冷却除湿されＢとなる
冷却量＝８３．９－５２．３＝３１．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－１３．１＝６．７ｇ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃上昇する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫ＝４５℃となる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＢ→Ｃの潜熱交換分＝１３．１－７．９＝５．２ｇ／ｋｇ′により、Ｌとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃低下する
▲５▼Ｌは熱交換器３１により加熱されＭ＝４５℃となる
▲６▼Ｍは等エンタルピでの１００％ＲＨ Ｎ′が２２．９ｇ／ｋｇ′であることから気化冷却装置３２により飽和効率８０％で気化冷却されＮとなる
▲７▼Ｎは熱交換器３５により加熱されＳ＝４５℃となる
▲８▼Ｃは熱交換器２２により冷却されＤとなる。
Ｄは、熱交換器３０、３１、３５による放熱量合計
（Ｊ→Ｋ）＋（Ｌ→Ｍ）＋（Ｎ→Ｓ）＝（７２．４－５２．９）＋（８５．８－７０．３）＋（１００．８－８５．８）＝５０．０ｋＪ／ｋｇ′
ＣＯＰ＝４による冷却量＝５０．０×４／５＝４０．０ｋＪ／ｋｇ′により
（Ｃ→Ｄ）＝４０．０－（Ａ→Ｂ）＝４０．０－３１．６＝８．４ｋＪ／ｋｇ′５４．４－８．４＝４６．０ｋＪ／ｋｇ′となる
※なおＡ→Ｂに伴う除湿ドレン水量は６．７ｇ／ｋｇ′、Ｍ→Ｎに伴う蒸発量は２１．５－１５．７＝５．８ｇ／ｋｇ′であり、その差０．９ｇ／ｋｇ′はドレンとして排水される
図１５に第７の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
冷却量＝８３．９－５２．３＝３１．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－１３．１＝６．７ｇ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃上昇する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫ＝４５℃となる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＢ→Ｃの潜熱交換分＝１３．１－７．９＝５．２ｇ／ｋｇ′により、Ｌとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃低下する
▲５▼Ｌは熱交換器３１により加熱されＭ＝４５℃となる
▲６▼Ｍは等エンタルピでの１００％ＲＨ Ｎ′が２２．９ｇ／ｋｇ′であることから気化冷却装置３２により飽和効率８０％で気化冷却されＮとなる
▲７▼Ｎは熱交換器３５により加熱されＳ＝４５℃となる
▲８▼Ｃは熱交換器２２により冷却されＤとなる。
Ｄは、熱交換器３０、３１、３５による放熱量合計
（Ｊ→Ｋ）＋（Ｌ→Ｍ）＋（Ｎ→Ｓ）＝（７２．４－５２．９）＋（８５．８－７０．３）＋（１００．８－８５．８）＝５０．０ｋＪ／ｋｇ′
ＣＯＰ＝４による冷却量＝５０．０×４／５＝４０．０ｋＪ／ｋｇ′により
（Ｃ→Ｄ）＝４０．０－（Ａ→Ｂ）＝４０．０－３１．６＝８．４ｋＪ／ｋｇ′５４．４－８．４＝４６．０ｋＪ／ｋｇ′となる
※なおＡ→Ｂに伴う除湿ドレン水量は６．７ｇ／ｋｇ′、Ｍ→Ｎに伴う蒸発量は２１．５－１５．７＝５．８ｇ／ｋｇ′であり、その差０．９ｇ／ｋｇ′はドレンとして排水される
【0064】
第７の実施形態によれば、冷房運転において、処理対象空気が外気、熱源空気が室内排気で風量比１の場合において第５の実施形態に比較して熱交換器２０のＡ→Ｂの冷却除湿に伴う冷却熱量を減らすこと、具体例では３７．６ｋＪ／ｋｇ′から３１．６ｋＪ／ｋｇ′、さらにドレン量を気化冷却により多く使うことで処理対象空気の給気温度を低く抑えること、具体例では２８．０℃から２５．７℃、さらに凝縮温度を低くすること、具体例では５５℃から５０℃（排気温度Ｓは４９℃から４５℃）とすることが可能となり、より省エネ効果が高くなる。
【0065】
（冬季暖房運転動作と空気状態の変化）
