JPH07167518A - ヒートポンプ式の空調除湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 高温側ヒートポンプ回路Ｋａ及び低温側ヒー
トポンプ回路Ｋｂを設け、高温側蒸発器Ｅｖ１を回路間
熱授受用の蒸発器Ｅｖｓと回路外吸熱用の蒸発器Ｅｖｍ
とに分割形成し、冷房用の空気冷却手段Ｆは回路外吸熱
用の蒸発器Ｅｖｍで構成し、除湿用の空気冷却手段Ｄは
低温側蒸発器Ｅｖ２で構成し、回路間熱授受用の蒸発器
Ｅｖｓと低温側凝縮器Ｃｄ２とを相互に熱交換させる中
継熱授受手段８を設けたヒートポンプ式の空調除湿装
置。 【効果】 除湿用の空気冷却手段及び冷房用の空気冷却
手段の夫々を、各々の空気冷却手段の用途（必要温度）
に適合した沸点種の冷媒にて運転することができ、放熱
用の凝縮器を高温側凝縮器の１つのみにでき、放熱温度
から吸熱温度までの温度差を大幅に採ることができるか
ら、熱効率が低下し、空気冷却状態の均一性が向上でき
ず、有効エネルギー損失が増加する不都合が解消された
ヒートポンプ式の空調除湿装置を提供することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒蒸発に伴う吸熱に
より温調対象空気を冷却温調する冷房用の空気冷却手段
と、冷媒蒸発に伴う吸熱により除湿対象空気を冷却して
水分除去する除湿用の空気冷却手段とを設けたヒートポ
ンプ式の空調除湿装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のヒートポンプ式の空調除
湿装置において、冷媒蒸発に伴う吸熱により温調対象空
気を冷却温調する冷房用の空気冷却手段を構成する蒸発
器と、冷媒蒸発に伴う吸熱により除湿対象空気を冷却し
て水分除去する除湿用の空気冷却手段を構成する蒸発器
とは、一種類の冷媒が循環する同一のヒートポンプ回路
において並列に設けられ、夫々の蒸発器に通流される冷
媒の流量調整によって、冷房用空気冷却手段及び除湿用
空気冷却手段の能力調整が行われるように構成されてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によれば、除湿用の空気冷却手段を構成する蒸発
器においては、効果的に除湿を行うために、冷房用の空
気冷却手段を構成する蒸発器に比較してかなり低い蒸発
温度が必要であるので、ヒートポンプ回路の冷媒には、
比較的低沸点種の冷媒を使用することが必要不可欠とな
る。

【０００４】従って、上記従来の構成のヒートポンプ回
路では、冷房用の空気冷却手段を構成する蒸発器におい
ても、上記の様なかなり低い蒸発温度（すなわち、冷房
用空気の冷却温調という目的からすれば不必要に低い温
度）によって、冷房用空気を冷却温調することになるの
で、冷房用の空気冷却手段を構成する蒸発器の冷媒通流
量は常に相当しぼられた状態となって、極低温かつ少流
量の冷媒によって、冷房用空気の冷却が行われることに
なるから、結果として、冷房用の空気冷却手段の熱効率
が低下し、冷房用の空気の空気冷却状態の均一性が向上
できず、また、必要以上に低い温度の冷熱源によって冷
却対象を冷却することによる有効エネルギー損失の増加
などを来す不都合があった。

【０００５】また、比較的低沸点種の冷媒を使用する
と、凝縮器における凝縮温度も比較的低い温度とせざる
を得ないから、凝縮器における放熱源が、例えば夏季に
おける大気などの場合のように、比較的高い温度の放熱
源である場合には、放熱源の温度が、凝縮器の凝縮温度
に近づくか、又は、凝縮温度よりも高くなる場合が生じ
て、凝縮器において有効に放熱が行われなくなる不都合
があった。

【０００６】ちなみに、除湿用の空気冷却手段を、冷房
用の空気冷却手段のヒートポンプ回路とは別の独立のヒ
ートポンプ回路にて構成して、冷房用の空気冷却手段の
ヒートポンプ回路においては高沸点種の冷媒、除湿用の
空気冷却手段のヒートポンプ回路においては低沸点種の
冷媒を各々使用する構成も考えられるが、大気を放熱源
とする場合において屋外設置や外気取入ダクトの施設が
必要となる等、放熱源によって設置に種々の制約を受け
る放熱用の凝縮器が夫々設けられた、独立の２つのヒー
トポンプ回路を設けることによる装置の複雑化や、低沸
点種の冷媒の凝縮温度が比較的低い温度になることによ
る、前記の放熱が有効に行われなくなる不都合などは、
解消し得ないものであった。

