(57)【要約】      （修正有）【課題】「ヒートポンプデシカント空調機」にショーケースの冷凍機システムの排熱を利用する方法を提供する。【解決手段】ショーケースの冷媒ガスのフローの中で、ショーケースの冷凍機（圧縮機）により圧縮された後に、この圧縮ガスがコンデンサー（凝縮機）に送られるが、コンデンサーに送られる前に、熱交換の為の直膨コイルを「ヒートポンプデシカント空調機」内に設置して、排熱を利用するのがショーケースのシステムに何らかの支障をもたらさないのでこの方式とする。熱交換のコイルは「ヒートポンプデシカント空調機」の処理側では、「ヒートポンプデシカント空調機」の内蔵エバポレーターの上流側に設置する。一方、再生側では「ヒートポンプデシカント空調機」に内蔵されているコンデンサーの上流側と下流側に設置する。又、上流側と下流側の両方に設置する。【選択図】図−２−２
2008309463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品スーパーマーケットに「ヒートポンプデシカント空調機」を設置する際、食品スーパーのショーケース冷凍機の排熱を「ヒートポンプデシカント空調機」の熱源の一部として利用する方法。
【請求項２】
「ヒートポンプデシカント空調機」の処理側において、圧縮機の直膨コイルの前に、ショーケース冷凍機の排熱用の熱交換コイルを設けて、暖房時の補助熱源として利用する方法。
【請求項３】
同上の熱交換コイルを中間期（春・秋等）の給気温度を上げる為の熱源に、又、圧縮機の直膨コイルの氷結防止用の補助熱源として利用する方法。
【請求項４】
「ヒートポンプデシカント空調機」の再生側において、ショーケース冷凍機の排熱利用の熱交換コイルを圧縮機の直膨コイルの前後に設置し、直膨コイル前面に設置した、排熱用熱交換コイルの熱源を暖房時に暖房能力アップの為に使用する。及び、再生側直膨コイルの氷結防止に使用する方法。
【請求項５】
同上の再生側に設置する排熱用熱交換コイルのうち、直膨コイルの後方に設置したコイルは除湿時の再生熱源の補助熱源として利用する方法。
【請求項６】
夜間における閉店時に省エネ運転をする方法。
【請求項７】
２４時間営業の食品スーパーマーケットにおける省エネ運転をする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、「ヒートポンプデシカント空調機」を食品スーパーマーケットに設置利用する際、食品スーパーマーケットが所有し、設置しているショーケース用の冷凍機を「ヒートポンプデシカント空調機」の熱源の一部として利用する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】（１）ここで言う「ヒートポンプデシカント空調機」は図−１で示すような構成により製作される空調機の一般的な総称である。
機内に取り込まれる外気又は外気と室内からのリターン空気との混合空気は機内に内蔵されている圧縮機（コンプレッサー）の直膨コイルに流され冷却される。一般に、取り込まれた空気は直膨コイルにより露点温度、若しくは、露点温度以下まで冷却される。従って、直膨コイルを通過した空気は、ほぼその空気の飽和点に近い状態となっている。又、相対湿度で言うのなら９０％以上となっている。この空気が除湿ローターに取り入れられている。
除湿ローターには除湿剤が表面にコーティング又は含浸されており、除湿ローター内を通過する空気に含まれる水分は、除湿剤に吸着されるので、除湿ローターを通過した空気は乾燥した空気となる。但し、除湿剤が水分を吸着する際に、吸着凝縮熱が発生するので、その為除湿ローターを通過した空気の温度は上昇する。一般的には絶対湿度で０．２５ｇの水分除湿に対して、１℃程度加温される。一方、再生側は処理側とは反対の空気の流れ（対向流）を作る。再生側で機内に取り入れられた空気（通常外気）は、直膨コイルを通過する。この直膨コイルは除湿時においては、圧縮機のコンデンサーとして機能するので、この直膨コイルにより冷媒ガスの凝縮熱が発散される。この凝縮熱により外気は５０℃近くに温められる。この温められた空気が除湿ローターの再生側に送り込まれる。除湿ローターは回転しており（通常１時間に２０から３０回転）除湿ローターの処理側で除湿剤が吸着した水分は除湿ローターの再生側で５０℃近い温風により除湿剤の中から脱着される。この脱着の事を再生と呼ぶ。
