专利名称：除湿空调系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用除湿剂的空调系统，特别涉及采用热泵作为再生空气的加热和处理空气冷却用热源的空调系统。
背景技术：
图11表示空调系统，该空调系统中，把吸收热泵(200标记为HP)作为热源机，并组合了采用除湿剂的空调机即所谓的除湿空调机。
该空调系统具有处理空气的通路A和再生空气的通路B。处理空气的通路A是被除湿回转体103吸付水分后的处理空气的通路。再生空气的通路B是被加热源加热后、通过上述水分吸付后的除湿回转体103，脱去除湿剂中的水分使其再生的再生空气的通路。在吸付了水分的处理空气与除湿回转体103再生前并被加热源加热前的再生空气之间，有带显热热交换器104的空调机和热泵200，把热泵200的高热源作为加热源，用加热器120加热上述空调机的再生空气，进行除湿剂的再生，同时，把上述热泵的低热源作为冷却热源，用冷却器115进行上述空调机的处理空气的冷却。
该空调系统中，热泵同时进行除湿空调机的处理空气的冷却和再生空气的加热，借助从外部加在热泵上的驱动能，使热泵产生处理空气的冷却效果，再借助热泵的作用，用从处理空气中吸收的热和热泵驱动能的总和，进行除湿剂的再生，所以，从外部施加的驱动能有多重效果，可得到高的节能效果。
采用电动式热泵例如蒸气压缩式热泵作为该空调装置的热源热泵时，为了达到减低夏季白天的电力消费、利用便宜的深夜电力节约运转成本的目的，如已往通常的空调装置那样，还设有蓄热装置。图12所示的空调装置即出于该目的，把内藏蓄热装置的热源机和所谓的除湿空调机结合起来。
如图12所示，这种空调系统中，有蓄热功能的热源机300，具有再生空气加热用的高温蓄热槽310和冷却处理空气用的低温蓄热槽330。在夜间的蓄热运转时，使热媒体循环系统和致冷媒体循环系统运转。上述热媒体循环系统由压缩机360、冷凝器320、膨张阀350、由蒸气器340构成的热泵200、泵312、通路313、冷凝器320、通路314、高温蓄热槽310、通路311形成。上述致冷媒体循环系统由泵332、通路333、蒸发器340、通路334、低温蓄热槽330、通路331形成。从低温蓄热槽330吸取热后移送到高温蓄热槽310，这样同时地蓄积冷热和暖热。
另一方面，在白天的利用蓄热的空调运转时，除了上述蓄热运转时进行的、热泵和热源侧的冷热移送媒体循环系统的运转外，还使空调机侧的热媒体循环系统和空调机侧的致冷媒体循环系统运转。该空调机侧的热媒体循环系统由泵315、通路316、高温蓄热槽310、通路122、加热器120、通路123形成。上述空调机侧的致冷媒体循环系统由泵335、通路336、低温蓄热槽330、通路117、冷却器115、通路118形成。利用冷热和暖热二者的蓄热，供给空调负荷的一部分，可进行白天的节约电力的空调运转，而且，由于在夜间可同时地蓄积冷热和暖热，因此，不把热全放出到外部，可防止夜间的热污染，即防止城市的热岛化。
但是，在图13的湿空气线图所示的夏季标准空调条件下，为了实现除湿空调的循环，各热交换器和蓄热槽必须具有通过传热来移送热的温度差，必须使高温侧的热源温度高于除湿剂再生前(状态T70℃)的再生空气温度，并且必须使低温侧的热源温度低于加湿器前(状态N19℃)处理空气温度，因此，存在着在蓄热运转时热泵的温度上升异常高的问题。
下面用具体事例进行说明。
除湿空调的空气侧的循环，在夏季的气候条件下，呈以下的状态变化，形成循环。即，被空调的室内101的空气(处理空气状态K27℃、10.8g/kg)经过通路107被送风机102吸引并升压，再经过通路108送到除湿回转体103，被除湿回转体的吸湿剂例如硅胶等吸付空气中的水分后，绝对湿度降低并且空气的温度因吸付热而上升(状态L45℃、5.8g/kg)。该湿度降低而温度上升了空气经过通路109被送到显热热交换器104，与外气(再生空气)进行热交换后被冷却(状态M33℃)。
冷却后的空气经过通路110被送到冷水热交换器(冷却器)115，进一步被冷却(状态N.19℃)。该被冷却后的空气经过通路111被送到加湿器105，用喷射或气化加湿方式在等焓(ェソタル ピ)过程中使温度降低(状态P)，经过通路112返回空调空间101。这样，在室内的回气(状态K)与给气(状态P)之间产生热函差ΔQ，进行空调空间101的制冷。除湿剂的再生如下地进行。再生用的外气(OA状态Q30℃、19g/kg)经过通路124被送风机140吸引并升压后，送到显热热交换器104，将处理空气冷却后自身温度上升(状态R42℃)，经过通路125流入下一个显热热交换器121，与再生后的高温空气进行热交换后温度上升(状态S50℃)。从显热热交换器121出来的再生空气经过通路126流入热水热交换器(加热器)120，被热水加热，温度上升到70℃，相对湿度降低(状态T)。相对湿度降低了的再生空气，通过除湿回转体103脱去除湿回转体的水分(状态U52℃、.28.5g/kg)。通过了除湿回转体103的再生空气，经过通路128流入显热热交换器121，与从显热热交换器104出来的再生前再生空气进行热交换，自身温度降低(状态V)后经过通路129作为排气放到外部。这样，反复地进行除湿剂的再生和处理空气的除湿、冷却，进行除湿空调。
图14表示在图12所示的具有蓄热槽的空调系统中，把处理空气从33℃冷却到19℃所需的低热源的温度关系。
从图14可知，冷却处理空气用的空调机侧的热媒体(冷水)，设温度效率为75％时，冷水入口温度必须比再生空气出口低4℃，即必须为15℃。另外，低温蓄热媒体为了从该空调机侧的致冷媒体(冷水)夺取热，低温蓄热媒体的相变化温度必须比该致冷媒体(冷水)低3℃，即为12℃。另外，在蓄热运转中，热源侧的低热媒体(冷水)为了从低温蓄热媒体中夺取热，热源侧的低热媒体(冷水)的入口温度必须比低温蓄热媒体的相变化温度低7℃，即为5℃。另外，热源热泵200为了从热源侧的致冷媒体(冷水)中夺取热，热源热泵200的蒸发温度必须比热源侧的致冷媒体(冷水)入口温度高2℃，即为3℃。这样，热源热泵200的蒸发温度比处理空气的冷却后温度即19℃低16℃，即为3℃。
同样地，图15表示使再生空气从50℃升温到70℃所需的热源的温度关系。从图15可知，加热再生空气用的空调机侧的热媒体(热水)，设温度效率为75％时，热水入口温度必须比再生空气出口高7℃，即为77℃。另外，为从蓄热媒体把热传递到该空调机侧的热媒体(热水)，蓄热媒体的相变化温度必须比该热媒体(热水)高3℃，即为80℃。另外，在蓄热运转中，为了从热源侧的热媒体(温水)把热传递给蓄热媒体，热源侧的热媒体(热水)的入口温度必须比蓄热媒体的相变化温度高7℃，即为87℃。另外，为了从热源热泵200把热传递给热源侧的热媒体(温水)，热源热泵200的冷凝温度必须比热源侧的热媒体(热水)入口温度高2℃，即为89℃。这样，热源热泵200的冷凝温度，比再生空气的最高温度即70℃高19℃，即为89℃。
这样，图12的空调系统中，为了蓄热，需要用3℃的蒸发温度和89℃的冷凝温度使热泵运转，从而热泵200的温度上升极高，为86℃，导致效率降低，不能采用通常的空调用压缩机，存在着成本提高的问题。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种除湿空调系统。该除湿空调系统中，用电动式热泵作为热源，还可设置蓄热装置，可利用便宜的深夜电力，并且，无论是在蓄热运转中、或者是在利用蓄热的除湿空调运转中，都可以将作为热源的热泵的温度上升抑制成较低的，提高使用系数，提高整个空调系统的能量效率，降低运转成本，减少白天的电力消费，而且在夜间的蓄热运转中，向外气的散热最小。
发明的公开权利要求1记载的除湿空调系统，其具有形成蒸气压缩式热泵循环的热泵，具有处理空气的通路和再生空气的通路，上述处理空气被除湿剂吸付了水分由热泵的低热源冷却，上述再生空气被热泵的高热源加热后，通过吸付了水分的除湿剂，脱去除湿剂中的水分使其再生，处理空气和再生空气交替地流过除湿剂，其特征在于，