【０００７】本発明の目的は、上記の如き従来技術にお
ける種々の不都合を、解消する点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるヒートポン
プ式の空調除湿装置の第一の特徴構成は、高沸点冷媒を
放熱用の高温側凝縮器と高温側蒸発器とにわたって循環
させる高温側ヒートポンプ回路、及び、低沸点冷媒を低
温側凝縮器と低温側蒸発器とにわたって循環させる低温
側ヒートポンプ回路を設け、前記高温側蒸発器を回路間
熱授受用の蒸発器と回路外吸熱用の蒸発器とに分割形成
し、前記冷房用の空気冷却手段は前記回路外吸熱用の蒸
発器で構成し、前記除湿用の空気冷却手段は前記低温側
蒸発器で構成し、前記回路間熱授受用の蒸発器と前記低
温側凝縮器とを相互に熱交換させる中継熱授受手段を設
けた点にある。

【０００９】本発明によるヒートポンプ式の空調除湿装
置の第二及び第三の特徴構成は、第一の特徴構成を実施
する際の好適な具体構成を特定するもので、

【００１０】第二の特徴構成は、前記除湿用の空気冷却
手段にて冷却除湿された空気を加熱する再熱用の空気加
熱手段を設け、その再熱用の空気加熱手段は、前記高温
側凝縮器の一部にて構成されている点にある。

【００１１】第三の特徴構成は、前記高温側ヒートポン
プ回路、及び、低温側ヒートポンプ回路は、高沸点冷媒
と低沸点冷媒とを混合状態で吸入吐出する共通圧縮機に
より冷媒循環させる構成としてある点にある。

【００１２】

【作用】本発明の第一の特徴構成によれば、高沸点冷媒
を放熱用の高温側凝縮器と高温側蒸発器とにわたって循
環させる高温側ヒートポンプ回路、及び、低沸点冷媒を
低温側凝縮器と低温側蒸発器とにわたって循環させる低
温側ヒートポンプ回路を設け、高温側蒸発器を回路間熱
授受用の蒸発器と回路外吸熱用の蒸発器とに分割形成
し、冷房用の空気冷却手段は回路外吸熱用の蒸発器で構
成し、除湿用の空気冷却手段は低温側蒸発器で構成して
あるから、除湿用の空気冷却手段、及び、冷房用の空気
冷却手段の夫々を、各々の空気冷却手段の用途（必要温
度）に適合した沸点種の冷媒にて運転することができ、
且つ、回路間熱授受用の蒸発器と低温側凝縮器とを相互
に熱交換させる中継熱授受手段を設けてあるから、低温
側凝縮器の放熱源を高温側蒸発器における回路間熱授受
用の蒸発器とする形態で、高低両ヒートポンプ回路の各
々を運転でき、これにより、高低両ヒートポンプ回路を
備えるものでありながらも、回路外の放熱源に対する放
熱用の凝縮器、すなわち、装置全体としての放熱用凝縮
器は、高温側凝縮器の１つのみにすることができ、か
つ、回路外の放熱源に対する放熱用凝縮器の放熱温度と
除湿用空気冷却手段とする低温側蒸発器の吸熱温度との
温度差を、大きく採ることができる。

【００１３】第二の特徴構成によれば、除湿用の空気冷
却手段にて冷却除湿された空気を加熱する再熱用の空気
加熱手段を設け、その再熱用の空気加熱手段が、高温側
凝縮器の一部にて構成されているから、別の加熱源（例
えば、電気ヒータなど）を設けることなく、回路外の放
熱源に排熱すべき高温の熱の一部を利用する形態で、冷
却除湿された後の空気を効率良く再熱して乾燥空気とす
ることができる。

【００１４】第三の特徴構成によれば、高温側ヒートポ
ンプ回路、及び、低温側ヒートポンプ回路は、高沸点冷
媒と低沸点冷媒とを混合状態で吸入吐出する共通圧縮機
により冷媒循環させる構成としてあるから、高温側及び
低温側ヒートポンプ回路の両方に、夫々の専用の圧縮機
を設ける必要がない。