図１６に第７の実施形態における暖房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気Ａは熱交換器２０により加熱されＢ＝３８℃となる
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃低下する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０によりドレンを排出しない８０％ＲＨまで冷却されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＬとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃上昇する
▲５▼熱交換器３１及び３５によりＬを氷点下温度Ｓ＝－２℃まで冷却する
冷却量＝（Ｊ→Ｋ）＋（Ｌ→Ｓ）＝（３８．８－２７．９）＋（２９．９－１．２）
＝３９．６ｋＪ／ｋｇ′
▲６▼ＣＯＰ＝４による加熱量＝（Ａ→Ｂ）＋（Ｃ→Ｄ）＝３９．６×４／３＝５２．８ｋＪ／ｋｇ′によりＤ＝５３．９ｋＪ／ｋｇ′
図１６に第７の実施形態における暖房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃低下する
▲３▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０によりドレンを排出しない８０％ＲＨまで冷却されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＬとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃上昇する
▲５▼熱交換器３１及び３５によりＬを氷点下温度Ｓ＝－２℃まで冷却する
冷却量＝（Ｊ→Ｋ）＋（Ｌ→Ｓ）＝（３８．８－２７．９）＋（２９．９－１．２）
＝３９．６ｋＪ／ｋｇ′
▲６▼ＣＯＰ＝４による加熱量＝（Ａ→Ｂ）＋（Ｃ→Ｄ）＝３９．６×４／３＝５２．８ｋＪ／ｋｇ′によりＤ＝５３．９ｋＪ／ｋｇ′
【0066】
第７の実施形態によれば、潜熱交換器２１により熱源空気は温度が上昇すると共に湿度が低下し、氷点下温度まで利用しても対象熱交換器への着霜がなく、暖房能力の安定した連続運転が可能となる。
【0067】
（第８の実施形態）
図１７に請求項１１に係る実施形態の構成図を示す。請求項６による外気処理装置１の処理空気経路４０の熱交換器２０の上流側から、熱源空気経路４１の熱交換器３５の上流側に外気をバイパスするバイパス経路４２を追加したものである。なお処理対象空気経路４０の最下流に気化式タイプの加湿装置２４を設置している。以下処理対象空気が外気、熱源空気を室内排気、風量比０．９とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
図１７に請求項１１に係る実施形態の構成図を示す。請求項６による外気処理装置１の処理空気経路４０の熱交換器２０の上流側から、熱源空気経路４１の熱交換器３５の上流側に外気をバイパスするバイパス経路４２を追加したものである。なお処理対象空気経路４０の最下流に気化式タイプの加湿装置２４を設置している。以下処理対象空気が外気、熱源空気を室内排気、風量比０．９とした場合について具体的数値を示して運転動作を説明する。
【0068】
（夏季冷房運転動作と空気状態の変化）
図１８に第８の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気Ａは熱交換器２０により冷却除湿されＢとなる
冷却量＝８３．９－４６．３＝３７．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－１１．５＝８．３ｇ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃上昇する
▲３▼熱源用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＢ→Ｃの潜熱交換分が加湿されてＬとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃低下する（風量比については数値が細かくなるので考慮しない）
（Ｂ→Ｃ）の除湿水分＝１１．５－７．９＝３．６ｇ／ｋｇ′（風量比１）
（Ｋ→Ｌ）の加湿水分＝３．６×１０／９＝４．０ｇ／ｋｇ′（風量比０．９）
Ｌ＝１０．５＋４．０＝１４．５ｇ／ｋｇ′