设有由上述热泵的低热源冷却处理空气的致冷媒体循环通路，并且设有由上述热泵的高热源加热再生空气的热媒体循环通路，还设有第1蓄热装置和第2蓄热装置，第1蓄热装置用于冷却被上述热泵的低热源冷却前的致冷媒体，第2蓄热装置用于加热被上述热泵的高热源加热前的热媒体，上述热泵把第1蓄热装置作为低热源、把第2蓄热装置作为高热源地动作，由该热泵往第1和第2蓄热装置中蓄热。
这样，除湿空调的处理空气和再生空气的传热过程，是空气的显热变化。利用这一点，把蓄热装置负担的处理空气的冷却过程，作为温度高的部分，把蓄热装置负担的再生空气的加热过程作为温度低的部分，通过减少各蓄热装置的温度差，可减少蓄热运转所需的热泵的温度上升。因此，在以电动式热泵为热源的除湿空调系统内可设置蓄热槽，可利用便宜的深夜电力，并且，在蓄热运转时也利用蓄热的除湿空调系统中，也可抑制作为热源的热泵的温度上升，提高使用系数，提高整个空调系统的能量效率，这样，运转成本降低，白天电力消耗少，并且，夜间的蓄热运转中向外气放热最少。
权利要求2记载发明，是在权利要求1记载的除湿空调系统中，其特征在于，设有第1致冷媒体循环通路和第2致冷媒体循环通路，第1致冷媒体循环通路在第1蓄热装置、热泵的低热源热交换器和冷却处理空气的热交换器中循环，第2致冷媒体循环通路在第1蓄热装置、热泵的低热源热交换器中循环；可选择地切换第1致冷媒体循环通路和第2致冷媒体循环通路；还设有第1热媒体循环通路和第2热媒体循环通路，第1热媒体循环通路在第2蓄热装置、热泵的高热源热交换器和加热再生空气用的热交换器中循环，第2热媒体循环通路在第2蓄热装置和热泵的低热源热交换器中循环；可选择地切换第1热媒体循环通路和第2热媒体循环通路，放出蓄热的运转时，选择在第1致冷媒体循环通路和第1热媒体循环通路中循环的通路，使热移送媒体活动；蓄热运转时，选择在第2致冷媒体循环通路和第2热媒体循环通路中循环的通路，使热移送媒体流动。
这样，用第1及第2致冷媒体循环通路和第1及第2热媒体循环通路连接热泵、第1或第2蓄热装置和除湿空调装置，通过运转控制，可对应蓄热运转或蓄热放出运转等多种运转形态。
权利要求3记载的发明，是在权利要求1或2记载的除湿空调系统中，其特征在于，用若干个循环构成热泵，热泵的低热源在致冷热媒体循环通路下流侧，该热泵的高热源在热媒体循环通路的上流侧，这样构成致冷媒体循环通路和温热媒体循环通路。
权利要求4记载的发明，是在权利要求1或2记载的除湿空调系统中，其特征在于，用2个以上的循环构成热泵，在各致冷媒体通路内和热媒体通路内，将各自的低热源和高热源相对于流动方向顺逆地配置。
这样，除湿空调装置的处理空气和再生空气的冷却·加热时的温度变化是显热变化，利用温度变化大这一点，将热泵分割为若干个热泵循环，将温度低的低热源和温度低的高热源组合，构成循环，将温度高的低热源和温度高的高热源组合构成循环，这样可减低各热泵的温度上升，节省能量。
权利要求5记载的发明，是在权利要求1至4中任一项记载的除湿空调系统中，其特征在于，以13至23℃潜热变化的潜热蓄热材料内藏于第1蓄热装置，以65至75℃潜热变化的潜热蓄热材料内藏于第2蓄热装置。
这样，通过把潜热蓄热材料内藏于蓄热装置内部，蓄热装置的蓄热密度增高，可使装置小型化。
权利要求6记载的除湿空调系统，具有形成蒸气压缩式热泵循环的第1热泵，有处理空气的通路和再生空气的通路，该处理空气被除湿剂吸付水分后被该第1热泵的低热源冷却，该再生空气被第1热泵的高热源加热后通过上述吸付了水分的除湿剂，脱去除湿剂中的水分使其再生，处理空气和再生空气交替流过除湿剂；其特征在于，设有第1蓄热装置和第2蓄热装置，第1蓄热装置用于冷却被第1热泵的低热源冷却前的处理空气，第2蓄热装置用于加热被第1热泵的高热源加热前的再生空气，第2热泵把该第1蓄热装置作为低热源、把第2蓄热装置作为高热源地动作，借助该第2热泵，往第1和第2蓄热装置内蓄热。
这样，除湿空调的处理空气和再生空气的传热过程是空气的显热变化，利用这一点，把蓄热装置负担的处理空气的冷却过程，作为温度高的部分，把蓄热装置负担的再生空气的加热过程，作为温度低的部分，通过减少各蓄热装置的温度差，可减少蓄热运转所需的热泵的温度上升。因此，以电动式热泵作为热源的除湿空调系统中，可以设置蓄热装置，可利用便宜的深夜电力，并且，在蓄热运转时也利用蓄热的除湿空调系统中，可抑制作为热源的热泵的温度上升，提高使用系数，提高整个空调系统的能量效率。这样，运转成本降低，而且白天的电力消耗少，夜间蓄热运转中向外气散热最少。
权利要求7记载的发明，是在权利要求6记载的除湿空调系统中，其特征在于，设有第1致冷媒体循环通路、第1热媒体循环通路、第2致冷媒体循环通路、第2热媒体循环通路；第1致冷媒体循环通路取出第1蓄热装置的冷热，导入与处理空气进行热交换的热交换器，冷却处理空气；第1热媒体循环通路取出第2蓄热装置的热，导入与再生空气进行热交换的热交换器，加热再生空气；第2致冷媒体循环通路从第2热泵的蒸发器取出冷热，送到第1蓄热装置；第2热媒体循环通路从第2热泵的冷凝器中取出热，送到第2蓄热装置；蓄热运转时，使第2热泵运转，使热移送媒体在第2致冷媒体循环通路和第2热媒体循环通路中流动；放出蓄热的运转时，使第2热泵停止，使热移送媒体在第1致冷媒体循环通路和第1热媒体循环通路中流动。
这样，用第1至第2致冷媒体循环通路和第1至第2热媒体循环通路连接第2热泵、第1至第2蓄热装置和除湿空调装置，通过运转控制，可对应蓄热运转或蓄热放出运转等多种运转形态。
权利要求8记载的发明，是在权利要求6或7记载的除湿空调系统中，其特征在于，第2热泵形成蒸气压缩式热泵循环，第1和第2热泵共用压缩机。
这样，用一个压缩机兼用作第1和第2热泵的压缩机，可节省成本。
权利要求9记载的发明，是在权利要求6至8中任一项记载的除湿空调系统中，其特征在于，第1蓄热装置中内藏着以16至26℃潜热变化的潜热蓄热材料，第2蓄热装置中内藏着以62至72℃潜热变化的潜热蓄热材料。
这样，通过把潜热蓄热材料内藏于蓄热装置内部，蓄热装置的蓄热密度增高，可使装置小型化。
第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用石蜡类n-十六烷(n-HexadecaneC16H34)。
第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用至少以醋酸钾作为溶质的水溶液。
第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用至少含有氯化钙·六水合盐、氯化镁·六水合盐和溴化镁·六水合盐的混合物。
第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用至少含有氯化钙·六水合盐和硝酸镍·六水合盐的混合物。
第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用至少含有氯化钙·六水合盐和硝酸铁·九水合盐的混合物。
第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用至少含有磷酸氢二钠·十二水合盐的混合物。
第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用至少含有硫酸钠·十水合盐和碳酸钠的混合物。
第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用至少含有硫酸钠·十水合盐和氨基甲酸铵的混合物。
第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用分子量5400至6600的聚乙二醇。
第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用硬脂酸。
第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用联苯。