【００１５】

【発明の効果】本発明の第一の特徴構成によれば、除湿
用の空気冷却手段及び冷房用の空気冷却手段の夫々を、
各々の空気冷却手段の用途（必要温度）に適合した沸点
種の冷媒にて運転することができ、また、回路外の放熱
源に対する放熱用の凝縮器を、高温側凝縮器の１つのみ
にすることができ、そして、回路外の放熱源に対する放
熱温度と、除湿用空気冷却手段とする低温側蒸発器の吸
熱温度との温度差を大きく採ることができるから、前述
の従来技術における種々の不都合、すなわち、必要以上
に低い温度によって冷房用空気の冷却を行わなければな
らないことに伴う、冷房用の空気冷却手段の熱効率が低
下する不都合、冷房用の空気の空気冷却状態の均一性が
向上できない不都合、有効エネルギー損失が増加する不
都合、及び、凝縮器において有効に放熱が行われなくな
る不都合が解消され、なお且つ、大気等の回路外放熱源
に対する放熱構成面や熱源構成面で構造が簡単なヒート
ポンプ式の空調除湿装置を提供することができる。

【００１６】第二の特徴構成によれば、別の加熱源を設
けることなく、回路外の放熱源に排熱すべき高温の熱の
一部を利用する形態で、冷却除湿された後の空気を効率
良く再熱して乾燥空気とすることができるから、排熱利
用による運転効率の向上が可能となる。

【００１７】第三の特徴構成によれば、高温側及び低温
側ヒートポンプ回路の両方に、夫々の専用の圧縮機を設
ける必要がないから、より一層、装置の構造を簡単にす
ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１、図３及び図５には、冷房用の空気冷却手段
Ｆと、除湿用の空気冷却手段Ｄとを設けたヒートポンプ
式の空調除湿装置の一例としての、空調装置が示されて
いる。

【００１９】空調装置には、第一の空調対象域への空気
を加熱又は冷却温調する第一室内熱交換器１と、除湿用
の空気冷却手段Ｄにて冷却除湿された空気を加熱する再
熱用の空気加熱手段Ｈとしての再熱用熱交換器２と、第
一室内熱交換器１及び再熱用熱交換器２での温調空気を
給気ＳＡ１として第一の空調対象域に送給する第一給気
ファン３と、第二の空調対象域への空気を加熱又は冷却
温調する第二室内熱交換器４と、第二室内熱交換器１の
通風空気を給気ＳＡ２として第二の空調対象域に送給す
る第二給気ファン５と、大気ＯＡに対して吸放熱を行う
室外熱交換器６と、室外熱交換器６に大気ＯＡを通風す
る外気ファン７とが設けられ、第一室内熱交換器１（及
び再熱用熱交換器２）、第二室内熱交換器４、及び、室
外熱交換器６に冷媒を循環させることによって、大気Ｏ
Ａを吸放熱源として、給気ＳＡ１及びＳＡ２を加熱又は
冷却温調するヒートポンプ回路が構成されている。

【００２０】本実施例の空調装置のヒートポンプ回路
は、高沸点冷媒Ａ、及び、低沸点冷媒Ｂの二種冷媒が混
合状態で冷媒循環路に充填され循環される、混合冷媒ヒ
ートポンプ回路にて構成されている。低沸点冷媒Ｂは、
蒸発温度が、冷却除湿を行う空気を冷却するに適した比
較的低い温度に設定され、且つ、凝縮温度が、高沸点冷
媒Ａの蒸発温度とオーバーラップするものが使用されて
いる。高沸点冷媒Ａは、凝縮温度が大気ＯＡの温度より
も高くなり、且つ、蒸発温度が、第一又は第二空調対象
域の冷房を行うに適した温度、すなわち、冷却除湿に適
した温度と比較して、比較的高い温度に設定されるもの
が使用されている。

【００２１】冷媒循環路には、ヒートポンプの基本構成
として、上記二種冷媒Ａ，Ｂを混合状態で吸入吐出する
共通圧縮機Ｃｍｐと、液相状態の高沸点冷媒Ａｗと高圧
気相状態の低沸点冷媒Ｂｈｇとを分離する気液分離器Ｓ
ｐと、高沸点冷媒Ａと低沸点冷媒Ｂとで熱交換を行う中
継熱交換器８と、前記の第一室内熱交換器１、再熱用熱
交換器２、第二室内熱交換器４、及び、室外熱交換器４
と、気液分離器Ｓｐからの液相状態の高沸点冷媒Ａｗを
減圧膨張させて、中継熱交換器８に対して低圧の気液二
相状態の高沸点冷媒Ａｗｇを供給する膨張弁ｅｘｐ１
と、第二室内熱交換器４に対して低圧の気液二相状態の
高沸点冷媒Ａｗｇを供給する膨張弁ｅｘｐ２と、前記第
一室内熱交換器１が除湿用の空気冷却手段Ｄとして運転
される場合に、中継熱交換器８からの液相状態の低沸点
冷媒Ｂｗを減圧膨張させて前記第一室内熱交換器１に対
して低圧の気液二相状態の低沸点冷媒Ｂｗｇを供給する
膨張弁ｅｘｐ３と、前記第一室内熱交換器１が冷房用の
空気冷却手段Ｆとして運転される場合に、液相状態の高
沸点冷媒Ａｗを減圧膨張させて低圧の気液二相状態の高
沸点冷媒Ａｗｇを第一室内熱交換器１に供給する膨張弁
ｅｘｐ４と、前記室外熱交換器４が蒸発器として使用さ
れる場合に液相状態の高沸点冷媒Ａｗを減圧膨張させる
膨張弁ｅｘｐ５とが装備されている。

