(57)【要約】【課題】快適な空調を効率よく行うことができる冷凍機複合型間接気化式空調装置及び冷凍機複合型間接気化式空調方法を提供する。【解決手段】冷凍機複合型間接気化式空調装置１は、間接気化冷却を行うことが可能な空調コア部１０と、ヒートポンプ２０とを備えている。空調コア部１０は、例えば、気化現象を生じさせるためのウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとが、仕切部材を介して交互に配列されたものである。ヒートポンプ２０は、熱媒体を用いて低温部分から高温部分へ熱を移動させるものであり、膨張弁２１と、蒸発器２２と、圧縮機２３と、凝縮器２４とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化現象を生じさせるためのウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとが、前記ウエット・チャネルの側に水を保持する湿潤層が設けられた仕切部材を介して形成された空調コア部と、
熱媒体を減圧することにより温度を下げ吸熱させる蒸発器、及び、熱媒体を加圧することにより温度を上げ発熱させる凝縮器を有するヒートポンプとを備え、
前記蒸発器は前記ドライ・チャネルを通過した空気を冷却するように配置され、前記凝縮器は前記ウエット・チャネルを通過した空気を加温するように配置された
ことを特徴とする冷凍機複合型間接気化式空調装置。
【請求項２】
前記ヒートポンプは、熱媒体の流れを逆にすることにより、前記蒸発器と前記凝縮器との位置を逆にすることが可能であり、
前記蒸発器と前記凝縮器との位置を逆にすることにより、前記蒸発器は前記ウエット・チャネルを通過した空気を冷却するように配置され、前記凝縮器は前記ドライ・チャネルを通過した空気を加温するように配置された
ことを特徴とする請求項１記載の冷凍機複合型間接気化式空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の冷凍機複合型間接気化式空調装置を用い、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気を空調コア部のドライ・チャネルに流通させ、また、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気又はドライ・チャネルを通過した空気の一部を空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、ウエット・チャネル内の気化現象により仕切部材を冷却し、熱交換をさせてドライ・チャネル内の空気を冷却し、ウエット・チャネルを通過した空気は凝縮器の熱を奪い空調対象室外に排気し、ドライ・チャネルを通過した空気は蒸発器により冷却して空調対象室内に給気することを特徴とする冷凍機複合型間接気化式空調方法。
【請求項４】
請求項２に記載の冷凍機複合型間接気化式空調装置を用い、ウエット・チャネルの側の湿潤層には水を供給せずに、空調対象室内の空気を空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、また、空調対象室外の空気を空調コア部のドライ・チャネルに流通させ、ドライ・チャネル内の空気をウエット・チャネル内の空気との熱交換により加温し、ウエット・チャネルを通過した空気は蒸発器を加温し空調対象室外に排気され、ドライ・チャネルを通過した空気は凝縮器により加温して空調対象室内に給気することを特徴とする冷凍機複合型間接気化式空調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化現象を生じさせるためのウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとが仕切部材を介して形成された空調コア部を備えた冷凍機複合型間接気化式空調装置及び冷凍機複合型間接気化式空調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気を加湿すると気化現象が生じ潜熱が奪われることにより、その空気の湿球温度まで空気の温度は冷却される。しかし、同時に被冷却空気は加湿される。