权利要求5记载的除湿空调系统中，第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用碳原子数为30至35的n-石蜡权利要求9记载的除湿空调系统中，第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用碳原子数为29至33的n-石蜡权利要求9记载的除湿空调系统中，第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，可采用软脂酸。
这样，通过采用各种潜热蓄热材料，可对除湿空调的热源提供蓄热密度高的蓄热装置。
附图的简单说明图1是表示本发明第1实施例之除湿空调系统基本构造的图。
图2是表示本发明第1实施例的处理空气、潜热蓄热材料、致冷媒体和热泵的作动温度与热函(ェンタルピ)变化关系的图。
图3是表示本发明第1实施例的再生空气、潜热蓄热材料、温热媒体和热泵的作动温度与热函变化关系的图。
图4是表示本发明第2实施例之除湿空调系统的基本构造的图。
图5是表示本发明第2实施例的处理空气、潜热蓄热材料、冷热媒体和热泵的作动温度与热函变化关系的图。
图6是表示本发明第2实施例的再生空气、潜热蓄热材料、温热媒体和热泵的作动温度与热函变化关系的图。
图7是表示本发明第3实施例之除湿空调系统基本构造的图。
图8是表示本发明第3实施例的处理空气和各部温度与热函变化关系的图。
图9是表示本发明第3实施例的再生空气和各部温度与热函变化关系的图。
图10是表示本发明第4实施例之除湿空调系统基本构造的图。
图11是表示现有的组合着除湿空调机的空调系统的图。
图12是表示将热源机和图11的除湿空调机组合起来的空调装置的图。
图13是表示图12之除湿空调装置的动作的湿空气线图。
图14是表示图12的除湿空调装置冷却处理空气所需的低热源的温度关系的图。
图15是图12的除湿空调装置升温再生空气所需的热源的温度关系的图。
实施发明的最佳形态下面，参照
本发明除湿空调系统的实施例。图1是表示本发明第1实施例之除湿空调系统基本构造的图。该实施例中，用2个热媒体通路与热源机300连接的除湿空调机如下述地构成。即，除湿回转体103与图12中所述同样地，除湿剂横跨处理空气通路A和再生空气通路B双方，以预定的周期旋转。处理空气通路A通过回气导入用送风机102的吸入口和通路107与空调空间连接，送风机102的排出口通过通路108与第1区间连接，该第1区间进行除湿回转体103的水分吸付工序，除湿回转体103的处理空气出口通过通路109与显热交换器104连接，该显热交换器104与再生空气有热交换关系。显热交换器104的处理空气出口通过通路110与冷却器115连接，该冷却器115与热源机300的致冷媒体(冷水)进行热交换。冷却器115的处理空气出口通过通路111与加湿器105连接，加湿器105的处理空气出口通过通路112与作为给气口的处理空气出口连接，这样形成处理空气的循环。
再生空气通路B，通过通路124与作为再生空气的外气导入用送风机140的吸入口连接，送风机140的排出口与显热交换器104连接，该显热交换器104与处理空气有热交换关系。显热交换器104的再生空气出口与显热交换器121的低温流体侧通路连接，该显热交换器121与除湿剂再生后的再生空气有热交换关系。显热热交换器121的低温侧再生空气的出口通过通路126与加热器120连接，该加热器120与热源机300的热媒体(热水)进行热交换。加热器120的再生空气出口通过通路127与第2区间连接，该第2区间进行除湿回转体103的再生空气的再生工序。进行除湿回转体103的再生空气的再生工序的第2区间的再生空气出口，通过通路128与显热交换器121的高温流体侧通路连接，显热交换器121的高温流体侧通路出口通过通路129与外部空间连接，形成从外部取入再生空气、向外部排气的循环。
图中，圆圈中的字母D～V，是表示与图13对应的空气状态的标记。横越处理空气通路A和再生空气通路B双方以预定周期旋转的除湿剂，与已往例同样地分割为第1区间和第2区间，第1区间通过通路108、109与处理空气通路A连接，进行水分吸付工序。第2区间通过通路127、128与再生空气通路B连接，进行再生空气的再生工序。除湿剂经过经1区间、第2区间返回第1区间。
这样构成了除湿空调机，该除湿空调机和热源机300由第1致冷媒体循环通路和第1热媒体循环通路连接。第1致冷媒体循环通路在第1蓄热槽330、热泵200的低热源热交换器(蒸发器)340和冷却处理空气的热交换器(冷却器)115中循环。第1热媒体循环通路在第2蓄热槽310、热泵200的高热源热交换器(冷凝器)320和加热再生空气用的热交换器120中循环。
有蓄热功能的热源机300，具有冷却处理空气用的第1蓄热槽(低温蓄热槽)330和再生空气加热用的第2蓄热槽(高温蓄热槽)310。还有热源用的热泵200，该热泵200是由压缩机360、冷凝器320、膨张阀350、蒸发器340构成的蒸气压缩式热泵。在蒸发器340中，低压的冷媒湿蒸气与第1蓄热槽330下流侧的致冷媒体进行热交换，在冷凝器320中，高压的冷媒蒸气与第2蓄热槽310下流侧的热媒体进行热交换，这样形成循环。本实施例中，考虑到本热泵200的温度上升较高，将膨张阀形成为2级(350、351)，在中间设置节热器370，构成把由中间压力自身蒸发产生的冷媒蒸气吸入压缩机中间的所谓节热器循环。
设置第1致冷媒体循环通路和第2致冷媒体循环通路，该第1致冷媒体循环通路在泵383、通路384、第1蓄热槽330、通路385、热泵200的低热源热交换器(蒸发器)340、通路386、三通阀387、通路117、冷却处理空气用的热交换器115、通路118、三通阀381和通路382中循环；第2致冷媒体循环通路在泵383、通路384、第1蓄热槽330、通路385、热泵200的低热源热交换器(蒸发器)340、通路386、三通阀387、通路388、三通阀381、通路382中循环。通过三通阀381、387的操作，可选择地切换第1致冷媒体循环通路和第2致冷媒体循环通路。并且，设置第1热媒体循环通路和第2热媒体循环通路，第1热媒体循环通路在泵363、通路364、第2蓄热槽310、通路365、热泵200的高热源热交换器(冷凝器)320、通路366、三通阀367、通路122、加热再生空气用的热交换器(加热器)120、通路123、三通阀361、通路362中循环；第2热媒体循环通路在泵363、通路364、第2蓄热槽310、通路365、热泵200的低热源热交换器(冷凝器)320、通路366、三通阀367、通路368、三通阀361、通路362中循环。通过三通阀361、367的操作，可选择地切换第1热媒体循环通路和第2热媒体循环通路。在放出蓄热的运转时，与图1同样地，使通路386与117连通、通路118与382连通地切换三通阀381、387；使通路366与122连通、通路123与362连通地切换三通阀361、367；选择在第1致冷媒体循环通路和第2热媒体循环通路中循环的通路，使热移送媒体流动。在蓄热运转时，与图1相反地，使通路386与388连通、通路388与382连通地切换三通阀381、387，使通路366与368连通、通路368与362连通地切换三通阀361、367，选择在上述第2致冷媒体循环通路和第2热媒体循环通路中循环的通路，使热移送媒体流动。
通过这样的构造，利用除湿空调的处理空气和再生空气的传热过程是空气的显热变化这一点，把蓄热槽所负担的处理空气的冷却过程作为温度高的部分，把蓄热槽所负担的再生空气的加热过程作为温度低的部分。
在第1蓄热槽(低温蓄热槽)330内，内藏着潜热蓄热材料，该潜热蓄热材料与上述冷热媒体进行热交换，达到13至23℃以上时，发生潜热变化，例如从固体融解为液体，从致冷媒体中吸收热。并且，在第2蓄热槽(高温蓄热槽)310内，内藏着潜热蓄热材料，该潜热蓄热材料与上述热媒体进行热交换，达到65℃至75℃以下时，发生潜热变化，例如从液体凝固为固体，向热媒体放出热。