【００２２】気液分離器Ｓｐは、液溜めによって、上部
から気相冷媒を、下部から液相冷媒を各々抽出できるよ
うに構成されているとともに、液溜め部には、後述する
冷房運転状態及び暖房運転状態において、使用されない
低沸点冷媒Ｂの全部を回収し貯留できる容量が備えら
れ、受液器としても機能するように構成されている。な
お、液溜め部分に、圧縮機Ｃｍｐへの帰還途中の低圧気
相冷媒Ａｃｇ及びＢｃｇが通流する冷媒路９が貫通され
ているのは、液相冷媒と低圧気相冷媒とを熱交換させる
ことによって、ヒートポンプ・サイクルの過熱度と過冷
却度とを確保して、圧縮機Ｃｍｐへのいわゆる液バック
事故などを防止するためのものである。

【００２３】中継熱交換器８は、高圧気相冷媒通流部８
ａと、低圧気相冷媒通流部８ｂとから構成されている。
高圧気相冷媒通流部８ａと低圧気相冷媒通流部８ｂと
は、相互に熱交換できるように構成されており、高圧気
相冷媒通流部８ａは、冷媒凝縮器として、低圧気相冷媒
通流部８ｂは、冷媒蒸発器として機能するように構成さ
れている。

【００２４】１０は、低沸点冷媒Ｂの受液器である。受
液器１０にも、気液分離器Ｓｐと同様の、低圧気相状態
の高沸点冷媒Ａｃｇ及び低沸点冷媒Ｂｃｇが通流する冷
媒路９が設けられている。

【００２５】ｖＲ１〜ｖＲ４は、流量調整弁である。ｖ
１〜ｖ７は、運転モードなどに従って、冷媒循環路の構
成を切り換える切換弁である。

【００２６】図１には、前記冷房用の空気冷却手段Ｆ
と、前記除湿用の空気冷却手段Ｄ及び前記再熱用の空気
加熱手段Ｈとが作動する、除湿冷房運転状態の空調装置
の回路構成が示されている。図３には、第一及び第二空
調対象域の両方に対して冷媒運転が行われている冷房運
転状態の空調装置の回路構成が示されている。図５に
は、第一及び第二空調対象域の両方に対して暖房運転が
行われている暖房運転状態の空調装置の回路構成が示さ
れている。

【００２７】図１、図３及び図５には、黒塗りの太線
は、その部分の冷媒状態が高圧気相であることを示し、
太いハッチングを施した太線は、その部分の冷媒状態が
高圧の気液二相であることを示し、細いハッチングを施
した太線は、その部分の冷媒状態が液相であることを示
し、点ハッチングを施した太線は、その部分の冷媒状態
が低圧の気液二相であることを示し、更に、白抜きの太
線は、その部分の冷媒状態が低圧気相であることを示す
が、これら太線は、その部分の通流冷媒が複数種の混合
冷媒である場合には、それら混合冷媒全体としての状態
を示し、また、通流冷媒が単一種の冷媒である場合に
は、その単一冷媒の状態を示すものである。

【００２８】また、膨張弁ｅｘｐ１〜ｅｘｐ５、流量調
整弁ｖＲ１〜ｖＲ４、及び、切換弁ｖ１〜ｖ７におい
て、白抜きのものは、冷媒の通流状態を示し、黒塗りの
ものは、非通流状態又は閉塞状態を示すものである。

【００２９】先ず、図１に示す、第一空調対象域に対し
て除湿運転が行われ、第二空調対象域に対して冷房運転
が行われる除湿冷房運転状態を説明する。除湿冷房運転
状態の冷媒循環路においては、室外熱交換器６及び再熱
用熱交換器２（この２つは、互いに並列接続）と、中継
熱交換器８の高圧気相冷媒通流部８ａとが、圧縮機Ｃｍ
ｐの冷媒吐出路ｒｈに対して直列に接続され、圧縮機Ｃ
ｍｐから混合状態で吐出される高圧気相状態の二種冷媒
Ａｈｇ，Ｂｈｇを、沸点の高い冷媒Ａから順に、各別に
凝縮させる形態としてある。