この原理は加湿冷却として広く知られ、それを利用した気化式冷却器も広く作られ販売されている。放出する空気の加湿を望まない場合には、加湿冷却されるゾーン（ウエット・チャネル）と被冷却空気の通るゾーン（ドライ・チャネル）とを分離し、加湿冷却ゾーンで冷却された温度を熱交換により、被冷却空気のゾーンに伝えて、被冷却ゾーンの空気の顕熱のみを冷却するという方式、いわゆる、間接気化式冷却が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５６５４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、気化冷却の場合、水の気化という自然現象を利用するため、冷却可能な温度には理論的な下限値が存在し、それ以下に冷やすことは難しいという問題があった。そこで、他の方式と組み合わせることにより、快適な空調を効率よく行うことができる新しい方式の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、快適な空調を効率よく行うことができる冷凍機複合型間接気化式空調装置及び冷凍機複合型間接気化式空調方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の冷凍機複合型間接気化式空調装置は、気化現象を生じさせるためのウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとが、前記ウエット・チャネルの側に水を保持する湿潤層が設けられた仕切部材を介して形成された空調コア部と、熱媒体を減圧することにより温度を下げ吸熱させる蒸発器、及び、熱媒体を加圧することにより温度を上げ発熱させる凝縮器を有するヒートポンプとを備え、蒸発器はドライ・チャネルを通過した空気を冷却するように配置され、凝縮器はウエット・チャネルを通過した空気を加温するように配置されたものである。
【０００７】
請求項２の冷凍機複合型間接気化式空調装置は、請求項１の冷凍機複合型間接気化式空調装置において、ヒートポンプは、熱媒体の流れを逆にすることにより、蒸発器と凝縮器との位置を逆にすることが可能であり、蒸発器と凝縮器との位置を逆にすることにより、蒸発器はウエット・チャネルを通過した空気を冷却するように配置され、凝縮器はドライ・チャネルを通過した空気を加温するように配置されたものである。
【０００８】
請求項３の冷凍機複合型間接気化式空調方法は、請求項１の冷凍機複合型間接気化式空調装置を用い、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気を空調コア部のドライ・チャネルに流通させ、また、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気又はドライ・チャネルを通過した空気の一部を空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、ウエット・チャネル内の気化現象により仕切部材を冷却し、熱交換をさせてドライ・チャネル内の空気を冷却し、ウエット・チャネルを通過した空気は凝縮器の熱を奪い空調対象室外に排気し、ドライ・チャネルは通過した空気を蒸発器により冷却して空調対象室内に給気するものである。
【０００９】
請求項４の冷凍機複合型間接気化式空調方法は、請求項２冷凍機複合型間接気化式空調装置を用い、ウエット・チャネルの側の湿潤層には水を供給せずに、空調対象室内の空気を空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、また、空調対象室外の空気を空調コア部のドライ・チャネルに流通させ、ドライ・チャネル内の空気をウエット・チャネル内の空気との熱交換により加温し、ウエット・チャネルを通過した空気は蒸発器を加温し空調対象室外に排気され、ドライ・チャネルを通過した空気は凝縮器により加温して空調対象室内に給気するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空調コア部とヒートポンプとを組み合わせ、蒸発器はドライ・チャネルを通過した空気を冷却するように配置し、凝縮器はウエット・チャネルを通過した空気を加温するように配置するようにしたので、例えば、ドライ・チャネル内の空気をウエット・チャネル内の気化現象により冷却したのち、更に、ドライ・チャネルを通過した空気を蒸発器により冷却して空調対象室内に給気することができる。よって、空調対象室内を効率よく冷房することができる。また、ウエット・チャネルにおいて気化した空気で凝縮器の熱を奪うので、凝縮器から吸熱する空気の温度を空調対象室外の温度よりも低くすることができ、ヒートポンプの効率を高め、省エネルギーとすることができる。従って、快適な空調を効率よく行うことができる。