该潜热蓄热材料，在公知文献(例如，日本制冷协会“制冷”、VoI.71、No.823；能源学会“能源储藏系统”、1992年大阪；蓄热·增热技术委员会“蓄热·增热技术”IPC(ァィピ-シ-)、东京、1985年；产业技术审议会·节能技术开发部会、超热泵·能量集积系统研究开发评价报告书、新能源·产业技术开发机构；燃料·储藏开发室、东京、1993年等)中介绍有以下各种。
(1)烷烃类n-十六烷(n-HexadecaneC16H34)，融解温度为18.2℃，融解热为229kJ/kg。
(2)至少以醋酸钾作为溶质的水溶液，融解温度为15～26℃。
(3)至少含有氯化钙·六水合盐、氯化镁·六水合盐和溴化镁·六水合盐的混合物，融解温度为19～21℃。
(4)至少含有氯化钙·六水合盐和硝酸镍·六水合盐的混合物，融解温度为10～30℃。
(5)至少含有氯化钙·六水合盐和硝酸铁·九水合盐的混合物，融解温度为10～30℃。
(6)至少含有磷酸氢二钠·十二水合盐的混合物，融解温度为15～35℃。
(7)至少含有硫酸钠·十水合盐和碳酸钠的混合物，融解温度为～23℃。
(8)至少含有硫酸钠·十水合盐和铵基甲酸铵的混合物，融解温度为22～27℃。
(9)碳原子数为30至35的n-烷烃，融解温度为65.7～74.6℃，碳原子数为29至33的n-石蜡，融解温度为63.5～71.8℃。
(10)分子量公称6000的聚乙二醇，融解温度为66℃，融解热为190kJ/kg。
(11)硬脂酸，融解温度是71℃，融解热是203kJ/kg。
(12)联苯，融解温度是71℃，融解热是119kJ/kg。
(13)软脂酸，融解温度是63℃，融解热是187kJ/kg。
下面，参照图2至图3说明该构造之除湿空调系统的作用。
图2是表示本发明第1实施例中处理空气、潜热蓄热材料、致冷媒体、热泵200的工作温度与热函变化关系的图。图3是表示本发明第1实施例中再生空气、潜热蓄热材料、热媒体、热泵200的工作温度与热函变化关系的图。图2和图3中，为了便于理解其作用，用各潜热变化温度的中间值代表潜热蓄热材料的潜热变化温度，低温用是18℃，高温用是70℃。但实用上也可以采用在上述范围温度内相变化的材料，也能得到本发明的效果。
先说明利用深夜电力的、热源机300的蓄热运转时的作用。该运转形态中，使热泵200运转，使通路386与388连通、通路388与382连通地切换三通阀381、387，使通路366与368连通、通路368与362连通地切换三通阀361、367，选择在第2致冷媒体徨循环通路和第2热媒体循环通路中循环的通路，使热移送媒体流动。使压缩机360、泵383和泵363运转，使第2致冷媒体循环通路和第2热媒体循环通路作动。上述第2致冷媒体循环通路在泵383、通路384、第1蓄热槽330、通路385、热泵200的低热源热交换器(蒸发器)340、通路386、三通阀387、通路388、三通阀381、通路382中循环。上述第2热媒体循环通路在泵363、通路364、第2蓄热槽310、通路365、热泵200的低热源热交换器(冷凝器)320、通路366、三通阀367、通路368、三通阀36、通路362中循环。
通过该运转，热泵200的作用是，在蒸发器340中，冷却第2致冷媒体通路的冷水，在蒸发器340中被冷却了的冷水，冷却低温蓄热槽330内的潜热蓄热材料，当温度降低到18℃以下时，使潜热蓄热材料凝固，同时，在冷凝器320中，加热第2热媒体通路的热水，在冷凝器320中被加热了的热水，加热高温蓄热槽310内的潜热蓄热材料，当温度上升到70℃以上时，使潜热蓄热材料融解。该潜热蓄热材料的相变化温度，如后所述，根据白天的空调运转条件如下地设定。
即，该实施例中，设蓄热槽对处理空气的冷却量为全冷却量的一半，设冷水的温度变化与处理空气相同即14℃，求与处理空气进行热交换的冷水的温度变化。设温度效率约为75％，冷水的出入口温度差为14℃，冷水以入口14℃的温度与处理空气进行热交换，出口温度成为28℃，所以第1蓄热槽出口的冷水温度，为其中间值即21℃。再求具有该冷却效果的潜热蓄热材的相变化温度时，设温度效率为75％，设冷水的出入口温度差为7℃，求相变化温度，结果为18℃。同样地，设蓄热槽对再生空气的加热量为全加热量的一半，设热水的温度变化与再生空气相同即20℃，求与再生空气进行热交换的热水的温度变化，设温度效率为75％，设冷水的出入口温度差为20℃，热水以入口57℃的温度与再生空气进行热交换，出口温度成为77℃，所以第2蓄热槽出口的热水温度，为其中间值即67℃。求具有该加热效果的潜热蓄热材的相变化温度时，设温度效率为75％，冷水的出入口温度差为10℃，求相变化温度，结果为70℃。
这样，把18℃的冷热和70℃的热同时蓄积在低温蓄热槽330和高温蓄热槽310内，这时，所需的热泵200的蒸发温度如图2所示，设各热交换器的温度效率为75％，如果第2致冷媒体通路(冷水系统)的蓄热槽出入口温度差为5℃，则蓄热槽入口温度为11℃，蒸发温度为9℃。另一方面，热泵200的冷凝温度如图3所示，设各热交换器的温度效率为75％时，如果第2热媒体通路(热水系统)的蓄热槽出入口温度差为5℃，则蓄热槽入口温度为77℃，冷凝温度为79℃。因此，第2热泵的循环动作，是以蒸发温度9℃，冷凝温度79℃，温度上升70℃的状态运转。
下面，说明白天利用蓄热进行除湿空调(所谓的冷气)运转时的作用。在进入该运转前，先进行上述的蓄热运转，在第1蓄热槽(低温蓄热槽)330内，蓄积以18℃相变化的潜热为主体的冷热。在第2蓄热槽(高温蓄热槽)310内，蓄积以70℃相变化的潜热为主体的热。该运转形态中，使除湿空调机侧的各送风机102、140运转，同时在热源机300侧，使热泵200的压缩机360运转，使泵383和363运转，使致冷致热媒体分别在连接热源机300与空调机的2个热媒体通路即第1致冷媒体循环通路和第1热媒体循环通路中循环。该第1致冷媒体循环通路在泵383、通路384、第1蓄热槽330、通路385、热泵200的低热源热交换器(蒸发器)340、通路386、三通阀387、通路117、冷却处理空气用的热交换器115、通路118、三通阀381和通路382中循环。该第1热媒体循环通路在泵363、通路364、第2蓄热槽310、通路365、热泵200的高热源热交换器(冷凝器)320、通路366、三通阀367、通路122、加热再生空气用的热交换器(加热器)120、通路123、三通阀361、通路362中循环。
下面，说明该运转中的热泵200部分的循环。冷媒在被低热源热交换器(蒸发器)340从被第1蓄热槽330冷却了的冷水中夺取蒸发潜热并蒸发，接着被压缩机360吸引压缩，再流入高热源热交换器(冷凝器)320，冷媒的过热蒸气的显热和冷凝潜热，放出到被第2蓄热槽310加热后的热水中，再到达第1膨张阀350，减压膨张后流入节热器370，自身蒸发产生的蒸气被吸入压缩机360的中间段，接着到达第2膨张阀351，在这里减压膨张后还流到蒸发器340。
下面，参照图13的湿空气线图，说明上述构造的把热泵200和蓄热槽作为热源的除湿空调装置的动作。
导入的回气(处理空气状态K)经过通路107被送风机102吸引并升压，再经过通路108送到进行除湿回转体103的水分吸付工序的第1区间，空气中的水分被除湿回转体103的吸湿剂吸付，绝对湿度降低，同时空气因吸付热而温度上升(状态L)。湿度降低而温度上升了的空气，经过通路109被送到显热热交换器104，与再生空气进行热交换后被冷却(状态M)。冷却后的空气经过通路110被送到冷却器115，进一步被来自热源机300的冷水冷却(状态N)。该被冷却后的处理空气被送到加湿器105，借助喷射或气化式加湿在等焓过程中温度降低(状态P)，再经这通路112作为给气返回空调空间。
除湿回转体的再生如下地进行。作为再生空气使用的外气(状态Q)经过通路124被送风机140吸引并升压后，送到显热热交换器104，把被除湿剂吸付了水分后的处理空气(状态L)冷却而自身温度上升(状态R)后，被送到显热热交换器121，与除湿再生后的再生空气(状态U)进行热交换后，温度进一步上升(状态R)，经过通路126被送到加热器120，被来自热源机300的热水加热(状态T)。