【００３０】すなわち、圧縮機Ｃｍｐは、前記二種冷媒
Ａ，Ｂを、混合状態で吸入し、圧縮し、吐出する。圧縮
機Ｃｍｐからの高圧気相冷媒Ａｈｇ，Ｂｈｇは、室外熱
交換器６及び再熱用熱交換器２に通流され、大気ＯＡ及
び第一室内熱交換器１にて冷却除湿された後の空気を放
熱対象として高沸点冷媒Ａのみが凝縮され、再び合流し
て、液相冷媒Ａｗと高圧気相冷媒Ｂｈｇとが気液分離器
Ｓｐに送られる。従って、室外熱交換器６及び再熱用熱
交換器２は、高沸点冷媒Ａを凝縮させる高温側凝縮器Ｃ
ｄ１として機能している。

【００３１】室外熱交換器６及び再熱用熱交換器２から
の液相冷媒Ａｗと高圧気相冷媒Ｂｈｇとは、気液分離器
Ｓｐにて分離され、高圧気相冷媒Ｂｈｇは、中継熱交換
器８の高圧気相冷媒通流部８ａに通流される。一方、液
相冷媒Ａｗは、膨張弁ｅｘｐ１及び膨張弁ｅｘｐ２にて
適宜分配され、且つ、減圧膨張されて低圧の気液二相冷
媒Ａｗｇとなった後、夫々、中継熱交換器８の低圧気相
冷媒通流部８ｂ、及び、第二室内熱交換器４に通流され
る。

【００３２】中継熱交換器８の高圧気相冷媒通流部８ａ
においては、低圧気相冷媒通流部８ｂに通流される気液
二相冷媒Ａｗｇを放熱源として、高圧気相冷媒Ｂｈｇの
凝縮が行われ、液相冷媒Ｂｗが受液器１０に送られる。
一方、低圧気相冷媒通流部８ｂにおいては、高圧気相冷
媒通流部８ａに通流される高圧気相冷媒Ｂｈｇを吸熱源
として、気液二相冷媒Ａｗｇが蒸発され、低圧気相冷媒
Ａｃｇとなって、気液分離器Ｓｐの前記冷媒路９を経
て、圧縮機Ｃｍｐに帰還される。従って、中継熱交換器
８の高圧気相冷媒通流部８ａは、低沸点冷媒Ｂを凝縮さ
せる低温側凝縮器Ｃｄ２として機能し、一方、低圧気相
冷媒通流部８ｂは、高沸点冷媒Ａを蒸発させる高温側蒸
発器Ｅｖ１として機能している。

【００３３】また、第二室内熱交換器４に通流される低
圧の気液二相冷媒Ａｗｇは、第二空調対象域への給気Ｓ
Ａ２を吸熱対象として蒸発され、低圧気相冷媒Ａｃｇと
なって、（後述する）第一室内熱交換器１からの低圧気
相状態の低沸点冷媒Ｂｃｇに合流して、圧縮機Ｃｍｐに
帰還される。従って、第二室内熱交換器４も、高沸点冷
媒Ａを蒸発させる高温側蒸発器Ｅｖ１として機能してい
る。

【００３４】受液器１０に送られた液相冷媒Ｂｗは、膨
張弁ｅｘｐ３にて減圧膨張され低圧の気液二相冷媒Ｂｗ
ｇになった後、第一室内熱交換器１に通流され、第一空
調対象域への給気ＳＡ１を吸熱対象として蒸発され、前
述の低圧気相冷媒Ｂｃｇとなって、受液器１０の前記冷
媒路９、中継熱交換器８、及び、気液分離器Ｓｐの前記
冷媒路９を経て、圧縮機Ｃｍｐに帰還される。従って、
第一室内熱交換器１は、低沸点冷媒Ｂを蒸発させる低温
側蒸発器Ｅｖ２として機能している。

【００３５】上記の冷房除湿運転状態の空調装置におい
ては、第一室内熱交換器１にて、冷媒蒸発に伴う吸熱に
より除湿対象空気を冷却して水分除去する除湿用の空気
冷却手段Ｄが構成され、第二室内熱交換器４にて、冷媒
蒸発に伴う吸熱により温調対象空気を冷却温調する冷房
用の空気冷却手段Ｆが構成されている。