【００１１】
更に、ヒートポンプの熱媒体の流れを逆にして蒸発器と凝縮器との位置を逆にできるようにすれば、例えば、ウエット・チャネルの側の湿潤層には水を供給せずに、ドライ・チャネル内の空気をウエット・チャネル内の空気との熱交換により加温したのち、更に、ドライ・チャネルを通過した空気を凝縮器により加温して空調対象室内に給気することができる。よって、空調対象室内を効率よく暖房することができる。また、ウエット・チャネルを通過した空調対象室内の空気により蒸発器を加温するので、蒸発器に吸熱される空気の温度を空調対象室外の温度よりも高くすることができ、ヒートポンプの効率を高め、省エネルギーとすることができる。従って、快適な空調を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る冷凍機複合型間接気化式空調装置の概略構成を表す図である。
【図２】図３及び図４に示したＩＩ−ＩＩ線に沿った空調コア部の構成を表す端面図である。
【図３】図２に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った空調コア部の構成を表す断面図である。
【図４】図２に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った空調コア部の構成を表す断面図である。
【図５】図１に示した冷凍機複合型間接気化式空調装置の概略構成を表す他の図である。
【図６】図１に示した冷凍機複合型間接気化式空調装置を用いて冷房を行う場合のシミュレーションの結果を表す図である。
【図７】図５に示した冷凍機複合型間接気化式空調装置を用いて暖房を行う場合のシミュレーションの結果を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る冷凍機複合型間接気化式空調装置１の概略構成を表すものである。図２から図４は、図１に示した空調コア部１０の構成を表すものである。なお、図２は図３及び図４に示したＩＩ−ＩＩ線に沿った端面図、図３は図２に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図、図４は図２に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【００１５】
冷凍機複合型間接気化式空調装置１は、間接気化冷却を行うことが可能な空調コア部１０と、ヒートポンプ２０とを備えている。空調コア部１０は、例えば、気化現象を生じさせるためのウエット・チャネル１１と、被冷却空気を通すドライ・チャネル１２とが、仕切部材１３を介して形成されているものである。仕切部材１３は、例えば、形状の異なる第１基盤１３Ａと第２基盤１３Ｂとを有し、第１基盤２１Ａと第２基盤１３Ｂとを交互に配置することにより、ウエット・チャネル１１とドライ・チャネル１２とを交互に配列するようになっている。
【００１６】
空調コア部１０は、例えば、第１基盤１３Ａ及び第２基盤１３Ｂの伸長方向において対向する一方の側部に、ドライ・チャネル１２のドライ入口１２Ａを有し、他方の側部に、ドライ・チャネル１２のドライ出口１２Ｂを有している。また、空調コア部１０は、例えば、上部又は下部に、ウエット・チャネル１１のウエット入口１１Ａ及びウエット出口１１Ｂを有している。なお、図３では、空調コア部１０の上部にウエット入口１１Ａ及びウエット出口１１Ｂを設けた場合を示している。ウエット入口１１Ａは、空調コア部１０の上部または下部においてドライ出口１２Ｂの側に設けられることが好ましく、ウエット出口１１Ｂは、空調コア部１０の上部または下部においてドライ入口１２Ａの側に設けられることが好ましい。これにより、ウエット・チャネル１１の空気の流れと、ドライ・チャネル１２の空気の流れを対向する逆向きとすることができ、熱交換効率を高めることができるからである。