从冷凝器220出来的再生空气，通过进行除湿回转体103的再生空气的再生工序的第2区间，除去除湿回转体的水分、进行再生作用(状态U)。通过了除湿回转体103后的再生空气(状态U)，经过通路128被送到显热热交换器121，与上述除湿再生前的再生空气进行热交换后温度降低(状态V)，经过通路129作为排气放到外部。
这样，反复进行除湿剂的再生和处理空气的除湿、冷却，可进行除湿空调。本实施例中，通过设置第1蓄热槽，该第1蓄热槽用于冷却被热泵200的低热源冷却前的上述致冷媒体；和第2蓄热槽，该第2蓄热槽用于加热被热泵200的高热源加热前的上述热媒体，可以达到不使热泵200的温度上升，而进行空调运转的效果。下面参照图2和图3说明其理由。
图2表示在利用蓄热进行除湿空调(所谓的冷气)运转时，把处理空气从33℃冷却到19℃所需要的低热源的温度关系。处理空气被冷水冷却，该冷却所需的冷水在被热泵200的低热源冷却前，先在蓄热槽300中被冷却。该实施例中，设蓄热槽对处理空气的冷却量为全冷却量的一半，设冷水的温度变化与处理空气相同即为14℃，求与处理空气进行热交换的冷水的温度变化时，设温度效率为75％的、冷水的出入口温度差为14℃，冷水以入口14℃的温度与处理空气进行热交换后，出口温度成为28℃，所以，第1蓄热槽出口的冷水温度为21℃。求具有该冷却效果的潜热蓄热材的相变化温度时，设温度效率为75％的、冷水的出入口温度差为7℃，相变化温度为18℃。即，冷水从内藏着18℃潜热蓄热材的第1蓄热槽中，能以21℃的温度取出被送到蒸发器340。接着在蒸发器340中，计算与以21℃流入的冷水进行热交换的冷媒的蒸发温度时，设温度效率为75％、冷水的出入口温度差为7℃时，冷媒蒸发温度为11℃。即，以11℃的蒸发温度使热泵200运转，可进行所需的除湿空调(冷气)。
同样地，再生空气被热水加热，加热所需的热水在被热泵200的高热源加热前，先在蓄热槽310内加热。该实施例中，设蓄热槽对再生空气的加热量为全加热量的一半，设热水的温度变化与再生空气相同即为20℃，求与再生空气进行热交换的热水的温度变化时，设温度效率为75％、冷水的出入口温度差为20℃，热水以入口57℃的温度与再生空气进行热交换后，出口温度成为77℃。所以第2蓄热槽出口的热水温度为67℃。求具有该加热效果的潜热蓄热材的相变化温度，当温度效率为75％、冷水的出入口温度差为10℃时，相变化温度为70℃。即，热水从内藏着70℃潜热蓄热材的第2蓄热槽中，能以67℃的温度取出被送到冷凝器320。
接着，在冷凝器320，计算与以67℃的温度流入的热水进行热交换的冷媒的冷凝温度，当温度效率为75％、热水的出入口温度差为10℃时，冷媒冷凝温度为81℃。即，以81℃的冷凝温度使热泵200运转，可进行所需的除湿空调(冷气)。
因此，在白天利用蓄热进行除湿空调运转(冷气)时，第1热泵200循环的作动能以蒸发温度为11℃、冷凝温度为81℃、温度上升为70℃的状态运转。该条件中，作为热泵200，冷媒是R134a，采用2级节热器循环时的作动系数为2.0。但是，从热泵200出来的热也可以用来加热再生空气，所以，比已往的空调更节能。下面说明其理由。
设压缩机的输入为1.0，用热泵可得到2.0的制冷效果，同时，可用3.0的热量加热再生空气。图11所示的所谓的除湿空调机的动作系数，根据再生空气温度和气候条件变化，但如本实施例所示，当再生空气温度为70℃时，除湿空调机的动作系数可为0.5～0.8。即使除湿空调机的动作系数为0.5时，也能得到0.5×3.0＝1.5的制冷效果。因此，总的制冷效果是上述热泵的冷气效果2.0+除湿空调机的冷气效果1.5＝总冷气效果3.5。动作系数也可为3.5，比现有空调的平均值即2.9节省17％的能量。另外，由于可使用便宜的深夜电力，所以可大幅度节约运转成本。
这样，根据本发明，无论在利用深夜电力的蓄热运转中还是在白天利用蓄热的除湿空调(所谓的冷气)运转中，与图12的实施形态(86℃)相比，都可以大幅度减少热泵的温度上升，能以较小的值(夜间蓄热运转时70℃，白天空调运转时70℃)运转，可节能。另外，还可以在夜间同时地积蓄冷热和热，不将热全部放到外气中，可防止夜间的热污染，即防止城市的热岛化。这一点也是现有技术不能实现的。
另外，本实施例中，蓄热用热泵和白天运转用热泵都是采用同样的蒸气压缩式热泵，但为了使用便宜的深夜电力，也可以效率低、采用可静音运转的佩尔蒂元件的热泵作为蓄热用热泵。
图4是表示本发明第2实施例之除湿空调系统基本构造的图。本实施例中，由压缩机360A、冷凝器320A、膨张阀350A、蒸发器340A构成第1蒸气压缩式热泵200A的循环，由压缩机360B、冷凝器320B、膨张阀350B、蒸发器340B构成第2蒸气压缩式热泵200B的循环，由上述热泵200A的循环和热泵200B的循环构成热泵。热泵200B具有在致冷媒体循环通路下流的低热源热交换器(蒸发器)340B，该热泵200B的高热源热交换器(冷凝器)320B，在热媒体循环通路的另一方、即在高热源320A的上流，这样构成致冷媒体循环通路和热媒体循环通路。蓄热运转时的作用和白天运转时的作用，与第1实施例大体相同，其详细说明从略。本实施例中，通过减少第1和第2热泵200A、200B的温度上升，更具有节能效果。下面，参照图5至图6说明其理由。
图5是表示本发明第2实施例中处理空气、潜热蓄热材料、致冷媒体、热泵动作温度与热函变化关系的图。图6是表示本发明第2实施例中再生空气、潜热蓄热材料、热媒体、热泵动作温度与热函变化关系的图。
图5中，把热泵的冷却过程分割到2个蒸发器，这样，关于蓄热运转时的热泵蒸发温度，第1热泵200A是9℃，第2热泵200B是12℃。图6中，把热泵的加热过程分割到2个冷凝器，这样，关于蓄热运转时的热泵冷凝温度，第1热泵200A是76℃，第2热泵200B是78.5℃。关于温度上升，第1热泵200A是67℃，第2热泵200B是66.5℃。
白天运转时，从图5可知，关于热泵的蒸发温度，第1热泵200A是12.5℃，第2热泵200B是16℃。图6中，关于冷凝温度，第1热泵200A是74℃，第2热泵200B是79℃。关于温度上升，第1热泵200A是61.5℃，第2热泵200B是63℃。
这样，除湿空调装置的处理空气和再生空气的冷却·加热时的温度变化。是显热变化利用温度变化大这一点，将热泵分割为若干个热泵循环，把温度低的低热源和温度低的高热源组合构成循环，把温度高的低热源和温度的高热源组合，构成循环，这样，可减低各热泵的温度上升，达到节能效果。
即，与第1实施例相比，对于温度上升，在蓄热运转时可减少5％，在白天运转时可减少11％，更加节能。
另外，也可以用2个以上的循环构成热泵，在各致冷媒体通路内和热媒体通路内，相对于流动方向顺逆地配置各自的低热源和高热源，可更加抑制温度上升。
图7是表示本发明第3实施例之除湿空调系统基本构造的图。
该实施例中，用2个热媒体通路与热源机300连接的、内藏第1热泵200A的除湿空调机的构造如下。
即，除湿回转体103与图12中所述的相同，除湿剂横跨处理空气通路A和再生空气通路B以预定的周期旋转。处理空气通路A通过回气导入用的送风机102的吸入口和通路107与空调空间连接，送风机102的排出口通过通路108与第1区间连接，该第1区间进行除湿回转体103的水分吸付工序。除湿转子103的处理空气出口通过通路109与显热交换器104连接，该显热交换器104与再生空气有热交换关系。显热交换器104的处理空气出口通过通路110与冷却器115连接，该冷却器115与热源机300的致冷媒体(冷水)进行热交换。冷却器115的处理空气出口与第1热泵200A的蒸发器240连接，蒸发器240的处理空气出口通过通路111与加湿器105连接，加湿器105的处理空气出口通过通路112与作为给气口的处理空气出口连接，这样形成处理空气的循环。