再生された空気は機外に排気される。又、「ヒートポンプデシカント空調機」に内蔵されている圧縮機はヒートポンプ仕様としており、冬季で暖房が必要の際には、処理側の直膨コイルをコンデンサーとして機能させることで、このコンデンサー凝縮熱により温めた空気を給気させる方式としている。
上記の仕組みで構成されるデシカント空調機を総称して「ヒートポンプデシカント空調機」と呼ぶ。
（２）食品スーパーマーケットでは、「ヒートポンプデシカント空調機」の給気は、ダクトを通して食品スーパーに設置されているショーケース（多段式オープンショーケース）の背面を通し、ショーケース下部のキックプレートより、ショーケースの前面の通路に吹き出される。
多段式オープンショーケースでは、ショーケースで冷やされた冷気はドアがないため、ショーケースから漏れ出る。漏れた冷気は温度が低いためにショーケース前面の通路に「冷気溜まり」を作る。ショーケース前が寒いのはこの「冷気溜まり」のためであり、これを業界では「コールドアイル」と呼んでいる。「コールドアイル」はお客様に寒いという不快さを与えるので、この「コールドアイル」の解消は、食品スーパー業界の重要な問題の１つである。この解決策の１つが「ヒートポンプデシカント空調機」より乾燥した温風を「冷気溜まり」に向けて給気してやる事により「コールドアイル」の解消を図る方法となる。又、乾燥した空気によりショーケースの前面の空気も除湿され、結果としてオープンショーケースの庫内の空気も除湿されることとなる。ショーケース庫内の空気の露点温度を１℃下げると、ショーケースの冷凍機の電力消費量が２％程度削減されると一般に認められている。「ヒートポンプデシカント空調機」からの乾燥空気により、ショーケース庫内の空気の露点温度を５〜８℃下げるので結果としてショーケース冷凍機の電力消費量が１０〜１５％近く削減できるということになる。
（３）食品スーパーマーケットの場合、必ずショーケース用の冷凍機が設置されているので「ヒートポンプデシカント空調機」の熱源としてショーケースの冷凍機の利用が出来ないかというのが本発明の課題である。本発明は、ショーケース冷凍システムの中での冷媒ガスの凝縮熱を「ヒートポンプデシカント空調機」の熱源の一部として利用しようとするものである。ショーケースの冷凍システムには、必ず冷凍機（圧縮機）が使用されており、当然の事ながら凝縮機（コンデンサー）が使用されている。冷凍機で圧縮された冷媒ガスは高温のガス状となり（温度９０〜１００℃）このガスがショーケース冷凍機のコンデンサーに送られてここで放熱され、ガス状から液状となる。利用しようとする排熱はコンデンサーの凝縮熱である為、ショーケース冷凍機で圧縮された冷媒ガスがショーケースのコンデンサーに送り込まれる途中に熱交換器（直膨コイル）を組み込み、この直膨コイルを「ヒートポンプデシカント空調機」の内部に設置し、ショーケース冷媒ガスの凝縮熱をデシカント空調機の熱源の一部として利用しようとするものである。
（４）上述の排熱の具体的な利用方法としては、
（イ）デシカント空調機の除湿時における、再生熱源の一部又は全部として利用する。
（ロ）デシカント空調機の暖房時における、暖房熱源の一部又は全部として利用する。
（ハ）デシカント空調機が除湿運転時、処理側の機内に取り入れられる空気のエンタルピーが低いと、圧縮機のエバポレーターの蒸発温度が必要以上に下がる場合があり、エバボレーターが氷結（フロスト）する場合がある。この氷結防止の為に処理側排熱コイルを余熱源として利用する。
（ニ）デシカント空調機を暖房運転する場合、再生側の圧縮機の直膨コイルは、エバボレーターとして働くが、再生側で機内に取り込まれる空気の温度が低いと、直膨コイルが氷結（フロスト）する場合がある。この氷結防止の為に、再生側排熱コイルを余熱源として利用する。
（ヘ）食品スーパーの店舗を閉店した場合、開店前迄の間には、ヒートポンプデシカント空調機の圧縮機を停止させても、ショーケースの冷凍機は２４時間休みなく稼働しているので、ショーケース冷凍機の排熱だけを使っての除湿運転、暖房運転ができる。