【００１７】
ウエット・チャネル１１には、例えば、ウエット入口１１Ａを介してウエット入口連通路１２Ｃが連通され、ウエット出口１１Ｂを介してウエット出口連通路１２Ｄが連通されている。ウエット入口連通路１１Ｃには、例えば、ウエット・チャネル１１に空気を送るウエットファン１１Ｅが配設されていえることが好ましい。また、ドライ・チャネル１２には、例えば、ドライ入口１２Ａを介してドライ入口連通路１２Ｃが連通され、ドライ出口１２Ｂを介してドライ出口連通路１２Ｄが連通されている。ドライ入口連通路１２Ｃには、例えば、ドライ・チャネル１２に空気を送るドライファン１２Ｅが配設されていることが好ましい。
【００１８】
図３に示した第１基盤１３Ａは、例えば、ウエット・チャネル１１を形成するためのものである。第１基盤１３Ａは、例えば、水を透さないポリエステル又はポリプロピレン等のプラスチックにより構成することが好ましい。第１基盤１３Ａの厚みは、熱交換効率を最大にするために０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。第１基盤１３Ａのウエット・チャネル１１の側の周縁部には、空気の流れを制御する遮蔽壁１３Ｃが設けられており、上縁部のドライ出口１２Ｂの側には、ウエット入口１１Ａが設けられ、上縁部のドライ入口１２Ａの側には、ウエット出口１１Ｂが設けられている。ウエット・チャネル１１の幅は、例えば、２ｍｍから３ｍｍ程度とすることが好ましく、遮蔽壁１３Ｃの高さはウエット・チャネル１１の幅に合わせて決定される。
【００１９】
第１基盤１３Ａには、例えば、型押しによってウエット・チャネル１１の側に突出するようにスペーサー１３Ｄが形成されていることが好ましい。ウエット・チャネル１１の幅を確保するためである。スペーサー１３Ｄの高さは、ウエット・チャネル１１の幅に合わせて、２ｍｍから３ｍｍ程度とすることが好ましい。第１基盤１３Ａには、また、スペーサー１３Ｄの間に、多数のくぼみ（ディンプル）（図示せず）エンボス加工により形成されていることが好ましい。空気の乱流を抑制するためである。くぼみ（ディンプル）（図示せず）の大きさは、例えば、直径１．８ｍｍ高０．３ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２０】
第１基盤１３Ａのウエット・チャネル１１の側の表面には、水を保持するための湿潤層（図示せず）が設けられている。湿潤層（図示せず）は、例えば、セルロース又はポリプロピレン等よりなる織布又は不織布により構成することが好ましい。また、湿潤層には、酸化チタン又はシリカゲル等の吸水剤を塗布することが好ましい。水の吸着性が向上するからである。湿潤層の厚みは、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。湿潤層（図示せず）は、例えば、第１基盤１３Ａに接着若しくは熱圧着により接合して仕切部材１３を構成する。
【００２１】
図４に示した第２基盤１３Ｂは、例えば、ドライ・チャネル１２を形成するためのものである。第２基盤１３Ｂは、例えば、第１基盤１３Ａと同様に、水を透さないポリエステル又はポリプロピレン等のプラスチックにより構成することが好ましい。第２基盤１３Ｂの厚みは、第１基盤１３Ａと同様である。第２基盤１３Ａのドライ・チャネル１２の側の上縁部及び下縁部には、空気の流れを制御する遮蔽壁１３Ｃが設けられており、一方の側縁部にはドライ入口１２Ａが設けられ、他方の側縁部にはドライ出口１２Ｂが設けられている。ドライ・チャネル１２の幅は、例えば、ウエット・チャネル１１と同様に、２ｍｍから３ｍｍ程度とすることが好ましく、遮蔽壁１３Ｃの高さはドライ・チャネル１２の幅に合わせて決定される。
【００２２】
第２基盤１３Ｂには、例えば、第１基盤１３Ａと同様に、型押しによってドライ・チャネル２１の側に突出するようにスペーサー１３Ｄが形成されていることが好ましい。スペーサー１３Ｄは第１基盤１３Ａと同様である。第２基盤１３Ｂには、また、第１基盤１３Ａと同様に、スペーサー１３Ｄの間に、多数のくぼみ（ディンプル）（図示せず）エンボス加工により形成されていることが好ましい。くぼみ（ディンプル）（図示せず）は第１基盤１３Ａと同様である。第２基盤１３Ｂのウエット・チャネル１１の側の表面には、例えば、水を保持するための湿潤層（図示せず）が設けられている。湿潤層は第１基盤１３Ａと同様である。