再生空气通路B通过通路124与再生空气即外气导入用送风机140的吸入口连接，送风机140的排出口与显热交换器104连接，该显热热交换器104与处理空气有热交换关系。显热交换器104的再生空气出口与显热交换器121的低温流体侧通路连接，该显热交换器121与除湿再生后的再生空气有热交换关系。显热热交换器121的低温侧再生空气出口通过通路126与加热器120连接，该加热器120与热源机300的热媒体(热水)进行热交换。加热器120的再生空气出口与第1热泵200A的冷凝器220连接，冷凝器220的再生空气出口通过通路127与第2区间连接，该第2区间进行除湿回转体103的再生空气的再生工序。进行除湿回转体103的再生空气的再生工序的第2区间的再生空气出口通过通路128与显热交换器121的高温流体侧通路连接，显热交换器121的高温流体侧通路通过通路129与外部空间连接，从外部取入再生空气，向外部排气，形成循环。
第1热泵200A由蒸气压缩式热泵构成，以压缩机260、低热源热交换器(蒸发器)240、高热源热交换器(冷凝器)220、膨张阀250作为主要构成机器形成制冷循环，在蒸发器240中，低压冷媒的湿蒸气与通过除湿回转体103并被冷却器115冷却后的处理空气进行热交换，在冷凝器220中，高压冷媒的湿蒸气与通过除湿回转体前并被加热器120加热后的再生空气进行热交换，这样形成循环。
图中，圆圈内的字母D～V表示与图13对应的空气状态的标记。横跨处理空气通路A和再生空气通路B双方并以预定周期旋转的除湿剂，如已往例那样，被分割为第1区间和第2区间，第1区间通过通路108、109与处理空气通路A连接，进行水分吸付工序。第2区间通过通路127、128与再生空气通路B连接，进行再生空气的再生工序。除湿剂经过第1区间和第2区间再返回第1区间。
这样，构成内藏第1热泵200A的除湿空调机，该除湿空调机和热源机300由第1致冷媒体循环通路和第1热媒体循环通路连接。第1致冷媒体循环通路用于取出第1蓄热装置330的冷热，导入与处理空气进行热交换的热交换器(冷却器)115内，冷却处理空气，该第1致冷媒体循环通路是在通路117、热交换器(冷却器)115、泵335、通路336、蓄热装置330、通路118中循环的致冷媒体循环通路。第1热媒体循环通路取出第2蓄热装置310的热，导入与再生空气进行热交换的热交换器(加热器)120，加热再生空气，该第1热媒体循环通路是在通路122、热交换器(加热器)120、泵315、通路316、蓄热装置310、通路123中循环的热媒体循环通路。
有蓄热功能的热源机300，具有冷却处理空气用的第1蓄热装置(低温蓄热槽)330和加热再生空气用的第2蓄热装置(高温蓄热槽)310。还有蓄热用的(第2)热泵200B，该热泵200B是由压缩机360、冷凝器320、膨张阀350、蒸发器340构成的蒸气压缩式热泵。另外，还有第2致冷媒体循环通路(冷水循环系统)和第2热媒体循环通路(热水循环系统)。第2冷热媒循环通路在泵332、通路333、蒸发器340、通路334、低温蓄热槽330、通路331中循环。第2热媒体循环通路在泵312、通路313、冷凝器320、通路314、高温蓄热槽310、通路311中循环。另外，由第1致冷媒体循环通路和第1热媒体循环通路连接内藏着第1热泵200A的除湿空调机。该第1致冷媒体循环通路在泵335、通路336、第1蓄热装置330、通路117、冷却器115、通路118中循环。第1热媒体循环通路在泵315、通路316、第2蓄热装置310、通路123、通路122、加热器120、通路123中循环。第1蓄热装置(低温蓄热槽)330内藏着潜热蓄热材料，该潜热蓄热材料与上述致冷媒体进行热交换，到达16至26℃以上时，发生潜热变化，例如从固体融解为液体，从致冷媒体中吸收热。第2蓄热装置(高温蓄热槽)310内藏有潜热蓄热材料，该潜热蓄热材料与上述热媒体进行热交换，到达62至72℃以下时，发生潜热变化，例如从液体凝固成固体，向热媒体放出热。
该潜热蓄热材料，已由前述公知文献(例如日本制冷协会“制冷”、Vol.71、No.823；能源学会“能源储藏系统”、1992年大阪；蓄热·增热技术委员会“蓄热·增热技术”IPC(ァィピ-シ-)、东京、1985年；产业技术审议会·节能技术开发部会、超热泵·能量集积系统研究开发评价报告书、新能源·产业技术开发机构；燃料·储藏开发室、东京、1993年等)介绍。
下面，参照图8和图9说明这样构成的除湿空调系统的作用。
图8表示本发明第3实施例中处理空气、潜热蓄热材料、第1热媒体循环系统和第2热媒体循环系统的冷水、第1至第2热泵200A、200B的作动温度与热函变化的关系。图9表示本发明第3实施例中再生空气、潜热蓄热材料、第1热媒体循环系统和第2热媒体循环系统的热水、第1至第2热泵200A、200B的作动温度与热函变化的关系。
图8和图9中，为了便于理解其作用，用各潜热变化温度的中间值代表潜热蓄热材料的潜热变化温度，低温用是21℃，，高温用是67℃。但实用上也可以采用在上述范围温度内相变化的材料，也能得到本发明的效果。
先说明利用深夜电力的、热源机300的蓄热运转时的作用。该运转形态中，使第2热泵运转，使热移送媒体在第2致冷媒体循环通路和第2热媒体循环通路中流动。即，使压缩机350运转，并使泵332和泵312运转，使第2致冷媒体循环通路(冷水系统)和第2热媒体循环通路(热水系统)运转，该第2致冷媒体循环通路在泵332、通路333、蒸发器340、、通路334、低温蓄热槽330、通路331中循环。该第2热媒体循环通路在泵312、通路313、冷凝器320、通路314、高温蓄热槽310、通路311中循环。
通过该运转，第2热泵的作用是，在蒸发器340中，冷却第2致冷媒体循环通路的冷水，在蒸发器340中被冷却后的冷水，冷却低温蓄热槽330内的潜热蓄热材料，当温度降低到21℃以下时，使潜热蓄热材料凝固，同时，在冷凝器320中，加热第2热媒体循环通路的热水，在冷凝器320中被加热后的热水，加热高温蓄热槽310内的潜热蓄热材料，当温度上升到67℃以上时，使潜热蓄热材料融解。该潜热蓄热材料的相变化温度，如后所述，根据白天的空调运转条件如下地设定。
即，该实施例中，设蓄热槽对处理空气的冷却量为全冷却量的一半，处理空气被蓄热槽330冷却到33℃与19℃的中间即26℃。设冷水的温度变化与处理空气相同即7℃，求与处理空气进行热交换的冷水的温度变化时，设温度效率为75％，冷水以入口23℃的温度与处理空气进行热交换后，出口温度成为30℃。求具有该冷却效果的潜热蓄热材的相变化温度时，设蓄热槽内的热交换温度效率为75％，设冷水的出入口温度差为7℃，求相变化温度时，结果为21℃。时，同样地，设蓄热槽对再生空气的加热量为全加热量的一半，再生空气被蓄热槽310加热到50℃与70℃的中间即60℃。设热水的温度变化与再生空气相同即10℃，求与再生空气进行热交换的热水的温度变化时，设温度效率为75％，热水以入口63℃的温度与再生空气进行热交换后，出口温度成为53℃。求具有该加热效果的潜热蓄热材的相变化温度时，设蓄热槽内的热交换温度效率为75％，冷水的出入口温度差为10℃，求相变化温度，结果为67℃。
这样，把21℃的冷热和67℃的热同时蓄积在低温蓄热槽330和高温蓄热槽310内，这时，所需的热泵的蒸发温度如图8所示，设各热交换器的温度效率为75％时，如果第2致冷媒体循环通路(冷水系统)的蓄热槽出入口温度差为5℃，则蓄热槽入口温度为14℃，蒸发温度为12℃。另一方面，热泵的冷凝温度如图9所示，设各热交换器的温度效率为75％时，如果第2热媒体循环通路(热水系统)的蓄热槽出入口温度差为5℃，则蓄热槽入口温度为74℃，冷凝温度为76℃。因此，第2热泵200B的循环动作，是以蒸发温度12℃，冷凝温度76℃，温度上升64℃的状态运转。
