(57)【要約】【課題】  水分吸着手段による除湿機能を有し、ヒータ加熱が不要、あるいは圧縮機の効率を低下させずに、冷凍サイクルにおける凝縮排熱を用いて水分吸着手段の再生が可能な空気調和装置を提供する。【解決手段】  低湿度である第１の相対湿度と該第１の相対湿度よりも高湿度である第２の相対湿度との間の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、第１の相対湿度と第２の相対湿度の間の範囲以外における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率よりも大きい水分吸着手段等を備えたものである。【選択図】        図１
2006308229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
低湿度である第１の相対湿度と該第１の相対湿度よりも高湿度である第２の相対湿度との間の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、前記第１の相対湿度と前記第２の相対湿度の間の範囲以外における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率よりも大きい水分吸着手段と、
該水分吸着手段に吸着された水分を脱着する第１の空気を供給する第１の送風手段と、
前記水分吸着手段により水分が吸着される第２の空気を供給する第２の送風手段と、
前記水分吸着手段を駆動して、該水分吸着手段の前記第１の空気と前記第２の空気が供給される領域を変更する駆動手段と、
冷媒が充填され、冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器から構成される冷媒回路と
を備え、
前記凝縮器が前記水分吸着手段に対し前記第１の空気の風上側に配置され、前記蒸発器が前記水分吸着手段に対して前記第２の空気の風下側に配置されたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
低湿度である第１の相対湿度と該第１の相対湿度よりも高湿度である第２の相対湿度との間の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、前記第１の相対湿度と前記第２の相対湿度の間の範囲以外における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率よりも大きい水分吸着手段と、
該水分吸着手段に吸着された水分を脱着する第１の空気を供給する第１の送風手段と、
前記水分吸着手段により水分が吸着される第２の空気を供給する第２の送風手段と、
前記水分吸着手段を駆動して、該水分吸着手段の前記第１の空気と前記第２の空気が供給される領域を変更する駆動手段と、
冷媒が充填され、冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器及び前記凝縮器に接続されたサブクール熱交換器から構成される冷媒回路と
を備え、
前記サブクール熱交換器が前記水分吸着手段に対し前記第１の空気の風上側に配置され、前記蒸発器が前記水分吸着手段に対して前記第２の空気の風下側に配置されたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項３】
蒸発器の蒸発温度を、蒸発器入口空気の露点より高くしたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置。
【請求項４】
低湿度である第１の相対湿度と該第１の相対湿度よりも高湿度である第２の相対湿度との間の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、前記第１の相対湿度と前記第２の相対湿度の間の範囲以外における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率よりも大きい水分吸着手段と、
該水分吸着手段に吸着された水分を脱着する第１の空気を供給する第１の送風手段と、
前記水分吸着手段により水分が吸着される第２の空気を供給する第２の送風手段と、
前記水分吸着手段を駆動して、該水分吸着手段の前記第１の空気と前記第２の空気が供給される領域を変更する駆動手段と、
冷媒が充填され、冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器から構成される冷媒回路と
を備え、
前記凝縮器が前記水分吸着手段に対し前記第１の空気の風上側に配置され、前記蒸発器が前記水分吸着手段に対して前記第１の空気の風下側に配置されたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項５】
低湿度である第１の相対湿度と該第１の相対湿度よりも高湿度である第２の相対湿度との間の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、前記第１の相対湿度と前記第２の相対湿度の間の範囲以外における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率よりも大きい水分吸着手段と、
該水分吸着手段に吸着された水分を脱着する第１の空気を供給する第１の送風手段と、
前記水分吸着手段により水分が吸着される第２の空気を供給する第２の送風手段と、
前記水分吸着手段を駆動して、該水分吸着手段の前記第１の空気と前記第２の空気が供給される領域を変更する駆動手段と、
冷媒が充填され、冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器から構成される冷媒回路と
を備え、
冷媒が充填され、冷媒を圧縮する圧縮機、第一の凝縮器、第二の凝縮器、絞り装置、蒸発器から構成され、前記第一の凝縮器と前記第二の凝縮器は並列に配管接続された冷媒回路と、
を備え、
前記第１の凝縮器が前記水分吸着手段に対し前記第１の空気の風上側に配置され、前記蒸発器が前記水分吸着手段に対して前記第２の空気の風上側に、前記第二の凝縮器が風下側に設置されたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項６】
低湿度である第１の相対湿度と該第１の相対湿度よりも高湿度である第２の相対湿度との間の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、前記第１の相対湿度と前記第２の相対湿度の間の範囲以外における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率よりも大きい水分吸着手段と、
該水分吸着手段に吸着された水分を脱着する第１の空気を供給する第１の送風手段と、
前記水分吸着手段により水分が吸着される第２の空気を供給する第２の送風手段と、
前記水分吸着手段を駆動して、該水分吸着手段の前記第１の空気と前記第２の空気が供給される領域を変更する駆動手段と、
冷媒が充填され、冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器から構成される冷媒回路と