【００３６】除湿冷房運転状態の冷媒循環形態を、図２
に示す。同図中、一点鎖線は、高沸点冷媒Ａの循環経路
を、破線は、低沸点冷媒Ｂの循環経路を示している。同
図中の符号は、図１と共通である。

【００３７】夫々の循環経路には、ヒートポンプ回路の
基本構成としての、共通圧縮機Ｃｍｐと、凝縮器Ｃｄ１
又はＣｄ２と、膨張弁ｅｘｐ１又はｅｘｐ２と、蒸発器
Ｅｖ１又はＥｖ２とが介裝されている。従って、高沸点
冷媒Ａの循環経路（一点鎖線）によって、高沸点冷媒Ａ
を高温側凝縮器Ｃｄ１と高温側蒸発器Ｅｖ１とにわたっ
て循環させる高温側ヒートポンプ回路Ｋａが構成され、
低沸点冷媒Ｂの循環経路（破線）によって、低沸点冷媒
Ｂを低温側凝縮器Ｃｄ２と吸熱用の低温側蒸発器Ｅｖ２
とにわたって循環させる低温側ヒートポンプ回路Ｋｂが
構成されている。

【００３８】高温側蒸発器Ｅｖ１は、中継熱交換器８の
低圧気相冷媒通流部８ｂにて構成される回路間熱授受用
の蒸発器Ｅｖｓと、第二室内熱交換器２にて構成される
回路外吸熱用の蒸発器Ｅｖｍとに分割形成されている。
従って、冷房用の空気冷却手段Ｆは、回路外吸熱用の蒸
発器Ｅｖｍで構成されている。除湿用の空気冷却手段Ｄ
は、低温側蒸発器Ｅｖ２で構成されている。

【００３９】高温側凝縮器Ｃｄ１は、前記室外熱交換器
６にて構成される排熱用凝縮器Ｃｄｒと、再熱用の空気
加熱手段Ｈを構成する再熱用熱交換器２にて構成される
再熱用の凝縮器Ｃｄｓとに分割形成されている。従っ
て、再熱用の空気加熱手段Ｈは、高温側凝縮器Ｃｄ１の
一部にて構成されている。

【００４０】低沸点冷媒Ｂは、高温側凝縮器Ｃｄ１や高
温側蒸発器Ｅｖ１も通過しているので、それらの凝縮器
Ｃｄ１及び蒸発器Ｅｖ１においても、多少の吸放熱が行
われる。また、冷媒循環路の途中において冷媒Ａと分離
又は合流されることによっても、冷媒間における多少の
熱交換が行われることになる。しかし、それらの多少の
吸放熱及び熱交換を無視して、低温側凝縮器Ｃｄ２及び
低温側蒸発器Ｅｖ２における凝縮熱放出及び気化熱奪取
による吸放熱及び熱交換のみに着目すれば、低温側ヒー
トポンプ回路Ｋｂは、熱収支面において、高温側ヒート
ポンプ回路Ｋａとは独立したヒートポンプ回路を構成し
ている。従って、本実施例の混合冷媒ヒートポンプ回路
には、高温側ヒートポンプ回路Ｋａと低温側ヒートポン
プ回路Ｋｂとの、２つヒートポンプ回路が構成されてい
る。

【００４１】図２において、冷熱の流れについて説明す
ると、先ず、高温側ヒートポンプ回路Ｋａの高温側凝縮
器Ｃｄ１において、凝縮熱放出により、大気ＯＡから冷
熱が獲得される。高温側ヒートポンプ回路Ｋａにおいて
獲得された冷熱の一部は、回路外吸熱用の蒸発器Ｅｖｍ
にて使用され、第二空調対象域に対する冷房の用に供さ
れるが、残りは、回路間熱授受用の蒸発器Ｅｖｓにおい
て、気化熱奪取による低温側凝縮器Ｃｄ２からの温熱の
獲得に伴って、低温側ヒートポンプ回路Ｋｂに伝達され
る。

【００４２】低温側凝縮器Ｃｄ２において低温側ヒート
ポンプ回路Ｋｂに伝達された冷熱は、低温側蒸発器Ｅｖ
２における気化熱奪取による温熱の吸熱にともなって、
回路外の吸熱対象、すなわち、第一空調対象域への給気
ＳＡ１に対して放出され、第一空調対象域の冷却除湿の
用に供される。