下面，说明白天利用蓄热进行除湿空调(所谓的冷气)运转时的作用。在进入该运转前，先进行上述的蓄热运转，在第1蓄热装置(低温蓄热槽)330内，蓄积以21℃相变化的潜热为主体的冷热。在第2蓄热装置(高温蓄热槽)310内，蓄积以67℃相变化的潜热为主体的热。该运转形态中，使第1热泵200A的压缩机260运转，使第1热泵200A动作，使除湿空调机侧的各送风机102、140运转，同时在热源机300侧，使第2热泵200的压缩机360停止，使泵385和315运转，使致冷致热媒体分别在连接热源机300与空调机的2个热媒体通路即第1致冷媒体循环通路和第1热媒体循环通路中循环。该第1致冷媒体循环通路取出第1蓄热装置330的冷热，导入与处理空气进行热交换的热交换器(冷却器)115，冷却处理空气。该第1致冷媒体循环通路在通路117、热交换器(冷却器)115、泵335、通路336、蓄热装置330、通路118中循环。第1热媒体循环取出第2蓄热装置310的热，导入与再生空气进行热交换的热交换器(加热器)120，加热再生空气。该第1热媒体循环通路在通路122、热交换器(加热器)120、泵315、通路316、蓄热装置310、通路123中循环。
下面，说明该运转中的第1热泵200A部分的循环。冷媒在低热源热交换器(蒸发器)240从被除湿剂103除湿后的处理空气中夺取蒸发潜热并蒸发，经过通路214被压缩机260吸引压缩，再经过通路211流入高热源热交换器(冷凝器)220，冷媒的过热蒸气的显热和冷凝潜热，放出流入除湿剂103前的再生空气中，再经过通路212到达膨张阀250，在这里减压膨张后，还流到蒸发器240。
下面，参照图13的湿空气线图，说明上述构造的把热泵和蓄热装置作为热源的除湿空调装置的动作。
导入的回气(处理空气状态K)经过通路107被送风机102吸引并升压，再经过通路108送到进行除湿回转体103的水分吸付工序的第1区间，空气中的水分被除湿回转体103的吸湿剂吸付，绝对湿度降低，同时空气因吸付热而温度上升(状态L)。湿度降低而温度上升了的空气，经过通路109被送到显热交换器104，与再生空气进行热交换后被冷却(状态M)。冷却后的空气经过通路110被送到冷却器115，进一步被来自低温蓄热槽330的冷水冷却。从冷却器115出来的处理空气通过蒸发器240，被第1热泵200A进一步冷却(状态N)。被冷却后的处理空气被送到加湿器105，借助喷射或气化式加湿等在热函过程中温度降低(状态P)，再经过通路112作为给气返回空调空间。
除湿回转体103的再生如下地进行。作为再生空气使用的外气(状态Q)经过通路124被送风机140吸引并升压后，送到显热热交换器104，把被除湿剂吸付了水分后的处理空气(状态L)冷却而自身温度上升(状态R)后，被送到显热热交换器121，与除湿再生后的再生空气(状态U)进行热交换后，温度进一步上升(状态R)，经过通路126被送到加热器120，被来自高温蓄热槽310的热水加热。
从加热器120出来的再生空气，被送到冷凝器220，被冷媒加热而温度上升(状态T)。从冷凝器220出来的再生空气，通过进行除湿回转体103的再生空气的再生工序的第2区间，除去除湿回转体的水分进行再生作用(状态U)。通过了除湿回转体103后的再生空气(状态U)，经过通路128被送到显热热交换器121，与上述除湿再生前的再生空气(状态R)进行热交换后温度降低(状态V)，经过通路129作为排气放到外部。
这样，反复进行除湿剂的再生和处理空气的除湿、冷却，可进行除湿空调。本实施例中，通过设置冷却器115(该冷却器115用第1蓄热装置的冷热冷却被第1热泵200A的低热源冷却前的处理空气)和加热器120(该加热器120用第2蓄热装置的热加热被第1热泵200A的高热源加热前的再生空气)，可以抑制第1热泵200A的温度上升，进行空调运转。下面参照图8和图9说明其理由。
图8表示在利用蓄热进行除湿空调(所谓的冷气)运转时，把处理空气从33℃冷却到19℃所需要的低热源的温度关系。
处理空气被第1热泵200A的低热源冷却之前，先在冷却器115中冷却，这时，计算作为冷却热源的冷水温度。在第1蓄热装置330内循环的第1致冷媒体循环通路中，如前所述，该实施例中，设蓄热槽对处理空气的冷却量为全冷却量的一半，设潜热蓄热材的相变化温度为21℃，所以，从图8可知，温度效率为75％、冷水的出入口温度差为7℃时，冷水以30℃与潜热蓄热材开始热交换，以23℃取出，这样可用于处理空气的冷却。接着，计算在冷却器115与以23℃流入的冷水进行热交换的入口温度为33℃的处理空气出口温度，设温度效率为75％、冷水出入口温度差为7℃，则处理空气出口温度为26℃。即，借助第1蓄热装置330的作用，处理空气被冷却到26℃后，再被第1热泵200A的低热源(蒸发器)240冷却。接着，被第1热泵200A的低热源(蒸发器)240冷却时，计算作为冷却热源的冷媒的蒸发温度。设温度效率为75％、处理空气的出入口温度差为7℃，冷媒蒸发温度为16.5℃。即，以16.5℃的蒸发温度使第1热泵200A运转，可实现所需的除湿空调。
同样地，再生空气被第1热泵200A的高热源加热前，先在加热器120中被加热，这时计算作为加热源的热水的温度。在第2蓄热装置310中循环的第1热媒体循环通路中，如前所述，该实施例中，设蓄热槽对再生空气的加热量为全加热量的一半，潜热蓄热材的相变化温度为67℃，所以，从图9中可知，温度效率为75％、冷水的出入口温度差为10℃时，热水以53℃与潜热蓄热材开始热交换，以63℃取出，可用于再生空气的加热。接着，计算在加热器120中与以63℃流入的热水进行热交换的入口温度为63℃的再生空气出口温度，在温度效率为75％、热水的出入口温度差为10℃时，再生空气出口温度为60℃。即，借助第2蓄热装置310的作用，再生空气被加热到60℃后，被第1热泵200A的高热源(冷凝器)220冷却。接着，被第1热泵200A的高热源(冷凝器)220加热时，计算作为加热源的冷媒的冷凝温度，温度效率为75％、再生空气的出入口温度差为10℃时，冷媒蒸发温度为74℃。即，以74℃的冷凝温度使第1热泵200A运转，可进行所需的除湿空调(冷气)。因此，在白天利用蓄热进行除湿空调运转(冷气)时，第1热泵200A循环的作动能以蒸发温度16.5℃、冷凝温度74℃、温度上升为57.5℃的状态运转。
这样，根据本发明，无论在利用深夜电力的蓄热运转中还是在白天利用蓄热的除湿空调(所谓的冷气)运转中，与图12的实施形态(86℃)相比，都可以大幅度减少热泵的温度上升，能以较小的值(夜间蓄热运转时64℃，白天空调运转时57.5℃)运转，可节能。同时压缩比与通常空调暖气运转时约相同，所以，通过更换冷媒，例如在R22或R407C用的压缩机中使用R134a，可采用便宜的空调用压缩机，减低成本。另外，还可以在夜间同时地积蓄冷热和热，不将热全部放到外气中，可防止夜间的热污染，即防止城市的热岛化。这一点也是现有技术不能实现的。
另外，本实施例中，第2热泵200B是使用蒸气压缩式热泵，但为了使用便宜的深夜电力，也可以使用效率低、采用了可静音运转的佩尔蒂元件的热泵。
图10是表示本发明第4实施例之除湿空调装置基本构造的图。
本实施例中，第2热泵200B形成蒸气压缩式热泵循环，第1和第2热泵200A、200B共用压缩机。在第1热泵200A的压缩机260的排出口设有三通阀270，在压缩机260的吸入口设有三通阀280，三通阀270可选择地连接通路271和通路211，通路271使压缩机的排出通路与第2热泵200B的高热源热交换器(冷凝器)220相连。通路211使压缩机的排出通路与第1热泵200A的高热源热交换器(冷凝器)320相连。三通阀280可选择地连接通路281和通路214，通路281使压缩机的吸入通路与第2热泵200B的低热源热交换器(冷凝器)340相连。通路214使压缩机的吸入通路与第1热泵200A的低热源热交换器(冷凝器)240相连。在蓄热运转时，将三通阀270与通路271连接，将三通阀280与通路281连接。在白天运转时，使三通阀270与通路211连接，使三通阀280与通路214连接，可得到与本发明第3实施例同样的作用。关于蓄热运转时的作用和白天运转时的作用，与第3实施例相同，其说明从略。本实施例中，第1和第2热泵200A、200B共用压缩机，所以，压缩机成本降低，同时压缩机所占空间小，可以使机器小型化。