を備え、
前記凝縮器が前記水分吸着手段に対し前記第１の空気の風上側に配置され、前記蒸発器が前記水分吸着手段に対して前記第２の空気の風上側に設置されたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項７】
前記第１の相対湿度及び前記第２の相対湿度が３０％から４０％の範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気調和装置。
【請求項８】
水分吸着手段に設ける固体吸着材を１．５〜２．５ナノメートルの穴径の細孔が多数設けられたケイ素材料で構成した請求項１〜７のいずれかに記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿機能を有する空気調和装置に関し、特に潜熱除去と顕熱除去を分離することにより、蒸発器への着霜を低減する空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の除湿機能を有する空気調和装置は、圧縮機と、凝縮器と、膨張弁と、蒸発器と、デフロストヒータとで構成されている。空気調和装置の冷凍サイクル内には冷媒が充填されている。圧縮機で圧縮された冷媒は高温高圧のガス冷媒となり、凝縮器に送り込まれる。凝縮器に流れ込んだ冷媒は、空気に熱を放出することにより液化する。液化した冷媒は膨張弁で減圧されて気液二相流状態となり、蒸発器にて周囲空気から熱を吸収することでガス化し、圧縮機へと流れる。特に、冷凍・冷蔵倉庫においては１０℃より低い温度帯に制御しなければならないため、蒸発温度が０℃より低くなる。このため、蒸発器で霜が発生し冷却能力を低下させていた。そこで、蒸発器にヒータを取り付け定期的に霜取り運転を行っていた。その結果、余計なエネルギを消費することになり、空気調和装置の効率の低下を引き起こしていた。さらに、除霜運転後は、冷凍・冷蔵倉庫内の温度が上昇し、空気調和装置の負荷が増大し、消費電力が増加していた。
また、圧縮機の回転数が制御できる空気調和装置（ルームエアコン等）の場合、冷房の中間期（梅雨、秋等）において、冷房負荷が小さくなるため、圧縮機の回転数を低下させることにより、負荷に追従していた。その結果、蒸発温度が上昇し、部屋の顕熱は除去できるが、潜熱は除去できない状態に陥り、部屋の相対湿度が上昇し、不快感が増大していた。
【０００３】
そこで、冷媒冷凍機と水分吸着手段を組み合わせ、蒸発器（吸熱器）に流れ込む空気の水分を水分吸着手段によりあらかじめ除去し、霜取運転を無くす方法が開示されている。すなわち、水分吸着手段であるデシカントロータで減湿した空気を蒸発器（吸熱器）へ供給する。一方、吸湿したデシカントロータの水分を脱着して再生するために、凝縮器（放熱器）で加熱された高温の空気をデシカントロータへ供給する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２４１６９３号公報（第６頁〜第８頁、第２図）
【非特許文献１】濱本芳徳、岡島次郎、松岡文雄、秋澤淳、柏木孝夫、「除湿・加湿ローターとシステムの性能解析  第１報：理論モデル」日本冷凍空調学会論文集  Trans. of the JSRAE Vol.19, No.3(2002) pp.281-292（第２８７頁、（１７）式）
【非特許文献２】“シリカゲルについて”、信越化成工業株式会社ホームページ、［平成１６年６月１日検索］、インターネット＜URL：http://www.shin-etsu-kasei.co.jp/silica.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の除湿機能を有する空気調和機は、デシカントロータの表面に設けられる固体吸着材にゼオライトやシリカゲルが用いられる。固体吸着材にゼオライトを用いる場合について、図２２にゼオライトの水分平衡吸着特性を示す（例えば、非特許文献１参照）。図２２より、ゼオライトに吸着した水分を効率よく脱着して再生するには、相対湿度が数パーセント以下の空気を供給する必要があることがわかる。空気の相対湿度を減少するためには空気を高温に加熱する必要がある。そのため、凝縮器で放熱される熱が比較的高温になるものとして、冷媒にＣＯ2（二酸化炭素）を使用し、圧縮機がＣＯ2の臨界圧を超えて圧縮する冷凍サイクルを用いている。圧縮機で圧縮される高圧が１００〜１５０［ｋｇｆ／ｃｍ2］程度であり、冷媒にＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を用いた通常の臨界圧を越えない冷凍サイクルの場合の２倍程度となるので、圧縮機、凝縮器及びこれらを接続する配管の耐圧を確保するために製品コストが上昇することになる。また、固体吸着材の再生温度が１５０℃程度と高いため、凝縮器出口の空気温度を高くする必要があり、そのためには、凝縮器での風量を小さくする必要があり、その結果、高圧が上昇し、圧縮機の圧縮比が増大し、圧縮機の効率が低下する問題があった。
【０００５】
また、固体吸着材にシリカゲルを用いる場合について、シリカゲルは２種類の吸着特性をもつことが知られている（例えば、非特許文献２参照）。湿度の低い領域で水分の吸収率が高まり、湿度の高い領域で吸収率が飽和する、ゼオライトと同様の特性を有するものについては、上記シリカゲルを用いた場合と同様の問題がある。また、湿度の低い領域では吸収率が低く、湿度の高い領域で吸収率が高まる特性を有するものについては、水分の吸収率が低い範囲の湿度において、湿度の異なる空調空間を対象に、吸着と脱着を繰り返して除湿するのに制約があるという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、水分吸着手段による除湿機能を有し、ヒータ加熱が不要、あるいは圧縮機の効率を低下させずに、冷凍サイクルにおける凝縮排熱を用いて水分吸着手段の再生が可能な空気調和装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る空気調和装置は、低湿度である第１の相対湿度と該第１の相対湿度よりも高湿度である第２の相対湿度との間の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、第１の相対湿度と第２の相対湿度の間の範囲以外における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率よりも大きい水分吸着手段と、該水分吸着手段に吸着された水分を脱着する第１の空気を供給する第１の送風手段と、水分吸着手段により水分が吸着される第２の空気を供給する第２の送風手段と、水分吸着手段を駆動して、該水分吸着手段の第１の空気と第２の空気が供給される領域を変更する駆動手段と、冷媒が充填され、冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器から構成される冷媒回路とを備え、凝縮器が水分吸着手段に対し第１の空気の風上側に配置され、蒸発器が水分吸着手段に対して第２の空気の風下側に配置されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る空気調和装置によれば、低湿度である第１の相対湿度と該第１の相対湿度よりも高湿度である第２の相対湿度との間の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率が、第１の相対湿度と第２の相対湿度の間の範囲以外における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率よりも大きい水分吸着手段と、該水分吸着手段に吸着された水分を脱着する第１の空気を供給する第１の送風手段と、水分吸着手段により水分が吸着される第２の空気を供給する第２の送風手段と、水分吸着手段を駆動して、該水分吸着手段の第１の空気と第２の空気が供給される領域を変更する駆動手段と、冷媒が充填され、冷媒を圧縮する圧縮機、凝縮器、絞り装置及び蒸発器から構成される冷媒回路とを備え、凝縮器を水分吸着手段に対し第１の空気の風上側に配置し、蒸発器を水分吸着手段に対して第２の空気の風下側に配置することにより、従来、頻繁に発生していた除霜運転を無くすことが可能となり、消費電力を低減できる。また、第１の相対湿度が３０％程度であるため、水分吸着手段に吸着した水分を脱着して再生させるのに３０％程度の相対湿度を有する空気で十分であり、空気をヒータで加熱するものとは異なり、第１の空気の風上側に配置された凝縮器の放熱を用いて第１の空気を加熱するので、ヒータ加熱用の消費電力が不要である。さらに、高温の再生温度が必要ないので、冷媒回路における圧縮機では冷媒が臨界圧を越えような高圧を必要としないので、圧縮機、凝縮器及びこれらを接続する配管の耐圧を低くすることができ、製品コストを低減するとともに、圧縮機の圧縮比も抑制できるので、圧縮機の効率を改善でき省エネを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施形態１．
図１は、本発明の実施形態１に係る空気調和装置の構成を説明する概略図である。図２は、本実施形態１における空気調和装置の要部構成である水分吸着手段の駆動状態を説明する概略図である。本実施形態１では、空気調和装置を冷蔵倉庫に適用した例を示す。冷蔵倉庫内の冷蔵室１００ｂが第２の空調空間であり、空調空間の気温である乾球温度が１０［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が４．５６［ｇ／ｋｇ］である。その外部は第１の空調空間である外気側１００aであり、乾球温度が３０［℃］、相対湿度が６０[％]、絶対湿度が１６．０４［ｇ／ｋｇ］である。このような運転状態を空気線図に示したものが図３である。なお、外気側１００ｂは開放された空間であり、乾球温度、相対湿度、及び絶対湿度が、それぞれ３０［℃］、６０％、及び１６．０４［ｇ／ｋｇ］に維持されるものとする。
【００１０】
次に、本実施形態１における空気調和装置の構成を説明する。図１において、空気調和装置は、吸着手段と冷凍手段２０を備える。すなわち、水分吸着手段であるデシカントロータ１、デシカントロータを可動させるための駆動手段２であるモータ、第１の空調空間である外気側１００ａの空気である第１の空気４ａをデシカントロータ１へ供給するための第１の送風手段であるファン３ａ、第２の空調空間である冷蔵室１００ｂの空気である第２の空気４ｂをデシカントロータ１へ供給するための第２の送風手段であるファン３ｂに加え、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系の冷媒であるＲ４０４Ａが封入され、圧縮機２０ａ、凝縮器２０ｂ、絞り装置である膨張弁２０ｃ、蒸発器２０ｄからなる冷凍手段２０により構成される。冷媒はＲ１３４ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、自然冷媒などでもよい。ファン３ａが回転することにより、第１の空気４ａが凝縮器２０ｂと熱交換するとともにデシカントロータ１を通過するように気流を形成する。また、ファン３ｂが回転することにより、第２の空気４ｂがデシカントロータ１を通過し、蒸発器２０ｄと熱交換するように気流を形成する。また、凝縮器２０ｂは、水分吸着手段であるデシカントロータ１に対し第１の空気４ａの風上側に配置される。さらに、蒸発器２０ｄは、水分吸着手段であるデシカントロータ１に対し第２の空気４ｂの風上側に配置される。図２に示すように、デシカントロータ１は円柱形をしており、モータ２により矢印５の方向に回転し、外気側１００ａと冷蔵室１００ｂとの間を時間とともに移動する。
【００１１】
図４は、本実施形態１における空気調和装置の要部構成である水分吸着手段であるデシカントロータ１に設けられる固体吸着材の水分吸着特性を示す。固体吸着材は多孔質ケイ素材料であり、１．５ｎｍ（ナノメートル）程度の細孔が多数設けられたものである。なおこのような固体吸着材は、一般的にナノポーラスシリカとして知られている。図４において、横軸は空調空間の相対湿度、縦軸は水分の平衡吸着量である。図４からわかるように、本実施形態１で用いる固体吸着剤は、相対湿度が３０％（第１の相対湿度）から４０％（第２の相対湿度）の範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率である傾斜が、３０％未満または４０％を超える範囲における相対湿度に対する水分の平衡吸着量の変化率である傾斜よりも大きい。これは、相対湿度が３０％未満の空気をデシカントロータ１に当てると水分の脱着が起こり、相対湿度が４０％を超える空気をデシカントロータ１に当てると水分の吸着が起こることを意味する。なお、固体吸着材の細孔径を増加または減少することにより、第１の相対湿度及び第２の相対湿度を増加または減少することができる。
【００１２】
次に、動作について説明する。図３は本実施形態１における空気調和装置の動作を説明する空気線図である。図１及び図３において、冷蔵室１００ｂ側のデシカントロータ１を通過する第１の空気４ｂに対し、デシカントローラ１の通過前空気の状態を（１）、デシカントローラ１を通過した直後の空気の状態を（２）、蒸発器２０ｄと熱交換した直後の空気の状態を（３）とする。また、外気側１００ａのデシカントロータ１を通過する第１の空気４ａに対し、凝縮器２０ｂの風上側空気の状態を（４）、凝縮器２０ｂと熱交換した直後の空気の状態を（５）、デシカントローラ１の通過直後の空気の状態を（６）とする。
【００１３】