（ト）夏、冬のピーク時以外の中間期においては、処理する空気のエンタルピーが低い場合には、デシカント空調機の圧縮機を停止させてもショーケース冷凍機の排熱だけを利用して一定量の仕事をさせる事ができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は、上記の目的に添って「ヒートポンプデシカント空調機」にショーケースの冷凍機システムの排熱をどの様に利用するかを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  ショーケースの冷却システムは「ヒートポンプデシカント空調機」とは全く別に、食品の冷凍・冷蔵を目的として組まれた一貫したシステムであり、「ヒートポンプデシカント空調機」に利用する事によって、ショーケースのシステムに何らかの支障をもたらす事が有ってはならない。その為には、ショーケースの冷媒ガスのフローの中で、ショーケースの冷凍機（圧縮機）により圧縮された後に、この圧縮ガスがコンデンサー（凝縮機）に送られるが、コンデンサーに送られる前に、熱交換の為の直膨コイルを「ヒートポンプデシカント空調機」内に設置して、排熱を利用するのがショーケースのシステムに何らかの支障をもたらさないのでこの方式とする。熱交換のコイルは「ヒートポンプデシカント空調機」の処理側では、「ヒートポンプデシカント空調機」の内蔵エバポレーターの上流側に設置する。一方、再生側では「ヒートポンプデシカント空調機」に内蔵されているコンデンサーの上流側と下流側に設置する。又、上流側と下流側の両方に設置する。位置関係は図−２−１、図−２−２とする。
又、運転利用（制御）の方法としては、
（１）除湿運転時には再生側に設置した排熱コイルのうち、コンデンサー直膨コイルの下流に設ける排熱コイルには、除湿ローター再生用熱源の一部として常時、ショーケース用冷凍機ガスを流す。
暖房運転時には、コンデンサー直膨コイルの上流に設ける排熱コイルに冷媒ガスの流れを弁にて切り替える。暖房時に排熱を利用する事により、ヒートポンプの暖房能力を大幅にアップできる。又、デフロスト運転を避ける事が可能となる。
（２）暖房運転時には処理側直膨コイルの前に設け、排熱コイルにショーケース用冷媒ガスを流す事により暖房能力をアップさせる事ができる。
（３）中間期（除湿運転時）には、通常は処理側に設ける排熱コイルは使用しないが、外気温度が２３℃位以下になる場合、排熱コイルを利用する事で、デシカント空調機からの給気温度を上昇させる事ができる。又、外気温度が５℃以下になる時、外気温度のエンタルピーが低い場合は、場合によっては直膨コイルが氷結（フロスト）するケースもあり得るが、排熱を使う事でフロスト防止にもなる。食品スーパー用のデシカント空調機の給気条件は、除湿した空気の提供のみならず、コールドアイル解消という目的があるので、３５℃位の温度が要求される。従い、中間期に排熱を利用しないと給気温度が下がり過ぎる欠点がるので、これを補う方式として有効である。
（４）一般の食品スーパーマーケットでは夜１０時近くに閉店となるので、閉店時には一般には「デシカント空調機」も運転を止める。しかし、お客様が居なくても食品スーパーではショーケースは２４時間運転しているために、夜間に店内が冷やされて結露が発生し、結露が「カビ」等の発生要因となるので「デシカント空調機」も２４時間運転させる事が望ましい。しかし運転すればエネルギーを消費する事となる。この問題を解決するために閉店後は、デシカント空調機の圧縮機の運転を止めて、止まっている間はショーケースの排熱コイルに冷媒ガスが流入されるように冷媒ガスの流れを制御する。  こうする事により、閉店後もデシカント空調機内蔵の圧縮機の運転を止めても、ショーケースの排熱利用により除湿が可能となり、店内の夜間の結露やカビの発生の防止に繋がる。冬季においては、除湿は必要ないが「デシカント空調機」はヒートポンプとして暖房機として使用する。暖房時には「デシカント空調機」の処理側のエバポレーターは、コンデンサーとして働き、再生側のコンデンサーはエバポレーターとして逆に機能する事になる。但し、冬季においては外気温度が５℃以下になると、再生側のコイルが結霜する事になり、通常、デフロストサイクルを設ける事によって、コイルの霜付を解消させる必要が生じる。デフロストの時には処理側の暖気の給気を一時止めなければならない。逆にフロストしない様な工夫をすれば、デフロストをする必要がなくなり、暖気を常時給気可能となり、暖房効率も上昇する。その為、冬季においては再生側に設置したショーケースの排熱コイルに冷媒ガスを流す事で、再生側コイルに入る空気の温度を上昇させる事により、暖房時のコイルの結霜を止める事が出来る。又、排熱は処理側の排熱コイルにも流される事により冷たい外気を予熱して、その予熱された空気が「デシカント空調機」の処理側コイルを通過するので、暖房効率を上げる事に寄与する事となる。