▲５▼Ｌは等エンタルピでの１００％ＲＨ Ｎ′が１９．８ｇ／ｋｇ′であることから気化冷却装置３２により飽和効率８０％で気化冷却されＮとなる
（１９．８－１４．５）×０．８＋１４．５＝１８．７ｇ／ｋｇ′
▲６▼Ｎは処理対象空気の外気量１に対し０．５の外気を熱源空気補給経路４２よ
り補給することでＲとなる
（３３．０－２７．５）×０．５／（０．５＋０．９）＋２７．５＝２９．５℃
（８３．９－７５．４）×０．５／（０．５＋０．９）＋７５．４＝７８．４ｋＪ／ｋｇ′
▲７▼Ｒは熱交換器３５により加熱されＳとなる
▲８▼Ｃは熱交換器２２により冷却されＤとなる
Ｄは熱交換器３０、３５による放熱量合計
（Ｊ→Ｋ）×０．９＋（Ｒ→Ｓ）×（０．９＋０．５）＝５２．１ｋＪ／ｋｇ′
ＣＯＰ＝４による冷却量＝５２．１×４／５＝４１．７ｋＪ／ｋｇ′
＝（Ａ→Ｂ）＋（Ｃ→Ｄ）＝（８３．９－４６．３）＋（４８．３－Ｄ）により
Ｄ＝４４．２ｋＪ／ｋｇ′
※なお（Ａ→Ｂ）に伴うドレン量＝８．３ｇ／ｋｇ′（Ｌ→Ｎ）に伴う蒸発量＝（１８．７－１４．５）×０．９＝３．８ｇ／ｋｇ′の差４．１ｇ／ｋｇ′はドレンとして排水される
図１８に第８の実施形態における冷房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
冷却量＝８３．９－４６．３＝３７．６ｋＪ／ｋｇ′
除湿ドレン量＝１９．８－１１．５＝８．３ｇ／ｋｇ′
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃上昇する
▲３▼熱源用室内排気Ｊは熱交換器３０により加熱されＫとなる
▲４▼Ｋは潜熱交換器２１によりＢ→Ｃの潜熱交換分が加湿されてＬとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃低下する（風量比については数値が細かくなるので考慮しない）
（Ｂ→Ｃ）の除湿水分＝１１．５－７．９＝３．６ｇ／ｋｇ′（風量比１）
（Ｋ→Ｌ）の加湿水分＝３．６×１０／９＝４．０ｇ／ｋｇ′（風量比０．９）
Ｌ＝１０．５＋４．０＝１４．５ｇ／ｋｇ′
▲５▼Ｌは等エンタルピでの１００％ＲＨ Ｎ′が１９．８ｇ／ｋｇ′であることから気化冷却装置３２により飽和効率８０％で気化冷却されＮとなる
（１９．８－１４．５）×０．８＋１４．５＝１８．７ｇ／ｋｇ′
▲６▼Ｎは処理対象空気の外気量１に対し０．５の外気を熱源空気補給経路４２よ
り補給することでＲとなる
（３３．０－２７．５）×０．５／（０．５＋０．９）＋２７．５＝２９．５℃
（８３．９－７５．４）×０．５／（０．５＋０．９）＋７５．４＝７８．４ｋＪ／ｋｇ′
▲７▼Ｒは熱交換器３５により加熱されＳとなる
▲８▼Ｃは熱交換器２２により冷却されＤとなる
Ｄは熱交換器３０、３５による放熱量合計
（Ｊ→Ｋ）×０．９＋（Ｒ→Ｓ）×（０．９＋０．５）＝５２．１ｋＪ／ｋｇ′
ＣＯＰ＝４による冷却量＝５２．１×４／５＝４１．７ｋＪ／ｋｇ′
＝（Ａ→Ｂ）＋（Ｃ→Ｄ）＝（８３．９－４６．３）＋（４８．３－Ｄ）により
Ｄ＝４４．２ｋＪ／ｋｇ′
※なお（Ａ→Ｂ）に伴うドレン量＝８．３ｇ／ｋｇ′（Ｌ→Ｎ）に伴う蒸発量＝（１８．７－１４．５）×０．９＝３．８ｇ／ｋｇ′の差４．１ｇ／ｋｇ′はドレンとして排水される
【0069】
第８の実施形態によれば、冷房運転において、処理対象空気が外気、熱源空気が室内排気で風量比１より小さい、具体例では０．９であっても本発明の気化冷却装置３２、潜熱交換器２１を大型化することなく、熱源空気最下流の熱交換器３５にのみ適宜外気を補給することで、外部からの熱源を要しない一体完結型の外気処理装置を構成できる。
【0070】
（冬季暖房運転動作と空気状態の変化）
図１９に第８の実施形態における暖房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲１▼処理対象外気Ａは熱交換器２０により加熱されＢ＝３５℃となる（ＣＴ＝４０℃想定）
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃低下する
▲３▼Ｃは熱交換器２２により加熱されＤとなる
加熱量合計は（Ａ→Ｂ）＋（Ｃ→Ｄ）＝（３８．５－３．２）＋（４５．０－３６．５）＝４３．８ｋＪ／ｋｇ′
▲４▼Ｄは加湿装置２４によりＦとなる