まず、デシカントロータ１が冷蔵室１００ｂ内の水分を吸着する動作を説明する。状態（１）の空気は、乾球温度が１０［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が４．５６［ｇ／ｋｇ］である。デシカントロータ１に供給された状態（１）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が６０％から例えば３０％まで減湿され、絶対湿度は４．５６［ｇ／ｋｇ］から２．９６［ｇ／ｋｇ］まで減湿され、乾球温度は１０［℃］から１４［℃］まで上昇した状態（２）の空気となって蒸発器２０ｄへ向かう。図５に示すように、デシカントロータ１に設けられる固体吸着材は、相対湿度４０％以上の領域では吸着できる水分量が大きいので、状態（１）の空気を減湿できる。状態（２）の空気は蒸発器２０ｄで熱交換され、絶対湿度が一定の状態で顕熱のみが除去されて冷却され、相対湿度が１００％未満、乾球温度が−２［℃］である状態（３）の空気となる。なお、蒸発器２０ｄに着霜しないようにするために、蒸発器２０ｄの蒸発温度が状態（３）の空気における露点温度（本実施の形態では−２．９６[℃]）よりも高くなるように、膨張弁２０ｃの開度、圧縮機２０ａの回転数、ファン３ｂの回転数等を調節している。状態（３）の空気は冷蔵室１００ｂ内へ拡散され、冷蔵室１００bの乾球温度を１０［℃］に保つ。また、デシカントロータ１に吸着した水分は、モータ２により水分の吸着した領域が外気側１００ａに移動され、後述するように外気側１００ａで脱着される。
【００１４】
次に、デシカントロータ１に吸着された水分が外気側１００ａで脱着される動作を説明する。状態（４）の空気は、気温である乾球温度が３０［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が１６．０４［ｇ／ｋｇ］である。凝縮器２０ｂに供給された状態（４）の空気は、凝縮器２０ｂで熱交換されて加熱され、絶対湿度が一定の状態で顕熱のみが加わり、乾球温度が４３［℃］まで上昇し、相対湿度が３０％まで減湿された状態（５）の空気となってデシカントロータ１へ供給される。凝縮器２０ｂの凝縮温度が４３［℃］になるように、膨張弁２０ｃ、圧縮機２０ａの回転数、ファン４ａの回転数等で調節する。デシカントロータ１へ供給された状態（５）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が３０％から６０％まで増湿され、絶対湿度が１６．０４［ｇ／ｋｇ］から１９．７２［ｇ／ｋｇ］まで増湿され、乾球温度が４３［℃］から３４［℃］まで低下した状態（６）の空気となり、外気側１００ａへ放出される。相対湿度が３０％である状態（５）の空気がデシカントロータ１に供給されれば、図４に示すようにデシカントロータ１に設けられる固体吸着材で保持できる水分量が相対湿度４０％以上の領域における水分量よりも極端に小さくなるため、外気側１００ａの空気に水分を放出することができる。水分が脱着されたデシカントロータ１の領域は、モータ２によって再び冷蔵室１００ｂ内へ移動する。この動作を繰り返すことにより、冷蔵室１００b内を減湿する。
【００１５】
このように、本実施形態１における空気調和装置は冷蔵室１００ｂ内を減湿できるので、冷蔵室１００ｂを低温に保つ蒸発器への着霜をなくすことができる。また、第１の相対湿度及び第２の相対湿度が３０％から４０％の範囲である水分吸着手段を用いたので、冷凍サイクルにおける凝縮排熱を用いて水分吸着手段を再生できる。また、デシカントロータ１に設ける固体吸着材の細孔の径を適当に選択することにより、第１の湿度及び第２の湿度の値を適宜設定することができる。さらに、外気側1００ａの相対湿度が３０％より小さいには、デシカントロータ１に吸着した水分を、凝縮器で加熱した空気を供給することにより脱着できる。
【００１６】
このように、冷凍手段２０と図４の特性を有した水分吸着手段１を組み合わせることで、従来、頻繁に発生していた除霜運転を無くすことが可能となり、消費電力を低減できる。また、第１の相対湿度が３０％なので、水分吸着手段に吸着した水分を脱着して再生させるのに３０％程度の相対湿度を有する空気で十分であり、空気をヒータで加熱するものとは異なり、第１の空気４ａの風上側に配置された凝縮器２０ｂの放熱を用いて第１の空気４ａを加熱するので、ヒータ加熱用の消費電力が不要である。さらに、冷媒回路における圧縮器２０ａでは冷媒が臨界圧を越えるほどの高圧を必要としないので、圧縮機２０ａ、凝縮器２０ｂ及びこれらを接続する配管の耐圧を低くすることができ、製品コストを低減するとともに、圧縮機２０ａの圧縮比も抑制できるので、圧縮機の効率を改善でき省エネを図ることができる。
【００１７】
実施形態２．
実施形態１は、冷凍倉庫に適用した例であるが、ルームエアコンやパッケージエアコンにも適用可能であり、その実施形態について説明する。
本実施形態２の構成は、実施形態１の構成（図１）と同じである。第２の空調空間１００ｂの温度は、乾球温度２６[℃]、相対湿度６０[%]である。外気側である第２の空調空間１００ａの温度は、乾球温度３２[℃]、相対湿度６０[%]である。
次に、動作について説明する。図５はこの発明の本実施の形態における空気調和装置の動作を説明する空気線図である。図１及び図５において、空調空間１００ｂ側のデシカントロータ１を通過する第２の空気４ｂに対し、デシカントローラ１の通過前空気の状態を（１）、デシカントローラ１を通過した直後の空気の状態を（２）、蒸発器２０ｄと熱交換した直後の空気の状態を（３）とする。また、外気側１００ａのデシカントロータ１を通過する第１の空気４ａに対し、凝縮器２０ｂの風上側空気の状態を（４）、凝縮器２０ｂと熱交換した直後の空気の状態を（５）、デシカントローラ１の通過直後の空気の状態を（６）とする。
【００１８】
まず、デシカントロータ１が空調室１００ｂ内の水分を吸着する動作を説明する。状態（１）の空気は、気温である乾球温度が２６［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が１２．６４［ｇ／ｋｇ］である。デシカントロータ１に供給された状態（１）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が６０％から例えば３０％まで減湿され、絶対湿度は１２．６４［ｇ／ｋｇ］から９．６５［ｇ／ｋｇ］まで減湿され、乾球温度は２６［℃］から３３［℃］まで上昇した状態（２）の空気となって蒸発器２０ｄへ向かう。図４に示すように、デシカントロータ１に設けられる固体吸着材は、相対湿度４０％以上の領域では吸着できる水分量が大きいので、状態（１）の空気を減湿できる。状態（２）の空気は蒸発器２０ｄで熱交換され、絶対湿度が一定の状態で顕熱のみが除去されて冷却され、乾球温度が２０［℃］である状態（３）の空気となる。なお、蒸発器２０ｄの蒸発温度は２０[℃]になるように、膨張弁２０ｃの開度、圧縮機２０ａの回転数、ファン４ｂの回転数等を調節している。状態（３）の空気は空調室１００ｂ内へ拡散され、空調室１００ｂの乾球温度を２０［℃］に保つ。また、デシカントロータ１に吸着した水分は、モータ２により水分の吸着した領域が外気側１００ａに移動され、後述するように外気側１００ａで脱着される。
【００１９】