【００２３】
第１基盤１３Ａ及び第２基盤１３Ｂの下側は、例えば、水槽（図示せず）に浸漬されており、これにより、湿潤層に水が供給されるようになっている。なお、湿潤層に対する水の供給はこれに限定されるものではなく、湿潤層に水を供給する供給管をもうけるようにしてもよく、また、上方から散水するようにしてもよい。
【００２４】
ヒートポンプ２０は、例えば、熱媒体を用いて低温部分から高温部分へ熱を移動させるものであり、膨張弁２１と、蒸発器２２と、圧縮機２３と、凝縮器２４とを有しており、熱媒体を順に循環させるようになっている。膨張弁２１は、例えば、熱媒体を減圧するものであり、蒸発器２２は、例えば、減圧された熱媒体により温度を下げ周囲の空気から吸熱させるものである。圧縮機２３は、例えば、熱媒体を圧縮するものであり、凝縮器２４は、例えば、加圧された熱媒体により温度を上げ周囲の空気に発熱させるものである。
【００２５】
蒸発器２２は、例えば、ドライ・チャネル１２を通過した空気を冷却するように、ドライ出口連通路１２Ｄに配置されることが好ましく、凝縮器２４は、例えば、ウエット・チャネル１１を通過した空気を加温するように、ウエット出口連通路１１Ｄに配置されることが好ましい。このように配置することにより、冷房時において、ドライ・チャネル１２を通過し、ウエット・チャネル１１における気化現象により冷却された空気を、蒸発器２２により更に冷却することができるからである。また、ウエット・チャネル１１において気化し室外へ排出される空気で凝縮器２４の熱を奪うことにより、ヒートポンプ２０の効率を高めることもできるからである。
【００２６】
また、ヒートポンプ２０は、例えば、図５に示したように、熱媒体の流れを逆にすることにより、蒸発器２２と凝縮器２４との位置を逆にすることが可能とされていることが好ましい。すなわち、蒸発器２２と凝縮器２４との位置を逆にすることにより、蒸発器２２はウエット・チャネル１１を通過した空気を加温するように、ウエット出口連通路１１Ｄに配置し、凝縮器２４はドライ・チャネル１２を通過した空気を冷却するように、ドライ出口連通路１２Ｄに配置することができるように構成されていることが好ましい。暖房時において、ドライ・チャネル１１を通過し、ウエット・チャネル１１との熱交換により加温された空気を、凝縮器２４により更に加温することができるからである。また、ウエット・チャネル１１を通過した空気で蒸発器２２を加温することにより、ヒートポンプ２０の効率を高めることができるからである。
【００２７】
この冷凍機複合型間接気化式空調装置１は、例えば、次のようにして空調に用いることができる。まず、冷房時には、例えば、図１に示したように、空調対象室内の空気をウエット入口連通路１１Ｃを介してウエット・チャネル１１に流通させ、また、外気等の空調対象室外の空気をドライ入口連通路１２Ｃを介してドライ・チャネル１２に流通させる。ウエット・チャネル１１内では、気化現象により仕切部材１３が冷却し、熱交換によりドライ・チャネル１２内の空気が冷却する。ウエット・チャネル１１を通過し、ドライ・チャネル１２と熱交換した後の空気は、例えば、ウエット出口連通路１１Ｄにおいて凝縮器２４の熱を奪い、空調対象室外に排気される。また、ドライ・チャネル１２を通過した冷却された空気は、例えば、ドライ出口連通路１２Ｄにおいて蒸発器２２により更に冷却され、空調対象室内に給気される。
【００２８】
これにより、ドライ・チャネル１２において冷却した空気は、蒸発器２２により更に冷却して空調対象室内に給気することができる。また、気化現象によりウエット・チャネル１１において冷却された空気は空調対象室外の温度よりも低いので、凝縮器２４から吸熱する空気の温度を低くすることができ、ヒートポンプ２０の効率を高めることができる。なお、図１では、ドライ・チャネル１２に空調対象室内の空気を流通させる場合を示したが、空調対象室外の空気をドライ・チャネル１２に流通させるようにしてもよい。また、図１では、空調対象室外の空気をウエット・チャネル１１に流通させる場合を示したが、空調対象室内の空気をウエット・チャネル１１に流通させるようにしてもよい。