▲５▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０によりドレンを排出しない８０％まで冷却されＫとなる。
▲６▼Ｋは潜熱交換器２１により（Ｂ→Ｃ）の潜熱交換分が除湿されてＬとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃上昇する（風量比については数値が細かくなるので考慮しない）
（Ｂ→Ｃ）の加湿水分＝５．４－１．３＝４．１ｇ／ｋｇ′
（Ｋ→Ｌ）の除湿水分＝（Ｂ→Ｃ）×１０／９＝４．６ｇ／ｋｇ′
Ｌ＝６．６－４．６＝２．０ｇ／ｋｇ′
▲７▼Ｌは処理対象外気量１に対し風量比０．２の外気を熱源空気である室内排気Ｌに外気補給経路４２より補給することでＲとなる
（２４．７－０．０）×０．９／（０．２＋０．９）＋０．０＝２０．２℃
（２９．９－３．２）×０．９／（０．２＋０．９）＋３．２＝２５．０ｋＪ／ｋｇ′
▲８▼Ｒは熱交換器３５により冷却されＳとなる
ＳはＣＯＰ＝４により冷却熱量×４／３＝加熱量から
｛（Ｊ→Ｋ）×０．９＋（Ｒ→Ｓ）×（０．２＋０．９）｝×４／３＝４３．８ｋＪ／ｋｇ′（Ｒ→Ｓ）＝２０．９ｋＪ／ｋｇ′よりＳ＝２５．０－２０．９＝４．１ｋＪ／ｋｇ′
図１９に第８の実施形態における暖房定常運転時の空気状態の変化を、湿り空気線図にプロットした。以下に各点の空気状態を表内に示すとともに、各構成要素による空気状態の変化過程を説明する。
▲２▼Ｂは潜熱交換器２１によりＣとなる。なお等エンタルピ変化でのＣ′より２℃低下する
▲３▼Ｃは熱交換器２２により加熱されＤとなる
加熱量合計は（Ａ→Ｂ）＋（Ｃ→Ｄ）＝（３８．５－３．２）＋（４５．０－３６．５）＝４３．８ｋＪ／ｋｇ′
▲４▼Ｄは加湿装置２４によりＦとなる
▲５▼熱源空気用室内排気Ｊは熱交換器３０によりドレンを排出しない８０％まで冷却されＫとなる。
▲６▼Ｋは潜熱交換器２１により（Ｂ→Ｃ）の潜熱交換分が除湿されてＬとなる。なお等エンタルピ変化でのＬ′より２℃上昇する（風量比については数値が細かくなるので考慮しない）
（Ｂ→Ｃ）の加湿水分＝５．４－１．３＝４．１ｇ／ｋｇ′
（Ｋ→Ｌ）の除湿水分＝（Ｂ→Ｃ）×１０／９＝４．６ｇ／ｋｇ′
Ｌ＝６．６－４．６＝２．０ｇ／ｋｇ′
▲７▼Ｌは処理対象外気量１に対し風量比０．２の外気を熱源空気である室内排気Ｌに外気補給経路４２より補給することでＲとなる
（２４．７－０．０）×０．９／（０．２＋０．９）＋０．０＝２０．２℃
（２９．９－３．２）×０．９／（０．２＋０．９）＋３．２＝２５．０ｋＪ／ｋｇ′
▲８▼Ｒは熱交換器３５により冷却されＳとなる
ＳはＣＯＰ＝４により冷却熱量×４／３＝加熱量から
｛（Ｊ→Ｋ）×０．９＋（Ｒ→Ｓ）×（０．２＋０．９）｝×４／３＝４３．８ｋＪ／ｋｇ′（Ｒ→Ｓ）＝２０．９ｋＪ／ｋｇ′よりＳ＝２５．０－２０．９＝４．１ｋＪ／ｋｇ′
【0071】
第８の実施形態によれば、暖房運転において熱源空気が室内排気で風量比が１より小さい、具体例では０．９でかつ加湿装置が外部からの熱源を要しない気化式加湿でも処理空気に対しての十分な加熱及び加湿が可能となる。また更に処理対象空気に対する加熱量を増やし、給気温度を上げるために、熱源空気の排気温度Ｓをさらに下げても潜熱交換器２１による除湿により露点温度が下がり、熱交換器３５での着霜が防止され、暖房能力の安定した連続運転が可能となる。
【0072】
（その他の実施形態）
実施形態において潜熱交換器は乾式のデシカントロータを想定してシステムを構成しているが、塩化リチウム溶液などの湿式方式を用いたものでもよい。処理対象空気は外気に限定されず室内空気の一部を混合して循環処理しても良い。また気化冷却装置は実施形態において独立した装置としているが、何らかの給水手段、例えば水道水、雨水貯留水、再生水、好ましくは冷却除湿ドレン水供給及びこれらの組み合わせによって、熱源空気を冷却することが目的であり、保水性、親水性を持つ熱交換器であれば直接滴下、噴霧としても良い。
実施形態において潜熱交換器は乾式のデシカントロータを想定してシステムを構成しているが、塩化リチウム溶液などの湿式方式を用いたものでもよい。処理対象空気は外気に限定されず室内空気の一部を混合して循環処理しても良い。また気化冷却装置は実施形態において独立した装置としているが、何らかの給水手段、例えば水道水、雨水貯留水、再生水、好ましくは冷却除湿ドレン水供給及びこれらの組み合わせによって、熱源空気を冷却することが目的であり、保水性、親水性を持つ熱交換器であれば直接滴下、噴霧としても良い。