次に、デシカントロータ１に吸着された水分が外気側２００ａで脱着される動作を説明する。状態（４）の空気は、気温である乾球温度が３２［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が１８．０４［ｇ／ｋｇ］である。凝縮器２０ｂに供給された状態（４）の空気は、凝縮器２０ｂで熱交換されて加熱され、絶対湿度が一定の状態で顕熱のみが加わり、乾球温度が４５［℃］まで上昇し、相対湿度が３０％まで減湿された状態（５）の空気となってデシカントロータ１へ供給される。凝縮器２０ｂの凝縮温度が４５［℃］になるように、膨張弁２０ｃ、圧縮機２０ａの回転数、ファン４ａの回転数等で調節する。デシカントロータ１へ供給された状態（５）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が３０％から６０％まで増湿され、絶対湿度が１８．０４［ｇ／ｋｇ］から２１．８８［ｇ／ｋｇ］まで増湿され、乾球温度が４５［℃］から３５［℃］まで低下した状態（６）の空気となり、外気側１００ａへ放出される。相対湿度が３０％である状態（５）の空気がデシカントロータ１に供給されれば、図４に示すようにデシカントロータ１に設けられる固体吸着材で保持できる水分量が相対湿度４０％以上の領域における水分量よりも極端に小さくなるため、外気側１００ａの空気に水分を放出することができる。水分が脱着されたデシカントロータ１の領域は、モータ２によって再び空調室１００ｂ内へ移動する。この動作を繰り返すことにより、空調室１００ｂ内を減湿する。
【００２０】
このように、潜熱の除去は吸着手段、顕熱の除去は冷却手段（冷凍サイクル）２０が賄い、しかも水分吸着手段の再生（脱着）を冷凍サイクルの凝縮廃熱で賄うことで、システムの能力は大幅に改善される。その改善効果を以下に見積もる。
図６に示す従来の冷凍サイクルでは、空調空間１００ｂの状態が乾球温度２６℃、相対湿度６０[%]、外気側１００aの状態が乾球温度３２[℃]、相対湿度６０[％]では、凝縮温度４７[℃]、蒸発温度１１[℃]付近でバランスし、空調空間１００ｂの顕熱と潜熱の両方同時に除去していた。本発明では、冷凍サイクルは顕熱のみを賄えば良いので、蒸発温度を２０[℃]程度に制御できる。その結果、蒸発温度は１１[℃]から２０[℃]に上昇させることができる。図７に、蒸発温度と成績係数（＝冷却能力/消費電力）との関係を示す。図７において、蒸発温度１１[℃]の場合、成績係数は３．１程度（図中の点（Ａ））であり、蒸発温度を２０[℃]に上げると、成績係数は３．９程度（図中の点（Ｂ））にまで上昇し、成績係数は２５％程度改善される。
また、デシカントロータ６に設ける固体吸着材の細孔の径を適当に選択することにより、第１の湿度及び第２の湿度の値を適宜設定することができる。
【００２１】
以上の実施形態２の説明において、外気側の水分吸着手段に対し第１の空気の風上側に凝縮器を配置したが、外気側の相対湿度が３０[％]より低ければ、第１の空気を加熱することなく水分吸着手段を再生できる。
以上、説明したように、冷凍サイクルと図４に示す吸着特性を有する水分吸着手段を組み合わせることにより、冷凍サイクルの成績係数を２５[％]程度改善できる。
また、第１の相対湿度が最低で３０％なので、水分吸着手段に吸着した水分を脱着して再生させるのに３０％程度の相対湿度を有する空気で十分であり、第１の空気を加熱して相対湿度を低減する必要がなく、空気をヒータで加熱するものとは異なり、ヒータ加熱用の消費電力が不要である。
【００２２】
実施形態３．
図８は、本発明の利用例を示すスーパマーケット等の店舗の設置イメージである。図８中の２００は店内空間、３０は食品等を冷却しながら展示するショーケース、４０は熱源機である。図９は、本発明のショーケース３０、熱源機４０の構成を示している。熱源機４０は、圧縮機４０ａ、油分離器４０ｂ、凝縮器４０ｃ、液だめ４０ｄ、から構成されており、配管で接続されている。また、油分離器４０ｂの下流には、毛細管４０ｅ、開閉弁（電磁弁等）４０ｆが配管接続され、圧縮機４０ａの吸入管と接続されている。
図９に示すショーケース３０の上部は、食品を展示するためのスペース（以下陳列室３０ｅと呼ぶ）で、下部は水分吸着手段６等の主要構成部品が収納されている（以下機械室と呼ぶ）。機械室は二つに分割されており、その上部は吸着室１０ｂ、下部は脱着室１０ａである。水分吸着手段６は吸着室１０ｂと脱着室１０ａにまたがって設置され、回転手段７で回転している。図１０の矢印１１ａ、１１ｂは風の流れ・向きを表している。１１ａはショーケース内を循環している風の流れであり、１１ｂは店内２００から進入してくる風の流れを表している。第２の空気９ｂは、１１ａと１１ｂが合流したものである。また９ａは第１の空気である。
【００２３】
脱着室１０ａは風上側から、サブクール熱交換器３０ａ、水分吸着手段６、送風機８ａの順で並んでいる。吸着室は、風上側から送風機８ｂ、水分吸着手段６、蒸発器３０ｄの順で並んでいる。３０ｂは開閉弁（本実施形態３では電磁弁）、３０ｃは絞り装置（本実施形態３では温度式膨張弁）であり、蒸発器３０ｄとサブクール熱交換器３０ａとの間に設置している。
次に、動作について説明する。図１０は、吸着室１０ｂと脱着室１０ａを拡大したものである。図１１はこの発明の本実施の形態における空気調和装置の動作を説明する空気線図である。
図９、図１０、図１１において、店内２００の空気１１ｂとショーケース３０内を循環している空気１１ａが送風機８ｂによって導入され、吸着室１０ｂで混合された状態の空気を（７）とする。吸着室１０ｂ側のデシカントロータ６の通過した直後の空気の状態を（８）、蒸発器３０ｄと熱交換した直後の空気の状態を（９）とする。また、脱着室側１０ａのサブクール熱交換器３０ａの風上側の空気の状態を（１０）、サブクール熱交換器３０ａと熱交換した直後の空気の状態を（１１）、デシカントローラ６の通過直後の空気の状態を（１２）とする。
【００２４】
次にショーケース３０の風の流れを、図９で説明する。吸着室側１０ｂは、店内の空気とショーケース３０内を循環している空気とが混合されて、デシカントロータ６、蒸発器３０ｄに導かれる。ショーケース３０を循環している空気１１ａは、ショーケース３０の陳列室３０ｅと店内空気とを遮断するエアカーテンとしての機能を持っている。一方、脱着室側１０ａは、店内空気を送風機８ａで導入し、サブクール熱交換器３０ａ、デシカントロータ６を経て、再び店内へ放出される。
【００２５】
ここで、デシカントロータ６が水分を吸着する動作を説明する（図１１参照）。状態（７）の空気は、店内空気１１ｂとショーケース内を循環する空気１１ａとが混合し、乾球温度が０［℃］、相対湿度が９０％、絶対湿度が３．３９［ｇ／ｋｇ］の状態となる。デシカントロータ６に供給された状態（７）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が９０％から例えば２０％まで減湿され、絶対湿度は３．３９［ｇ／ｋｇ］から１．１２［ｇ／ｋｇ］まで減湿され、乾球温度は０［℃］から５．６［℃］まで上昇した状態（８）の空気となって蒸発器３０ｄへ向かう。図４に示すように、デシカントロータ６に設けられる固体吸着材は、相対湿度４０％以上の領域では吸着できる水分量が大きいので、状態（７）の空気を減湿できる。状態（８）の空気は蒸発器３０ｄで熱交換され、絶対湿度が一定の状態で顕熱のみが除去されて冷却され、相対湿度が１００％未満、乾球温度が−１０［℃］である状態（９）の空気となる。なお蒸発器３０ｄの蒸発温度は−１０[℃]になるように、膨張弁３０ｃの開度、圧縮機４０ａの回転数、送風機８ｂの回転数等を調節している。状態（９）の空気はショーケース内を通り、陳列室３０ｅに拡散され、一部は店内２００に拡散する。陳列室３０ｅの乾球温度を−１０［℃］程度に保つ。また、デシカントロータ６に吸着した水分は、モータ７により水分の吸着した領域が脱着側１０ａに移動され、後述するように脱着室側１０ａで脱着される。