外気温度が０℃の場合現状システムでは、ＣＯＰ＝３．１９（蒸発温度−１５℃、凝縮温度３５℃）であるのに対して考案システムではＣＯＰ＝４．９９（蒸発温度−５℃、凝縮温度３５℃）となる。即ち、暖房能力が約５０％アップとなる。
【発明の効果】
【０００５】  １．食品スーパーの省エネ、環境改善への寄与。
２．ヒートポンプデシカント空調機の冬季の暖房運転時における暖房効率のアップ。
この発明による具体的効果としては、
（１）ヒートポンプデシカント空調機の夜間運転時の省エネを図るため、通常、デシカント空調機を設置している食品スーパーマーケットでは、スーパーの開店時間帯のみデシカント空調機を運転しており、閉店後は翌日開店時間まで運転を止めている。デシカント空調機が止まっているという事は、店内の空気の除湿が行われないということである。又、閉店している事で、スーパー店内への外気の侵入は無いので開店時に比べれば、スーパー店内の湿度の上昇は大きくはないが、除湿していないために徐々に店内の湿度が上昇してくる。この湿度の上昇が結露につながり、結露が夜間にカビの発生原因となる可能性がある。排熱利用のヒートポンプデシカント空調機の場合、デシカント空調機の圧縮機を止めていても、ショーケースは２４時間運転であり、ショーケースの排熱は２４時間利用可能なので、この排熱のみで除湿ローターの再生が可能である。且つ、閉店時にはスーパー店舗内には人が居ないため、換気用の外気を店内に導入する必要がない。その為、ヒートポンプデシカント空調機にも外気の導入の必要が無く、室内からのリターン空気のみを取り入れ、ショーケースの排熱のみで除湿を行い、その空気を店内に給気するサイクルで  運転させる方式にて、閉店時のスーパー店舗内の湿度の上昇を抑える事が可能である。この間は、デシカント空調機の圧縮機の運転は止めているのでその分だけ省エネとなる。又、最近では閉店しない２４時間稼働の食品スーパーも増えてきている。この様な２４時間営業の食品スーパーにおいても、入店者が少なくなる夜９時から翌朝９時頃までは、デシカント空調機の圧縮機を止め、排熱だけで運転させる同様の方法も可能となる。
一例として、３００坪クラスの食品スーパーにおいて、ヒートポンプデシカント空調機（圧縮機の消費電力９ｋｗ）を夜間１２時間排熱だけで運転させたとすれば、９ｋｗ×１２時間／日＝１０８ｋｗｈ／日の省エネとなる。この事は、食品スーパーの電気の省エネになるばかりでなく、夜間の結露やカビの発生防止の効果をもたらす。
（２）冬季（暖房必要時期）では、デシカント空調機は通常除湿運転の必要はない。これは、暖房必要時期の冬では日本の場合、外気が非常に乾燥しているのであえて除湿する必要が無い為、除湿ローターも稼働させる必要はない。
一方、寒い外気は加温（暖房）する必要がある為、冬季はヒートポンプデシカント空調機をヒートポンプとして使用し、処理側のエバポレーターをコンデンサーとして働かせることになる。再生側において冬の寒い外気により圧縮機のコイル（エバポレーターとして働く）が結霜する可能性がある。又、外気が５℃以下であれば結霜が起きるのでヒートポンプのデフロスト運転が必要となる。デフロストには色々方法があるが、デフロストは暖房効率を下げる事になるので、デフロストを起こさない様にする事が望ましい。その為にショーケースの排熱を利用し外気をこの排熱で温め、この温まった空気を圧縮機のコイルにあてる事により、コイル（エバポレーター）の結霜を防ぐ。一方、処理側においても圧縮機のコイルの前に排熱コイルを設置する事で、外気を排熱コイルで予熱する事により、暖房効果を増やし暖房効率を上げる事が可能となる。
【発明を実施するために最良の形態】
【０００６】（１）ショーケース排熱を利用するため、熱交換器に一般に冷媒ガスのコンデンサーとして使用されているフィン、チューブ型熱交換器が使用できる。しかし、軽量、コンパクト化、高性能化のためには、パラレルフロー型コンデンサーが現状では最適と判断される。