【００４３】従って、中継熱交換器８は、回路間熱授受
用の蒸発器Ｅｖｓと低温側凝縮器Ｃｄ２とを相互に熱交
換させる中継熱授受手段として構成されている。

【００４４】次に、図３に示す冷房運転状態を説明す
る。冷房運転状態においては、低沸点冷媒Ｂは、全て受
液器１０の液溜め部に回収貯留され、高沸点冷媒Ａのみ
を、圧縮機Ｃｍｐによって循環させ、第一室内熱交換器
１及び第二室内熱交換器４の両方を、冷房用の蒸発器と
して機能させる形態としてある。

【００４５】圧縮機Ｃｍｐから吐出される高圧気相冷媒
Ａｈｇは、室外熱交換器６にて凝縮され、液相状態の高
沸点冷媒Ａｗのみが気液分離器Ｓｐを通過し、膨張弁ｅ
ｘｐ４及び膨張弁ｅｘｐ２によって、第一室内熱交換器
１及び第二室内熱交換器４に対して適宜流量分配、且
つ、減圧膨張され、低圧の気液二相状態の高沸点冷媒Ａ
ｗｇが、第一室内熱交換器１及び第二室内熱交換器４に
おいて同じ蒸発温度で蒸発された後、受液器１０、中継
熱交換器８、及び、気液分離器Ｓｐの前記冷媒路９を通
過して、圧縮機Ｃｍｐに帰還されるように構成されてい
る。

【００４６】図４に示すように、冷媒循環形態は、室外
熱交換器６を、大気ＯＡを放熱対象として、凝縮熱放出
による放熱に伴って冷熱を獲得する高温側凝縮器Ｃｄ１
として機能させ、第一室内熱交換器１及び第二室内熱交
換器４の両方を、給気ＳＡ１及びＳＡ２を吸熱対象とし
て、気化熱奪取による吸熱に伴って冷熱を放出する高温
側蒸発器Ｅｖ１として機能させる構成としてある。

【００４７】高温側蒸発器Ｅｖ１にて放出される冷熱
は、第一及び第二空調対象域の冷房の用に供される。従
って、高温側蒸発器Ｅｖ１、すなわち、第一室内熱交換
器１及び第二室内熱交換器４は、冷媒蒸発に伴う吸熱に
より温調対象空気を冷却温調する冷房用の空気冷却手段
Ｆとして機能している。

【００４８】次に、図５に示す暖房運転状態を説明す
る。暖房運転状態においても、低沸点冷媒Ｂは、全て受
液器１０の液溜め部に回収貯留され、高沸点冷媒Ａのみ
を圧縮機Ｃｍｐによって循環させ、第一室内熱交換器１
及び第二室内熱交換器４の両方を、暖房用の蒸発器とし
て機能させる形態としてある。

【００４９】圧縮機Ｃｍｐから吐出される高圧気相冷媒
Ａｈｇは、第一室内熱交換器１及び第二室内熱交換器４
に分配され凝縮される。分配比は、第一室内熱交換器１
及び第二室内熱交換器４の下流側に設けられている流量
調整弁ｖＲ３及びｖＲ４にて調整されている。第一室内
熱交換器１及び第二室内熱交換器４にて凝縮された液相
状態の高沸点冷媒Ａｗは、再び合流して気液分離器Ｓｐ
を通過し、膨張弁ｅｘｐ５によって減圧膨張され、低圧
の気液二相状態の高沸点冷媒Ａｗｇが室外熱交換器６に
て蒸発された後、低圧気相冷媒Ａｃｇが、受液器１０、
中継熱交換器８、及び、気液分離器Ｓｐの前記冷媒路９
を通過して、圧縮機Ｃｍｐに帰還されるように構成され
ている。

【００５０】図６に示すように、冷媒循環形態は、室外
熱交換器６を、大気ＯＡを吸熱対象として、気化熱奪取
により温熱を吸熱する高温側蒸発器Ｅｖ１として機能さ
せ、第一室内熱交換器１及び第二室内熱交換器４の両方
を、給気ＳＡ１及びＳＡ２を放熱対象として、凝縮熱放
出により温熱を放出する高温側凝縮器Ｃｄ１として機能
させる構成としてある。

【００５１】〔別実施例〕ヒートポンプ回路の構成は、
混合冷媒ヒートポンプ回路に限らず、いわゆる、複数種
の冷媒が、混合されることなく独立に循環される複元ヒ
ートポンプ回路により構成されても良い。

【００５２】また、中継熱授受手段は、中継熱交換器８
にて構成される場合に限らず、適宜変更できる。例え
ば、高沸点冷媒Ａ及び低沸点冷媒Ｂの間に沸点温度が位
置する、第三の中沸点冷媒を含む三種以上の複数の冷媒
が冷媒が循環され、中沸点冷媒のヒートポンプ回路にて
構成されても良い。また、複数の中沸点冷媒のヒートポ
ンプ回路にて、多段に構成されても良い。