【００２６】
次に、デシカントロータ６に吸着された水分が脱着室側１０ａで脱着される動作を説明する。状態（１０）の空気は、店内温度である乾球温度が２４［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が１１．１９［ｇ／ｋｇ］である。サブクール熱交換器３０ａに供給された状態（１０）の空気は、サブクール熱交換器３０ａで熱交換されて加熱され、絶対湿度が一定の状態で顕熱のみが加わり、乾球温度が４４［℃］まで上昇し、相対湿度が２０％まで減湿された状態（１１）の空気となってデシカントロータ６へ供給される。サブクール熱交換器３０ａの出口空気（１１）の温度が４５［℃］になるように、膨張弁３０ｃ、圧縮機４０ａの回転数、ファン９ａの回転数等で調節する。デシカントロータ６へ供給された状態（１１）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が２０％から６０％まで増湿され、絶対湿度が１１．１９［ｇ／ｋｇ］から１６．４５［ｇ／ｋｇ］まで増湿され、乾球温度が４４［℃］から３０［℃］まで低下した状態（１２）の空気となり、店内側２００へ放出される。相対湿度が２０％である状態（１１）の空気がデシカントロータ６に供給されれば、図４に示すようにデシカントロータ６に設けられる固体吸着材で保持できる水分量が相対湿度４０％以上の領域における水分量よりも極端に小さくなるため、店内２００の空気に水分を放出することができる。水分が脱着されたデシカントロータ６の領域は、モータ７によって再び吸着室１０ｂ内へ移動する。この動作を繰り返すことにより、蒸発器手前の空気（１２）を減湿することができる。
【００２７】
本実施形態３における冷凍サイクルの動作点をＰ−ｈ線図（図１２）で説明する。なお図１２の曲線は、冷媒の飽和蒸気圧線である。圧縮機４０ａで圧縮された冷媒は高温・高圧のガス冷媒（１３−１）となり、油分離器４０ｂへと送り込まれる。油分離器４０ｂにおいて、冷凍機油（ミスト状）が分離され、分離された冷凍機油は減圧弁４０ｅ（本実施形態３では毛細管）、開閉弁（本実施の形態では電磁弁）４０ｆ、圧縮機の吸入を経て、再び圧縮機４０ａに戻る。高温・高圧のガス冷媒は、凝縮器４０ｃで外気に熱を放出し、液化する（１３−２）。液冷媒（１３−２）は、気液分離器４０ｄを通り、サブクール熱交換器３０ａに送り込まれ、店内空気と熱交換し、冷却され、冷媒の温度が低下した状態（１３−３）となる。サブクール熱交換器３０ａを出た液冷媒（１３−３）は、開閉弁３０ｂを経て、絞り装置３０ｃで減圧され、低圧の気液二相状態（１３−４）となる。低圧の気液二相冷媒（１３−４）は蒸発器３０ｄにおいて、ショーケース内空気と熱交換して、低圧のガス冷媒（１３−５）となり、圧縮機４０ａに戻る。
本実施形態３のように、ショーケース内にサブクール熱交換器３０ａを設け、店内空気で冷媒のサブクールを大きくすることにより、冷凍効果を大きくすることが可能となり、冷凍サイクル側の性能向上を図ることが可能となる。その効果を試算した結果を表１に示す。なお、試算条件は凝縮温度４５℃、蒸発温度−１０℃、従来のサブクール０℃、本実施の形態のサブクール１５℃である。表１より、本実施形態３のように、サブクール熱交換器３０ｂを付加することで、冷凍効果が２４％上昇し、冷凍能力向上の効果も得ることができる。
【表１】
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【００２８】
このように、ショーケースに図４の吸着特性を有する水分吸着手段を組み合わせた冷凍装置を備えることで、従来、頻繁に発生していた除霜運転を無くすことが可能となり、消費電力を低減できる。さらに、冷凍機の高圧液の排熱（あるいは凝縮排熱）で水分吸着手段を再生することができるので、再生用ヒータを用いることなく水分吸着手段に吸着した水分の脱着が可能となり、省エネを図ることができる。
また、従来のショーケースでは、ドレイン水を配管で屋外に捨てていたり、バケツでドレインイン水を捨てていたりしていたが、本発明の冷凍装置では、ドレインは水蒸気として、再び店内に放出するため、ドレイン配管が不要となり、工事費を削減できる。あるいは、ドレインをバケツで捨てる必要が無くなり、維持経費の低減にも繋がる。
また、店内に水蒸気を戻すため、店内環境の湿度が維持され、レジ付近での静電気発生の抑制、人への環境もよくなる。さらに、従来のショーケースでは、冷気が通路にもれ、通路が冷え（コールドアイル）、買い物客から足元が冷えるというクレームが存在したが、本発明では、暖かい空気が放出されるため、コールドアイルも解消することが可能である。
【００２９】
実施形態４．
図１３は実施形態４に係る空気調和装置の構成を示す図である。本実施形態４に係る空気調和装置は、水分吸着手段１２、回転手段２３、回転手段２３の回転を水分吸着手段１２に伝達させる手段２４、圧縮機５０ａ、凝縮器５０ｂ、絞り装置５０ｃ、蒸発器５０ｄ、ドレインを補足する手段１６、ドレインを蓄えるためのタンク１７、吸着側送風機１３ｂ、脱着側送風機１３ａ、脱着側と吸着側との仕切り１８で構成している。脱着側は風上から、凝縮器５０ｂ、水分吸着手段１２、蒸発器５０ｄの順で並んでいる。１４ａは第１の空気、１４ｂは第２の空気である。
次に、動作について説明する。図１４はこの発明の本実施の形態における空気調和装置の動作を説明する空気線図である。
まず、デシカントロータ１２が水分を吸着する動作を説明する。状態（１３）の空気は、乾球温度が１０［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が４．５６［ｇ／ｋｇ］である。デシカントロータ１２に供給された状態（１３）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が６０％から例えば３０％まで減湿され、絶対湿度は４．５６［ｇ／ｋｇ］から２．９６［ｇ／ｋｇ］まで減湿され、乾球温度は１０［℃］から１４［℃］まで上昇した状態（１４）の空気となる。図４に示すように、デシカントロータ１２に設けられる固体吸着材は、相対湿度４０％以上の領域では吸着できる水分量が大きいので、状態（１３）の空気を減湿できる。
【００３０】
脱着側の説明をする。状態（１５）の空気は、空調空間温度である乾球温度が１０［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が４．５６［ｇ／ｋｇ］である。凝縮器５０ｂに供給された状態（１５）の空気は、凝縮器５０ｂで熱交換されて加熱され、絶対湿度が一定の状態で顕熱のみが加わり、乾球温度が２１［℃］まで上昇し、相対湿度が３０％まで減湿された状態（１６）の空気となってデシカントロータ１２へ供給される。なお凝縮器５０ｂの凝縮温度が２１［℃］になるように、膨張弁５０ｃ、圧縮機５０ａの回転数、ファン１３ａの回転数等で調節する。デシカントロータ１２へ供給された状態（１６）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が３０％から６０％まで増湿され、絶対湿度が４．５６［ｇ／ｋｇ］から６．６２［ｇ／ｋｇ］まで増湿され、乾球温度が２１［℃］から１６［℃］まで低下した状態（１７）の空気となる。状態（１７）の空気は、蒸発器５０ｄに供給され、冷却・減湿される。蒸発器５０ｄは、蒸発温度が３[℃]に制御されており、状態（１８）の空気は、乾球温度３[℃]、相対湿度１００[％]程度、絶対湿度４．６９[g/kg]となりなる。蒸発器５０ｄで絶対湿度が６．６２［ｇ／ｋｇ］から４．６９［ｇ／ｋｇ］まで減湿され、その差がドレインとなって発生し、ドレイン補足手段１６で補足され、配管を通して、ドレインタンク１７に溜められる。