（２）利用するショーケースの冷凍機は、２０ＨＰ以上の単数又は複数の冷凍機の排熱を利用する。
（３）熱交換器の据付位置及び、冷媒ガスの流れの制御は図−３のフローとする。基本的にショーケースのシステムに悪影響を及ぼす事がない様に排熱を利用する必要がある。従い、排熱利用の熱交換器はショーケースの冷凍機で圧縮された冷媒ガスが、ショーケースのコンデンサーに流れる途中に設置しなければならない。又、図−４は処理側及び再生側に別々のショーケース用圧縮機を用いる場合を示す。
【図−１】
2008309463.tif 000003
【図−２−１】
2008309463.tif 000004
【図−２−２】
2008309463.tif 000005
【図−３】
2008309463.tif 000006
【図−４】
2008309463.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【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
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、「ヒートポンプデシカント空調機」を食品スーパーマーケットに設置利用する際、食品スーパーマーケットが所有し、設置しているショーケース用の冷凍機を「ヒートポンプデシカント空調機」の熱源の一部として利用する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】（１）ここで言う「ヒートポンプデシカント空調機」は図−１で示すような構成により製作される空調機の一般的な総称である。
機内に取り込まれる外気又は外気と室内からのリターン空気との混合空気は機内に内蔵されている圧縮機（コンプレッサー）の直膨コイルに流され冷却される。一般に、取り込まれた空気は直膨コイルにより露点温度、若しくは、露点温度以下まで冷却される。従って、直膨コイルを通過した空気は、ほぼその空気の飽和点に近い状態となっている。又、相対湿度で言うのなら９０％以上となっている。この空気が除湿ローターに取り入れられている。
除湿ローターには除湿剤が表面にコーティング又は含浸されており、除湿ローター内を通過する空気に含まれる水分は、除湿剤に吸着されるので、除湿ローターを通過した空気は乾燥した空気となる。但し、除湿剤が水分を吸着する際に、吸着凝縮熱が発生するので、その為除湿ローターを通過した空気の温度は上昇する。一般的には絶対湿度で０．２５ｇの水分除湿に対して、１℃程度加温される。一方、再生側は処理側とは反対の空気の流れ（対向流）を作る。再生側で機内に取り入れられた空気（通常外気）は、直膨コイルを通過する。この直膨コイルは除湿時においては、圧縮機のコンデンサーとして機能するので、この直膨コイルにより冷媒ガスの凝縮熱が発散される。この凝縮熱により外気は５０℃近くに温められる。この温められた空気が除湿ローターの再生側に送り込まれる。除湿ローターは回転しており（通常１時間に２０から３０回転）除湿ローターの処理側で除湿剤が吸着した水分は除湿ローターの再生側で５０℃近い温風により除湿剤の中から脱着される。この脱着の事を再生と呼ぶ。
再生された空気は機外に排気される。又、「ヒートポンプデシカント空調機」に内蔵されている圧縮機はヒートポンプ仕様としており、冬季で暖房が必要の際には、処理側の直膨コイルをコンデンサーとして機能させることで、このコンデンサー凝縮熱により温めた空気を給気させる方式としている。
上記の仕組みで構成されるデシカント空調機を総称して「ヒートポンプデシカント空調機」と呼ぶ。
（２）食品スーパーマーケットでは、「ヒートポンプデシカント空調機」の給気は、ダクトを通して食品スーパーに設置されているショーケース（多段式オープンショーケース）の背面を通し、ショーケース下部のキックプレートより、ショーケースの前面の通路に吹き出される。