【００５３】冷房用の空気冷却手段Ｆは、給気ファン５
により給気ＳＡ２が通風され、ダクト式により第二空調
対象域に送給されるものに限らず、第二室内熱交換器４
が空調対象域内に設けられて、空調対象空気を直接加熱
するように構成されても良い。

【００５４】回路外の放熱源は、大気ＯＡに限らず、適
宜変更できる。温調対象空気、及び、除湿対象空気は、
第一空調対象域への給気ＳＡ１及び第二空調対象域への
給気ＳＡ２に限らず、他の気体、液体、熱伝達媒体（装
置）、又は、対象物など、適宜変更可能である。また、
温調対象及び除湿対象は、上述の実施例のように、第一
空調対象域と第二空調対象域とに分離されている必要は
なく、同一空気や同一の対象でも良い。

【００５５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】空調装置の除湿冷房運転状態の回路構成を示す
構成図

【図２】除湿冷房運転状態の冷媒の循環形態を示す説明
図

【図３】空調装置の冷房運転状態の回路構成を示す構成
図

【図４】冷房運転状態の冷媒の循環形態を示す説明図

【図５】空調装置の暖房運転状態の回路構成を示す構成
図

【図６】暖房運転状態の冷媒の循環形態を示す説明図

【符号の説明】

Ａ 高沸点冷媒 Ｂ 低沸点冷媒 Ｃｄ１ 高温側凝縮器 Ｃｄ２ 低温側凝縮器 Ｃｍｐ 共通圧縮機 Ｄ 除湿用の空気冷却手段 Ｅｖｍ 回路外吸熱用の蒸発器 Ｅｖｓ 回路間熱授受用の蒸発器 Ｅｖ１ 高温側蒸発器 Ｅｖ２ 低温側蒸発器 Ｆ 冷房用の空気冷却手段 Ｋａ 高温側ヒートポンプ回路 Ｋｂ 低温側ヒートポンプ回路 ８ 中継熱授受手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２５Ｂ 7/00 Ａ 29/00 ３９１ Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷媒蒸発に伴う吸熱により温調対象空気
   を冷却温調する冷房用の空気冷却手段（Ｆ）と、冷媒蒸
   発に伴う吸熱により除湿対象空気を冷却して水分除去す
   る除湿用の空気冷却手段（Ｄ）とを設けたヒートポンプ
   式の空調除湿装置であって、 高沸点冷媒（Ａ）を放熱用の高温側凝縮器（Ｃｄ１）と
   高温側蒸発器（Ｅｖ１）とにわたって循環させる高温側
   ヒートポンプ回路（Ｋａ）、及び、低沸点冷媒（Ｂ）を
   低温側凝縮器（Ｃｄ２）と低温側蒸発器（Ｅｖ２）とに
   わたって循環させる低温側ヒートポンプ回路（Ｋｂ）を
   設け、 前記高温側蒸発器（Ｅｖ１）を回路間熱授受用の蒸発器
   （Ｅｖｓ）と回路外吸熱用の蒸発器（Ｅｖｍ）とに分割
   形成し、 前記冷房用の空気冷却手段（Ｆ）は前記回路外吸熱用の
   蒸発器（Ｅｖｍ）で構成し、 前記除湿用の空気冷却手段（Ｄ）は前記低温側蒸発器
   （Ｅｖ２）で構成し、 前記回路間熱授受用の蒸発器（Ｅｖｓ）と前記低温側凝
   縮器（Ｃｄ２）とを相互に熱交換させる中継熱授受手段
   （８）を設けたヒートポンプ式の空調除湿装置。
2. 【請求項２】 前記除湿用の空気冷却手段（Ｄ）にて冷
   却除湿された空気を加熱する再熱用の空気加熱手段
   （Ｈ）を設け、その再熱用の空気加熱手段（Ｈ）は、前
   記高温側凝縮器（Ｃｄ１）の一部にて構成されている請
   求項１記載のヒートポンプ式の空調除湿装置。
3. 【請求項３】 前記高温側ヒートポンプ回路、及び、低
   温側ヒートポンプ回路は、高沸点冷媒（Ａ）と低沸点冷
   媒（Ｂ）とを混合状態で吸入吐出する共通圧縮機（Ｃｍ
   ｐ）により冷媒循環させる構成としてある請求項１又は
   ２記載のヒートポンプ式の空調除湿装置。