吸着側から排出される状態（１４）と脱着側から排出される状態（１８）の空気は混合され状態（１９）となって、空調空間へ放出される。吸着側と脱着側の風量が等しいとき、状態（１９）の空気は、乾球温度８．５[℃]、相対湿度５５．８[％]である。
【００３１】
以上のような構成、制御をさせることにより、従来、頻繁に発生していた冷凍サイクルの除霜運転を無くすことが可能となり、消費電力を低減できる。さらに、冷凍機の凝縮排熱で水分吸着手段を再生することができるので、再生用ヒータを用いることなく水分吸着手段に吸着した水分の脱着が可能となり、省エネを図ることができる。
また、本発明のシステムは自己で簡潔しており、ドレイン配管が不要となるため、持ち運びが自由となり、設置自由度の高い製品を提供できる。
また、冷凍サイクルは比較的高い乾球温度、湿球温度では、効率が良い領域で水分吸着手段の回転を停止させ、吸着側の風向きを反転すれば、冷凍サイクルのみで除湿が実現できる。すなわち、デシカントと冷凍サイクルを組み合わせることで、それぞれ得意な領域を分担することで、システムの効率をさらに改善することができる。そのイメージを図１５に示す。図１５は横軸が湿球温度、縦軸が除湿能力である。本実施形態４では、「冷凍サイクル」のみの運転と「デシカント＋冷凍サイクル」の運転との切り替える湿球温度は１０℃である。このような切り替え制御を行うことで、頻繁に発生していた除霜運転を無くすことが可能となり、消費電力を低減できる。  
【００３２】
図１６は、本実施形態４に係る空気調和装置の風路を変更したものである。このように、第１の空気である脱着側１４ａと第２の空気である吸着側１４ｂを混合させない場合は、空調空間へ放出される状態（１４）となり、絶対湿度の低い状態の空気を供給することが可能となる。
図１７は、本実施形態４に係る空気調和装置に除霜回路を付加したものである。図１７に示すように、デフロスト回路５０ｅは、圧縮機５０ａの吐出側と絞り装置５０ｃの下流に設置したものである。デフロスト回路５０ｅには、通常運転と除霜運転を切り替えるための開閉弁（本実施の形態では電磁弁）５０ｆを具備している。このような方式にすると、デフロストの消費電力が増加するが、蒸発温度を０℃より低くするため、除湿量を大きくすることができるほか、空気と蒸発温度の差を大きくすることができるので、蒸発器５０ｄをコンパクトにすることができ、製造原価を低減させることができる。
【００３３】
実施形態５．
図１８は実施の形態５の構成を示す図である。本発明は、水分吸着手段（デシカントロータ）１２、回転手段２３、回転手段の回転を水分吸着手段に伝達させる手段２４、圧縮機６０ａ、脱着側凝縮器６０ｂ、吸着側凝縮器６０ｃ、絞り装置６０ｄ、蒸発器６０ｅ、ドレインを補足する手段１６、吸着側送風機１３ｂ、脱着側送風機１３ａで構成している。３００ｂは空調空間、３００ａは外気である。また、１９ａは第一の空気、１９ｂは第２の空気である。なお、吸着側と脱着側は、風路的には遮断されている。脱着側は、風上側から、脱着側凝縮器６０ｂ、水分吸着手段１２の順で並んでいる。吸着側は、風上から、蒸発器６０ｅ、水分吸着手段１２、脱着側凝縮器６０ｃの順で並んでいる。
次に、動作について説明する。図１９はこの発明の本実施形態５に係る空気調和装置の動作を説明する空気線図である。
まず、デシカントロータ１２が水分を吸着する動作を説明する。空調空間３００ｂと同じ状態（２１）の空気は、乾球温度が２０［℃］、相対湿度が６０％である。状態（２１）は蒸発器６０ｅに供給され、そこで冷却・減湿され、状態（２１）となる。状態（２１）は乾球温度が５［℃］、相対湿度が１００％である。デシカントロータ１２に供給された状態（２１）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が１００％から例えば３０％まで減湿され、絶対湿度は５．４０［ｇ／ｋｇ］から２．５９［ｇ／ｋｇ］まで減湿され、乾球温度は５［℃］から１２［℃］に上昇した状態（２２）の空気となる。図４に示すように、デシカントロータ１２に設けられる固体吸着材は、相対湿度４０％以上の領域では吸着できる水分量が大きいので、状態（２１）の空気を減湿できる。状態（２２）の空気は、吸着側凝縮器６０ｃで再加熱され、乾球温度が１８［℃］、相対湿度が２０％の状態（２３）となって、空調空間３００ｂへ供給さられる。
【００３４】
脱着側の説明をする。状態（２４）の空気（外気温度）は、乾球温度が３０［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が１６．０４［ｇ／ｋｇ］である。脱着側凝縮器６０ｂに供給された状態（２４）の空気は、脱着側凝縮器６０ｂで熱交換されて加熱され、絶対湿度が一定の状態で顕熱のみが加わり、乾球温度が４３［℃］まで上昇し、相対湿度が３０％まで減湿された状態（２５）の空気となってデシカントロータ１２へ供給される。なお、脱着側凝縮器出口空気温度が４３［℃］になるように、膨張弁６０ｄ、圧縮機６０ａの回転数、ファン１３ａの回転数等で調節する。デシカントロータ１２へ供給された状態（２５）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が３０％から６０％まで増湿され、絶対湿度が１６．０４［ｇ／ｋｇ］から２２．４６［ｇ／ｋｇ］まで増湿され、乾球温度が４３［℃］から２７［℃］まで低下した状態（２６）の空気となる。
【００３５】
このように、本発明の吸着特性を有する水分吸着手段を組み合わせた空気調和装置を備えることで、再生用ヒータを用いることなく、水分吸着手段に吸着した水分の脱着が可能となり、省エネを図ることができる。
また、蒸発温度を０[℃]以上で制御しているので、従来、頻繁に発生していた除霜運転を無くすことが可能となり、消費電力を低減できる。
また、吸着側凝縮器で加熱するため、相対湿度がさらに小さくした空気を空調空間に供給することできる。
また、空調空間３００ｂから吸引してくる乾球空気（２０）と空調空間３００ｂに供給する乾球温度をほぼ等しくすることができるため、空調空間の乾球温度をほぼ一定にすることができ、その結果、空調空間に保管されている品物、特に食品の場合は、鮮度維持や味の低下を抑えることができる。
【００３６】
実施形態６．