工业实用性本发明可用于一般住宅、超市、办公室或其它大型建筑物的空调装置内。
权利要求
1.除湿空调系统，其具有形成蒸气压缩式热泵循环的热泵，并具有处理空气的通路和再生空气的通路，上述处理空气被除湿剂吸付了水分后由热泵的低热源冷却，上述再生空气被热泵的高热源加热后，通过吸付了上述水分后的除湿剂，脱去除湿剂中的水分使其再生，处理空气和再生空气交替地流过除湿剂，其特征在于，设有由上述热泵的低热源来冷却处理空气的致冷媒体循环通路，并且设有由上述热泵的高热源来加热再生空气的热媒体循环通路，还设有第1蓄热装置和第2蓄热装置，所述第1蓄热装置用于冷却被上述热泵的低热源进行冷却前的致冷媒体，所述第2蓄热装置用于加热被上述热泵的高热源进行加热前的热媒体，由该热泵在第1和第2蓄热装置中进行蓄热，上述热泵是把第1蓄热装置作为低热源、且把第2蓄热装置作为高热源进行动作的。
2.如权利要求1所述的除湿空调系统，其特征在于，设有第1致冷媒体循环通路和第2致冷媒体循环通路，所述第1致冷媒体循环通路是在第1蓄热装置、热泵的低热源热交换器和对处理空气进行冷却热交换器中进行循环的，第2致冷媒体循环通路是在第1蓄热装置、热泵的低热源热交换器进行中循环的；可选择地切换第1致冷媒体循环通路和第2致冷媒体循环通路；还设有第1热媒体循环通路和第2热媒体循环通路，第1热媒体循环通路是在第2蓄热装置、热泵的高热源热交换器和加热再生空气用的热交换器中循环，第2热媒体循环通路是在第2蓄热装置和热泵的低热源热交换器中循环的；可选择地切换第1热媒体循环通路和第2热媒体循环通路，放出蓄热的运转时，选择在第1致冷媒体循环通路和第1热媒体循环通路中循环的通路，而进行蓄热运转时，选择在第2致冷媒体循环通路和第2热媒体循环通路中循环的通路，以使热移送媒体流动。
3.如权利要求1或2所述的除湿空调系统，其特征在于，用2个循环构成热泵，在致冷媒体循环通路上，第2热泵具有在第1循环的低热源下流的低热源，该第2热泵的高热源是在致冷媒体循环通路上的比第1循环的高热源上流，这样构成致冷媒体循环道路和热媒体循环通路。
4.如权利要求1或2所述的除湿空调系统，其特征在于，用2个以上的循环构成热泵，在各致冷媒体通路内和热媒体通路内，将各自的低热源和高热源相对于流动方向成顺逆地配置的。
5.如权利要求1至4中任一项所述的除湿空调系统，其特征在于，以13至23℃潜热变化的潜热蓄热材料内藏于第1蓄热装置，以65至75℃潜热变化的潜热蓄热材料内藏于第2蓄热装置。
6.除湿空调系统，其具有形成蒸气压缩式热泵循环的第1热泵，并具有处理空气的通路和再生空气的通路，该处理空气被除湿剂吸付水分后被该第1热泵的低热源冷却，该再生空气被第1热泵的高热源加热后通过上述吸付了水分的除湿剂，以脱去除湿剂中的水分使其再生，处理空气和再生空气交替流过除湿剂；其特征在于，设有第1蓄热装置和第2蓄热装置，第1蓄热装置用于冷却被第1热泵的低热源进行冷却前的处理空气，第2蓄热装置用于加热被第1热泵的高热源进行加热前的再生空气，第2热泵是把该第1蓄热装置作为低热源、把第2蓄热装置作为高热源进行动作的，借助该第2热泵往第1和第2蓄热装置中进行蓄热。
7.如权利要求6所述的除湿空调系统，其特征在于，设有第1致冷媒体循环通路、第1热媒体循环通路、第2致冷媒体循环通路、第2热媒体循环通路；第1致冷媒体循环通路是取出第1蓄热装置的冷热，导入与处理空气进行热交换的热交换器，冷却处理空气；第1热媒体循环通路是取出第2蓄热装置的热，导入与再生空气进行热交换的热交换器，加热再生空气；第2致冷媒体循环通路是从第2热泵的蒸发器取出冷热，送到第1蓄热装置；第2热媒体循环通路是从第2热泵的冷凝器中取出热，送到第2蓄热装置；在蓄热运转时，使第2热泵运转，而使热移送媒体在第2致冷媒体循环通路和第2热媒体循环通路中流动；在放出蓄热的运转时，以使第2热泵停止，使热移送媒体在第1致冷媒体循环通路和第1热媒体循环通路中流动。
8.如权利要求6或7所述的除湿空调系统，其特征在于，第2热泵形成蒸气压缩式热泵循环，第1和第2热泵共用压缩机。
9.如权利要求6至8中任一项所述的除湿空调系统，其特征在于，第1蓄热装置中内藏着以16至26℃进行潜热变化的潜热蓄热材料，第2蓄热装置中内藏着以62至72℃进行潜热变化的潜热蓄热材料。
10.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用石蜡类n-十六烷(n-HexadecaneC16H34)。
11.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用至少以醋酸钾作为溶质的水溶液。
12.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用至少含有氯化钙·六水合盐、氯化镁·六水合盐和溴化镁·六水合盐的混合物。
13.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用至少含有氯化钙·六水合盐和硝酸镍·六水合盐的混合物。
14.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用至少含有氯化钙·六水合盐和硝酸铁·九水合盐的混合物。
15.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用至少含有磷酸氢二钠·十二水合盐的混合物。
16.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用至少含有硫酸钠·十水合盐和碳酸钠的混合物。
17.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第1蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用至少含有硫酸钠·十水合盐和氨基甲酸铵的混合物。
18.如权利要求5所述的除湿空调系统，其特征在于，第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用碳原子数为30至35的n-石蜡。
19.如权利要求9所述的除湿空调系统，其特征在于，第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用碳原子数为29至33的n-石蜡。
20.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用分子量5400至6600的聚乙二醇。
21.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用硬脂酸。
22.如权利要求5或9所述的除湿空调系统，其特征在于，第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用联苯。
23.如权利要求9所述的除湿空调系统，其特征在于，第2蓄热装置内的潜热蓄热材料，是采用软脂酸。
全文摘要
本发明提供的除湿空调系统,能提高整个空调系统的能量效率,运转成本低,白天电力消耗少,夜间蓄热运转中向外气散热最少。具有形成蒸气压缩式热泵循环的热泵,具有处理空气的通路和再生空气的通路,上述处理空气被除湿剂吸附了水分后由热泵的低热源冷却,上述再生空气被热泵的高热源加热后,通过吸附了水分后的除湿剂,脱去除湿剂中的水分使其再生,设有由上述热泵的低热源冷却处理空气的致冷媒体循环通路,并且设有由上述热泵的高热源加热再生空气的热媒体循环通路,还设有第1蓄热装置和第2蓄热装置,第1蓄热装置用于冷却被上述热泵的低热源冷却前的致冷媒体,第2蓄热装置用于加热被上述热泵的高热源加热前的热媒体。
文档编号F24F5/00GK1265732SQ98807891
公开日2000年9月6日 申请日期1998年10月23日 优先权日1997年10月24日
发明者前田健作, 稻叶英男 申请人:株式会社荏原制作所