多段式オープンショーケースでは、ショーケースで冷やされた冷気はドアがないため、ショーケースから漏れ出る。漏れた冷気は温度が低いためにショーケース前面の通路に「冷気溜まり」を作る。ショーケース前が寒いのはこの「冷気溜まり」のためであり、これを業界では「コールドアイル」と呼んでいる。「コールドアイル」はお客様に寒いという不快さを与えるので、この「コールドアイル」の解消は、食品スーパー業界の重要な問題の１つである。この解決策の１つが「ヒートポンプデシカント空調機」より乾燥した温風を「冷気溜まり」に向けて給気してやる事により「コールドアイル」の解消を図る方法となる。又、乾燥した空気によりショーケースの前面の空気も除湿され、結果としてオープンショーケースの庫内の空気も除湿されることとなる。ショーケース庫内の空気の露点温度を１℃下げると、ショーケースの冷凍機の電力消費量が２％程度削減されると一般に認められている。「ヒートポンプデシカント空調機」からの乾燥空気により、ショーケース庫内の空気の露点温度を５〜８℃下げるので結果としてショーケース冷凍機の電力消費量が１０〜１５％近く削減できるということになる。
（３）食品スーパーマーケットの場合、必ずショーケース用の冷凍機が設置されているので「ヒートポンプデシカント空調機」の熱源としてショーケースの冷凍機の利用が出来ないかというのが本発明の課題である。本発明は、ショーケース冷凍システムの中での冷媒ガスの凝縮熱を「ヒートポンプデシカント空調機」の熱源の一部として利用しようとするものである。ショーケースの冷凍システムには、必ず冷凍機（圧縮機）が使用されており、当然の事ながら凝縮機（コンデンサー）が使用されている。冷凍機で圧縮された冷媒ガスは高温のガス状となり（温度９０〜１００℃）このガスがショーケース冷凍機のコンデンサーに送られてここで放熱され、ガス状から液状となる。利用しようとする排熱はコンデンサーの凝縮熱である為、ショーケース冷凍機で圧縮された冷媒ガスがショーケースのコンデンサーに送り込まれる途中に熱交換器（直膨コイル）を組み込み、この直膨コイルを「ヒートポンプデシカント空調機」の内部に設置し、ショーケース冷媒ガスの凝縮熱をデシカント空調機の熱源の一部として利用しようとするものである。
（４）上述の排熱の具体的な利用方法としては、
（イ）デシカント空調機の除湿時における、再生熱源の一部又は全部として利用する。
（ロ）デシカント空調機の暖房時における、暖房熱源の一部又は全部として利用する。
（ハ）デシカント空調機が除湿運転時、処理側の機内に取り入れられる空気のエンタルピーが低いと、圧縮機のエバポレーターの蒸発温度が必要以上に下がる場合があり、エバボレーターが氷結（フロスト）する場合がある。この氷結防止の為に処理側排熱コイルを余熱源として利用する。
（ニ）デシカント空調機を暖房運転する場合、再生側の圧縮機の直膨コイルは、エバボレーターとして働くが、再生側で機内に取り込まれる空気の温度が低いと、直膨コイルが氷結（フロスト）する場合がある。この氷結防止の為に、再生側排熱コイルを余熱源として利用する。
（ヘ）食品スーパーの店舗を閉店した場合、開店前迄の間には、ヒートポンプデシカント空調機の圧縮機を停止させても、ショーケースの冷凍機は２４時間休みなく稼働しているので、ショーケース冷凍機の排熱だけを使っての除湿運転、暖房運転ができる。
（ト）夏、冬のピーク時以外の中間期においては、処理する空気のエンタルピーが低い場合には、デシカント空調機の圧縮機を停止させてもショーケース冷凍機の排熱だけを利用して一定量の仕事をさせる事ができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明は、上記の目的に添って「ヒートポンプデシカント空調機」にショーケースの冷凍機システムの排熱をどの様に利用するかを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  ショーケースの冷却システムは「ヒートポンプデシカント空調機」とは全く別に、食品の冷凍・冷蔵を目的として組まれた一貫したシステムであり、「ヒートポンプデシカント空調機」に利用する事によって、ショーケースのシステムに何らかの支障をもたらす事が有ってはならない。その為には、ショーケースの冷媒ガスのフローの中で、ショーケースの冷凍機（圧縮機）により圧縮された後に、この圧縮ガスがコンデンサー（凝縮機）に送られるが、コンデンサーに送られる前に、熱交換の為の直膨コイルを「ヒートポンプデシカント空調機」内に設置して、排熱を利用するのがショーケースのシステムに何らかの支障をもたらさないのでこの方式とする。熱交換のコイルは「ヒートポンプデシカント空調機」の処理側では、「ヒートポンプデシカント空調機」の内蔵エバポレーターの上流側に設置する。一方、再生側では「ヒートポンプデシカント空調機」に内蔵されているコンデンサーの上流側と下流側に設置する。又、上流側と下流側の両方に設置する。位置関係は図−２−１、図−２−２とする。