【００２９】
図６に本発明の冷凍機複合型間接気化式空調装置１を用いて冷房をする場合のシミュレーションの結果を示す。図６は、２５００ＣＭＨ、気温２８℃、湿度７９．４％の空調対象室内の空気をウエット・チャネル１１に流通させ、５０００ＣＭＨ、温度３５℃、湿度５３．４％の外気をドライ・チャネル１２に流通させた場合のシミュレーション結果である。図６に示したように、この冷凍機複合型間接気化式空調装置１では、ドライ・チャネル１２において冷却した空気を、更に、蒸発器２２により冷却するので、空気を２４℃と十分に低い温度に冷却して空調対象室内に給気することができる。
【００３０】
また、図６に示した場合において、冷凍機複合型間接気化式空調装置１のシステム温度差（外気と空調対象室内との温度差）は１０．７℃であり、システム能力を２０．９ｋＷ、ドライファン１２Ｅの消費電力を１．３８８ｋＷ、ウエットファン１１Ｅの消費電力を０．７５２ｋＷ、ヒートポンプ消費電力を１．６３ｋＷとすると、合計消費電力は３．７７ｋＷ、システムＣＯＰは５．５となる。これに対して、一般外調機の場合、例えば、処理ファン消費電力が０．６８ｋＷ、凝縮ファン消費電力が０．５ｋＷ、ヒートポンプ消費電力が４．９８ｋＷであると、合計消費電力は６．１６ｋＷ、システムＣＯＰは３．４である。よって、本発明の冷凍機複合型間接気化式空調装置１を用いれば、ＣＯＰを高くすることができ、一般外調機に対する省エネ率を１６３％と省エネ化することができる。
【００３１】
また、本発明の冷凍機複合型間接気化式空調装置１は、暖房時には、例えば、図５に示したように、冷房時とはヒートポンプ２０における熱媒体の流れを逆にすることにより、蒸発器２２と凝縮器２４との位置を逆にする。次いで、ウエット・チャネル１１の側の湿潤層には水を供給せずに、空調対象室内の空気をウエット・チャネル１１に流通させ、また、空調対象室外の空気をドライ・チャネル１２に流通させる。ドライ・チャネル１２内の空気はウエット・チャネル１１内の空気との熱交換により加温される。ウエット・チャネル１１を通過した空気は、蒸発器２２により冷却され、空調対象室外に排気される。ドライ・チャネル１２を通過した空気は、凝縮器２４により加温されて空調対象室内に給気される。
【００３２】
これにより、ドライ・チャネル１１において加温した空気は、凝縮器２４により更に加温して空調対象室内に給気することができる。また、ウエット・チャネル１１には空調対象室内の空気を流通させているので、ウエット・チャネル１１を通過した空気の温度は空調対象室外よりも高く、蒸発器２２に吸熱される空気の温度を高くすることができ、ヒートポンプ２０の効率を高めることができる。
【００３３】
図７に本発明の冷凍機複合型間接気化式空調装置１を用いて暖房をする場合のシミュレーションの結果を示す。図７は、２５００ＣＭＨ、気温２０℃、湿度３７．２％の空調対象室内の空気をウエット・チャネル１１に流通させ、２５００ＣＭＨ、温度７℃、湿度８６．７％の外気をドライ・チャネル１２に流通させた場合のシミュレーション結果である。図７に示したように、この冷凍機複合型間接気化式空調装置１では、ドライ・チャネル１２において加温した空気を、更に、凝縮器２４により加温するので、空気を２３．９℃と十分に高い温度に加温して空調対象室内に給気することができる。
【００３４】
また、図７に示した場合において、冷凍機複合型間接気化式空調装置１のシステム温度差（外気と空調対象室内との温度差）は１６．９℃であり、システム能力を１４．２ｋＷ、ドライファン１２Ｅの消費電力を０．６４ｋＷ、ウエットファン１１Ｅの消費電力を０．７５２ｋＷ、ヒートポンプ消費電力を１．１２ｋＷとすると、合計消費電力は２．５１ｋＷ、システムＣＯＰは５．７となる。これに対して、一般外調機の場合、例えば、処理ファン消費電力が０．６８ｋＷ、凝縮ファン消費電力が０．５ｋＷ、ヒートポンプ消費電力が３．９５ｋＷであると、合計消費電力は５．１３ｋＷ、システムＣＯＰは２．８である。よって、本発明の冷凍機複合型間接気化式空調装置１を用いれば、ＣＯＰを高くすることができ、一般外調機に対する省エネ率を２０４％と省エネ化することができる。