図２０は実施形態６に係る空気調和装置の構成を示す図である。本実施形態６に係る空気調和装置は、水分吸着手段（本実施形態６ではデシカントロータ）１２、回転手段２３、回転手段２３の回転を水分吸着手段に伝達させる手段２４、圧縮機７０ａ、脱着側凝縮器７０ｂ、絞り装置７０ｃ、蒸発器７０ｄ、ドレインを補足する手段１６、吸着側送風機１３ｂ、脱着側送風機１３ａで構成している。４００ｂは空調空間、４００ａは外気である。２２ａは第１の空気、２２ｂは第２の空気である。なお、空着側と脱着側は、風路的には遮断されている。脱着側は、風上側から、凝縮器７０ｂ、水分吸着手段１２の順で並んでいる。吸着側は、風上から、蒸発器７０ｄ、水分吸着手段１２の順で並んでいる。
【００３７】
次に、動作について説明する。図２１はこの発明の本実施の形態に係る空気調和装置の動作を説明する空気線図である。
まず、デシカントロータ１２が水分を吸着する動作を説明する。空調空間４００ｂと同じ状態（２７）の空気は、乾球温度が２０［℃］、相対湿度が６０％である。状態（２７）は蒸発器７０ｄに供給され、そこで冷却・減湿され、状態（２８）となる。状態（２８）は乾球温度が５［℃］、相対湿度が１００％である。デシカントロータ１２に供給された状態（２８）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が１００％から例えば３０％まで減湿され、絶対湿度は５．４０［ｇ／ｋｇ］から２．５９［ｇ／ｋｇ］まで減湿され、乾球温度は５［℃］から１２［℃］に上昇した状態（２９）の空気となる。図４に示すように、デシカントロータ６に設けられる固体吸着材は、相対湿度４０％以上の領域では吸着できる水分量が大きいので、状態（２８）の空気を減湿できる。なお蒸発温度は５[℃]になるように、膨張弁７０ｃ、圧縮機７０ａの回転数、ファン１３ｂの回転数等で調節する。
【００３８】
脱着側の説明をする。状態（３０）の空気（外気温度）は、乾球温度が３０［℃］、相対湿度が６０％、絶対湿度が１６．０４［ｇ／ｋｇ］である。凝縮器７０ｂに供給された状態（３０）の空気は、凝縮器７０ｂで熱交換されて加熱され、絶対湿度が一定の状態で顕熱のみが加わり、乾球温度が４３［℃］まで上昇し、相対湿度が３０％まで減湿された状態（３１）の空気となってデシカントロータ１２へ供給される。なお、凝縮温度が４３［℃］になるように、膨張弁７０ｃ、圧縮機７０ａの回転数、ファン１３ａの回転数等で調節する。デシカントロータ１２へ供給された状態（３１）の空気は、等エンタルピー線に沿って、相対湿度が３０％から１００％まで増湿され、絶対湿度が１６．０４［ｇ／ｋｇ］から２２．４６［ｇ／ｋｇ］まで増湿され、乾球温度が４３［℃］から２７［℃］まで低下した状態（３２）の空気となる。
このように、図４に示す吸着特性を有する水分吸着手段と冷凍サイクルとを組み合わせることで、再生用ヒータを用いることなく、水分吸着手段に吸着した水分の脱着が可能となり、省エネを図ることができる。
また、蒸発温度を０[℃]以上で制御しているので、従来、頻繁に発生していた除霜運転を無くすことが可能となり、消費電力を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態１に係る空気調和装置の構成を説明する概略図。
【図２】本発明の実施形態１に係る空気調和装置の要部構成である水分吸着手段の駆動状態を説明する概略図。
【図３】本発明の実施形態１に係る空気調和装置の動作を説明する空気線図。
【図４】本発明の実施形態１に係る空気調和装置の要部構成である水分吸着手段に設けられる固体吸着材の水分吸着特性を説明する特性図。
【図５】本発明の実施形態２に係る空気調和装置の動作を説明する空気線図。
【図６】従来の空気調和装置の構成を説明する概略図。
【図７】蒸発温度と成績係数の関係を説明する特性図。
【図８】本発明の実施形態３に係る空気調和装置の全体を説明する概略図。
【図９】本発明の実施形態３に係る空気調和装置の構成を説明する概略図。
【図１０】本発明の実施形態３に係る空気調和装置の要部構成を示した拡大図。
【図１１】本発明の実施形態３に係る空気調和装置の動作を説明する空気線図。
【図１２】本発明の実施形態３に係る空気調和装置の動作を説明するＰ−ｈ線図。
【図１３】本発明の実施形態４に係る空気調和装置の構成を説明する概略図。
【図１４】本発明の実施形態４に係る空気調和装置の動作を説明する空気線図。
【図１５】本発明の実施形態４に係る空気調和装置の切り替え例。
【図１６】本発明の実施形態４に係る空気調和装置の風路を変更した一例。
【図１７】本発明の実施形態４に係る空気調和装置にデフロスト回路を付加した一例。
【図１８】本発明の実施形態５に係る気調和装置の構成を説明する概略図。
【図１９】本発明の実施形態５に係る空気調和装置の動作を説明する空気線図。
【図２０】本発明の実施形態６に係る空気調和装置の構成を説明する概略図。
【図２１】本発明の実施形態６に係る空気調和装置の動作を説明する空気線図。
【図２２】従来の水分吸着手段に用いられる固体吸着材であるゼオライトの水分平衡吸着特性を説明する特性図。
【符号の説明】
【００４０】
１  デシカントロータ、２  駆動手段、３ａ  第１の送風手段（ファン）、３ｂ  第２の送風手段（ファン）、４ａ  第１の空気、４ｂ  第２の空気、５  デシカントロータの回転方向、６  デシカントロータ、７  駆動手段、８ａ  第１の送風手段（脱着室側）、８ｂ  第２の送風手段（吸着室側）、９ａ  第１の空気（脱着側）、９ｂ  第２の空気（吸着側）、１０ａ  脱着室、１０ｂ  吸着室、１１ａ  ショーケース内を循環する空気、１１ｂ  店内から流入してくる空気、１２  デシカントロータ、１３ａ  第１の送風手段（脱着室側）、１３ｂ  第２の送風手段（吸着室側）、１４ａ  第１の空気（脱着室側）、１４ｂ  第２の空気（吸着室側）、１５    空調空間に放出される空気、１６  ドレイン補足手段、１７  ドレインタンク、１８  仕切り板、１９ａ  第１の空気（脱着室側）、１９ｂ  第２の空気（吸着室側）、２２ａ  第１の空気（脱着室側）、２２ｂ  第２の空気（吸着室側）、２３  駆動手段、２４  デシカントロータに駆動手段から駆動を伝えるための伝達手段、２０  冷凍機、２０ａ  圧縮機、２０ｂ  凝縮器、２０ｃ  絞り装置、２０ｄ  蒸発器、３０  ショーケース、３０ａ  サブクール熱交換器、３０ｂ  開閉弁、３０ｃ  絞り装置、３０ｄ  蒸発器、３０ｅ  陳列室、４０  冷凍機、４０ａ  圧縮機、４０ｂ  油分離器、４０ｃ  凝縮器、４０ｄ  液だめ、４０ｅ  毛細管、４０ｆ  開閉弁、５０  冷凍機、５０ａ  圧縮機、５０ｂ  凝縮器、５０ｃ  絞り装置、５０ｄ  蒸発器、５０ｅ  デフロスト回路、５０ｆ  開閉弁、６０  冷凍機、６０ａ  圧縮機、６０ｂ  脱着側凝縮器、６０ｃ  吸着側凝縮器、６０ｄ  絞り装置、６０ｅ  蒸発器、７０  冷凍機、７０ａ  圧縮機、７０ｂ  凝縮器、７０ｃ  絞り装置、７０ｄ  蒸発器、１００ａ  外気側、１００ｂ  空調側、２００  空調側、３００ａ  外気側、３００ｂ  空調側、４００ａ  外気側、４００ｂ  空調側。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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