又、運転利用（制御）の方法としては、
（１）除湿運転時には再生側に設置した排熱コイルのうち、コンデンサー直膨コイルの下流に設ける排熱コイルには、除湿ローター再生用熱源の一部として常時、ショーケース用冷凍機ガスを流す。
暖房運転時には、コンデンサー直膨コイルの上流に設ける排熱コイルに冷媒ガスの流れを弁にて切り替える。暖房時に排熱を利用する事により、ヒートポンプの暖房能力を大幅にアップできる。又、デフロスト運転を避ける事が可能となる。
（２）暖房運転時には処理側直膨コイルの前に設け、排熱コイルにショーケース用冷媒ガスを流す事により暖房能力をアップさせる事ができる。
（３）中間期（除湿運転時）には、通常は処理側に設ける排熱コイルは使用しないが、外気温度が２３℃位以下になる場合、排熱コイルを利用する事で、デシカント空調機からの給気温度を上昇させる事ができる。又、外気温度が５℃以下になる時、外気温度のエンタルピーが低い場合は、場合によっては直膨コイルが氷結（フロスト）するケースもあり得るが、排熱を使う事でフロスト防止にもなる。食品スーパー用のデシカント空調機の給気条件は、除湿した空気の提供のみならず、コールドアイル解消という目的があるので、３５℃位の温度が要求される。従い、中間期に排熱を利用しないと給気温度が下がり過ぎる欠点がるので、これを補う方式として有効である。
（４）一般の食品スーパーマーケットでは夜１０時近くに閉店となるので、閉店時には一般には「デシカント空調機」も運転を止める。しかし、お客様が居なくても食品スーパーではショーケースは２４時間運転しているために、夜間に店内が冷やされて結露が発生し、結露が「カビ」等の発生要因となるので「デシカント空調機」も２４時間運転させる事が望ましい。しかし運転すればエネルギーを消費する事となる。この問題を解決するために閉店後は、デシカント空調機の圧縮機の運転を止めて、止まっている間はショーケースの排熱コイルに冷媒ガスが流入されるように冷媒ガスの流れを制御する。  こうする事により、閉店後もデシカント空調機内蔵の圧縮機の運転を止めても、ショーケースの排熱利用により除湿が可能となり、店内の夜間の結露やカビの発生の防止に繋がる。冬季においては、除湿は必要ないが「デシカント空調機」はヒートポンプとして暖房機として使用する。暖房時には「デシカント空調機」の処理側のエバポレーターは、コンデンサーとして働き、再生側のコンデンサーはエバポレーターとして逆に機能する事になる。但し、冬季においては外気温度が５℃以下になると、再生側のコイルが結霜する事になり、通常、デフロストサイクルを設ける事によって、コイルの霜付を解消させる必要が生じる。デフロストの時には処理側の暖気の給気を一時止めなければならない。逆にフロストしない様な工夫をすれば、デフロストをする必要がなくなり、暖気を常時給気可能となり、暖房効率も上昇する。その為、冬季においては再生側に設置したショーケースの排熱コイルに冷媒ガスを流す事で、再生側コイルに入る空気の温度を上昇させる事により、暖房時のコイルの結霜を止める事が出来る。又、排熱は処理側の排熱コイルにも流される事により冷たい外気を予熱して、その予熱された空気が「デシカント空調機」の処理側コイルを通過するので、暖房効率を上げる事に寄与する事となる。
外気温度が０℃の場合現状システムでは、ＣＯＰ＝３．１９（蒸発温度−１５℃、凝縮温度３５℃）であるのに対して考案システムではＣＯＰ＝４．９９（蒸発温度−５℃、凝縮温度３５℃）となる。即ち、暖房能力が約５０％アップとなる。
【発明の効果】
【０００５】  １．食品スーパーの省エネ、環境改善への寄与。
２．ヒートポンプデシカント空調機の冬季の暖房運転時における暖房効率のアップ。
この発明による具体的効果としては、