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、空調コア部１０とヒートポンプ２０とを組み合わせ、蒸発器２２はドライ・チャネル１２を通過した空気を冷却するように配置し、凝縮器２４はウエット・チャネル１１を通過した空気を加温するように配置するようにしたので、例えば、ドライ・チャネル１２内の空気をウエット・チャネル１１内の気化現象により冷却したのち、更に、ドライ・チャネル１２を通過した空気を蒸発器２２により冷却して空調対象室内に給気することができる。よって、空調対象室内を効率よく冷房することができる。また、ウエット・チャネル１１において気化した空気で凝縮器２４の熱を奪うので、凝縮器２４から吸熱する空気の温度を空調対象室外の温度よりも低くすることができ、ヒートポンプ２０の効率を高め、省エネルギーとすることができる。従って、快適な空調を効率よく行うことができる。
【００３６】
更に、ヒートポンプ２０の熱媒体の流れを逆にして蒸発器２２と凝縮器２４との位置を逆にできるようにすれば、例えば、ウエット・チャネル１１の側の湿潤層には水を供給せずに、ドライ・チャネル１２内の空気をウエット・チャネル１１内の空気との熱交換により加温したのち、更に、ドライ・チャネル１２を通過した空気を凝縮器２４により加温して空調対象室内に給気することができる。よって、空調対象室内を効率よく暖房することができる。また、ウエット・チャネル１１を通過した空調対象室内の空気により蒸発器２２を加温するので、蒸発器２２に吸熱される空気の温度を空調対象室外の温度よりも高くすることができ、ヒートポンプ２０の効率を高め、省エネルギーとすることができる。従って、快適な空調を効率よく行うことができる。
【００３７】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、空調コア部１０の構成について具体的に説明したが、他の構成を有していてもよい。例えば、上記実施の形態では、第１基盤２１Ａと第２基盤１３Ｂとを交互に配置することにより、仕切部材１３を介してウエット・チャネル１１とドライ・チャネル１２とを交互に配列する場合について説明したが、他の構造を有する仕切部材によりウエット・チャネルとドライ・チャネルを形成するようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態では、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気を空調コア部１０のウエット・チャネル１１に流通させる場合について説明したが、ドライ・チャネル１２を通過した空気の一部をウエット・チャネル１１に流通させるようにしてもよい。更に、上記実施の形態では、空調コア部１０において、ウエット・チャネル１１の空気の流れと、ドライ・チャネル１２の空気の流れを対向する逆向きとする場合について説明したが、ウエット・チャネル１１の空気の流れと、ドライ・チャネル１２の空気の流れを直交させるようにしてもよい。
【００３９】
加えて、上記実施の形態では、空調コア部１０を１つ備える場合について示したが、複数備えるようにしてもよい。その場合、各空調コア部１０に個別に対応してヒートポンプ２０を設けるようにしてもよく、また複数の空調コア部１０に対して１つのヒートポンプ２０を設けるようにしてもよい。
【００４０】
更にまた、ヒートポンプ２０は、膨張弁２１、蒸発器２２、圧縮機２３、及び、凝縮器２４を一体的に構成するようにしてもよく、また、膨張弁２１及び圧縮機２３を離れた場所に置き、配管で繋ぐ構造としてもよい。加えて、上記実施の形態では、各構成要素について具体的に説明したが、全ての構成要素を備えている必要はなく、また、他の構成要素を備えていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
空調に用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
１…冷凍機複合型間接気化式空調装置、１０…空調コア部、１１…ウエット・チャネル、１１Ａ…ウエット入口、１１Ｂ…ウエット出口、１１Ｃ…ウエット入口連通路、１１Ｄ…ウエット出口連通路、１１Ｅ…ウエットファン、１２…ドライ・チャネル、１２Ａ…ドライ入口、１２Ｂ…ドライ出口、１２Ｃ…ドライ入口連通路、１２Ｄ…ドライ出口連通路、１２Ｅ…ドライファン、１３…仕切部材、１３Ａ…第１基盤、１３Ｂ…第２基盤、１３Ｃ…遮蔽壁、１３Ｄ…スペーサー、２０…ヒートポンプ、２１…膨張弁、２２…蒸発器、２３…圧縮機、２４…凝縮器