【0073】
また冷凍サイクル又はヒートポンプ冷凍サイクルを構成する熱交換器と圧縮機５０は熱媒体が冷媒ガスを想定しているが、圧縮機５０を冷水、温水を発生するヒートポンプチラー、熱交換器を水熱源として構成しても良い。また実施形態での共通条件についてもこれらの数値に限定されるものではなく適宜変更が可能である。従って複数ある熱交換器、気化冷却器および潜熱交換器等についても、それぞれ蒸発温度、凝縮温度および処理対象空気及び熱源空気の最終および変化過程での温湿度条件等を適宜変更しても良い。
【0074】
以上のように本発明は上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を適宜変形することができる。
【符号の説明】
【0075】
１ 空気処理装置
２０ 第１の熱交換器ＳＣ／ＷＨ（冷凍サイクルにおいて夏：冷却 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：冷却 冬：加熱）
２２ 第６の熱交換器ＳＣ／ＷＨ（冷凍サイクルにおいて夏：冷却 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：冷却 冬：加熱）
２３ 第４の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
３０ 第２の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
３１ 第７の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
３３ 第５の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
３５ 第３の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
２１ 潜熱交換器
２４ 加湿装置
２５ 給気ファン
３２ 第１の気化冷却装置
３４ 第２の気化冷却装置
３６ 排気ファン
３７ 循環ファン
４０ 処理対象空気経路
４１ 熱源空気経路
４２ 熱源空気補給経路
５１ 熱源空気補給調整ダンパ
５０ ヒートポンプ冷凍機
その他
ＯＡ：処理対象空気（主として外気）
ＳＯＡ：処理対象空気を空調処理した給気
ＨＳＡ：ヒートポンプ運転に係る熱源空気（主として室内排気）
ＥＡ：熱源空気を利用した後の排気
Ａ Ｂ Ｃ・・・・・Ｑ Ｒ Ｓは空気処理装置、空気線図内の各点を示す
２０ 第１の熱交換器ＳＣ／ＷＨ（冷凍サイクルにおいて夏：冷却 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：冷却 冬：加熱）
２２ 第６の熱交換器ＳＣ／ＷＨ（冷凍サイクルにおいて夏：冷却 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：冷却 冬：加熱）
２３ 第４の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
３０ 第２の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
３１ 第７の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
３３ 第５の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
３５ 第３の熱交換器ＳＨ／ＷＣ（冷凍サイクルにおいて夏：加熱 ヒートポンプ
冷凍サイクルにおいて夏：加熱 冬：冷却）
２１ 潜熱交換器
２４ 加湿装置
２５ 給気ファン
３２ 第１の気化冷却装置
３４ 第２の気化冷却装置
３６ 排気ファン
３７ 循環ファン
４０ 処理対象空気経路
４１ 熱源空気経路
４２ 熱源空気補給経路
５１ 熱源空気補給調整ダンパ
５０ ヒートポンプ冷凍機
その他
ＯＡ：処理対象空気（主として外気）
ＳＯＡ：処理対象空気を空調処理した給気
ＨＳＡ：ヒートポンプ運転に係る熱源空気（主として室内排気）
ＥＡ：熱源空気を利用した後の排気
Ａ Ｂ Ｃ・・・・・Ｑ Ｒ Ｓは空気処理装置、空気線図内の各点を示す
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】