（１）ヒートポンプデシカント空調機の夜間運転時の省エネを図るため、通常、デシカント空調機を設置している食品スーパーマーケットでは、スーパーの開店時間帯のみデシカント空調機を運転しており、閉店後は翌日開店時間まで運転を止めている。デシカント空調機が止まっているという事は、店内の空気の除湿が行われないということである。又、閉店している事で、スーパー店内への外気の侵入は無いので開店時に比べれば、スーパー店内の湿度の上昇は大きくはないが、除湿していないために徐々に店内の湿度が上昇してくる。この湿度の上昇が結露につながり、結露が夜間にカビの発生原因となる可能性がある。排熱利用のヒートポンプデシカント空調機の場合、デシカント空調機の圧縮機を止めていても、ショーケースは２４時間運転であり、ショーケースの排熱は２４時間利用可能なので、この排熱のみで除湿ローターの再生が可能である。且つ、閉店時にはスーパー店舗内には人が居ないため、換気用の外気を店内に導入する必要がない。その為、ヒートポンプデシカント空調機にも外気の導入の必要が無く、室内からのリターン空気のみを取り入れ、ショーケースの排熱のみで除湿を行い、その空気を店内に給気するサイクルで  運転させる方式にて、閉店時のスーパー店舗内の湿度の上昇を抑える事が可能である。この間は、デシカント空調機の圧縮機の運転は止めているのでその分だけ省エネとなる。又、最近では閉店しない２４時間稼働の食品スーパーも増えてきている。この様な２４時間営業の食品スーパーにおいても、入店者が少なくなる夜９時から翌朝９時頃までは、デシカント空調機の圧縮機を止め、排熱だけで運転させる同様の方法も可能となる。
一例として、３００坪クラスの食品スーパーにおいて、ヒートポンプデシカント空調機（圧縮機の消費電力９ｋｗ）を夜間１２時間排熱だけで運転させたとすれば、９ｋｗ×１２時間／日＝１０８ｋｗｈ／日の省エネとなる。この事は、食品スーパーの電気の省エネになるばかりでなく、夜間の結露やカビの発生防止の効果をもたらす。
（２）冬季（暖房必要時期）では、デシカント空調機は通常除湿運転の必要はない。これは、暖房必要時期の冬では日本の場合、外気が非常に乾燥しているのであえて除湿する必要が無い為、除湿ローターも稼働させる必要はない。
一方、寒い外気は加温（暖房）する必要がある為、冬季はヒートポンプデシカント空調機をヒートポンプとして使用し、処理側のエバポレーターをコンデンサーとして働かせることになる。再生側において冬の寒い外気により圧縮機のコイル（エバポレーターとして働く）が結霜する可能性がある。又、外気が５℃以下であれば結霜が起きるのでヒートポンプのデフロスト運転が必要となる。デフロストには色々方法があるが、デフロストは暖房効率を下げる事になるので、デフロストを起こさない様にする事が望ましい。その為にショーケースの排熱を利用し外気をこの排熱で温め、この温まった空気を圧縮機のコイルにあてる事により、コイル（エバポレーター）の結霜を防ぐ。一方、処理側においても圧縮機のコイルの前に排熱コイルを設置する事で、外気を排熱コイルで予熱する事により、暖房効果を増やし暖房効率を上げる事が可能となる。
【発明を実施するために最良の形態】
【０００６】（１）ショーケース排熱を利用するため、熱交換器に一般に冷媒ガスのコンデンサーとして使用されているフィン、チューブ型熱交換器が使用できる。しかし、軽量、コンパクト化、高性能化のためには、パラレルフロー型コンデンサーが現状では最適と判断される。
（２）利用するショーケースの冷凍機は、２０ＨＰ以上の単数又は複数の冷凍機の排熱を利用する。
（３）熱交換器の据付位置及び、冷媒ガスの流れの制御は図−３のフローとする。基本的にショーケースのシステムに悪影響を及ぼす事がない様に排熱を利用する必要がある。従い、排熱利用の熱交換器はショーケースの冷凍機で圧縮された冷媒ガスが、ショーケースのコンデンサーに流れる途中に設置しなければならない。又、図−４は処理側及び再生側に別々のショーケース用圧縮機を用いる場合を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ヒートポンプデシカント空調機一般的構成図
【図−２−１】ショーケース排熱コイルの設置位置（１）
【図−２−２】ショーケース排熱コイルの設置位置（２）
【図３】電気式デシカント空調機内蔵のエバボレーター・コンデンサー位置関係図
【図４】ショーケース用圧縮機位置関係図