【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年2月17日(2017.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化現象を生じさせるためのウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとが、前記ウエット・チャネルの側に水を保持する湿潤層が設けられた水を透さない仕切部材を介して形成された空調コア部と、
熱媒体を減圧することにより温度を下げ吸熱させる蒸発器、及び、熱媒体を加圧することにより温度を上げ発熱させる凝縮器を有するヒートポンプとを備え、
前記蒸発器は、前記ウエット・チャネルにおける気化現象及び熱交換により、前記ドライ・チャネルにおいて冷却された空気を更に冷却して、空調対象室内に直接給気するように配置され、
前記凝縮器は、前記ウエット・チャネルを通過した空気を加温し、空調対象室外に直接排気するように配置され、
前記ウエット・チャネルを通過した空気で前記凝縮器から吸熱することにより、空調対象室外の空気で吸熱する場合よりも前記凝縮器から吸熱する空気の温度を低くし、ヒートポンプの効率を高める
ことを特徴とする冷凍機複合型間接気化式空調装置。
【請求項２】
前記ヒートポンプは、熱媒体の流れを逆にすることにより、前記蒸発器と前記凝縮器との位置を逆にすることが可能であり、
前記蒸発器と前記凝縮器との位置を逆にすることにより、前記蒸発器は前記ウエット・チャネルを通過した空気を冷却するように配置され、前記凝縮器は前記ドライ・チャネルを通過した空気を加温するように配置され、
前記湿潤層に水を供給せずに動作させ、前記ウエット・チャネルを通過した空気から前記蒸発器に吸熱することにより、空調対象室外の空気から吸熱する場合よりも前記蒸発器に吸熱される空気の温度を高くし、ヒートポンプの効率を高める
ことを特徴とする請求項１記載の冷凍機複合型間接気化式空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の冷凍機複合型間接気化式空調装置を用い、
空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気を空調コア部のドライ・チャネルに流通させ、また、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気又はドライ・チャネルを通過した空気の一部を空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、
ウエット・チャネル内の気化現象により仕切部材を冷却し、熱交換をさせてドライ・チャネル内の空気を冷却し、ドライ・チャネルにおいて冷却した空気は蒸発器により更に冷却して空調対象室内に直接給気し、
ウエット・チャネルを通過した空気は凝縮器の熱を奪い空調対象室外に直接排気することにより、空調対象室外の空気で凝縮器から吸熱する場合よりも、凝縮器から吸熱する空気の温度を低くし、ヒートポンプの効率を高かめる
ことを特徴とする冷凍機複合型間接気化式空調方法。
【請求項４】
請求項２に記載の冷凍機複合型間接気化式空調装置を用い、
ウエット・チャネルの側の湿潤層には水を供給せずに、空調対象室内の空気を空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、また、空調対象室外の空気を空調コア部のドライ・チャネルに流通させ、
ドライ・チャネル内の空気をウエット・チャネル内の空気との熱交換により加温し、ドライ・チャネルにおいて加温した空気は凝縮器により更に加温して空調対象室内に直接給気し、
ウエット・チャネルを通過した空気は蒸発器を加温し空調対象室外に直接排気することにより、空調対象室外の空気で蒸発器を加温する場合よりも、蒸発器に吸熱される空気の温度を高くし、ヒートポンプの効率を高める
ことを特徴とする冷凍機複合型間接気化式空調方法。