空调装置 本发明涉及一种利用了空气循环的空调装置。
目前，例如，在日本冷冻协会发行的“新版冷冻空调便览第4版基础编”的P45～P48中，记述了进行空气循环的冷冻机。还有，在TheAustralian Institute of Refrigeration Air Conditioning and Heating发行的“AIRAH学报(AIRAH JOURNAL)1997年6月号”P16～P21中，记述了利用空气循环来构成热泵的制暖装置。下面，对该制暖装置进行说明。
如图9所示，上述制暖装置，它具备热源侧系统(a)和利用侧系统(f)。该热源侧系统(a)是通过依次将压缩机(b)、第1热交换器(c)、第2热交换器(d)及膨胀机(e)连接起来而构成的，进行空气冷冻循环。另一方面，该利用侧系统(f)是通过依次将第2热交换器(d)、加湿器(g)及第1热交换器(c)连接起来而构成的。
在热源侧系统(a)下，压缩机(b)被驱动以后，为换气而排向室外的内气被就吸入压缩机(b)，该内气又被压缩机(b)压缩。被压缩的空气依次流入第1热交换器(c)、第2热交换器(d)，且经膨胀机(e)膨胀后排向室外。另一方面，在利用侧系统(f)下，吸入为换气而送到室内的外气，该外气依次流向第2热交换器(d)、加湿器(g)及第1热交换器(c)。此间，该外气在两台热交换器(d，c)中和热源侧系统(a)里的空气进行热交换而暖和起来，且在加湿器(g)中被加湿。制暖就是通过加热吸入利用侧系统(f)的外气并将它加湿后，再供向室内而实现的。
如上所述，因在已往的制暖装置下，被吸入热源侧系统(a)的内气仅依次流入压缩机(b)、两台热交换器(c，d)及膨胀机(e)内，故存在以下问题。
也就是说，实际空气中含有某种程度的水分。另外，由于空气在膨胀机中地膨胀，它的温度会较低。这样，空气中的水分就发生冷凝，从膨胀机中喷出的就是空气和水滴。更有甚者，在制暖装置作为热泵运转的情况下，膨胀后的空气温度在零下的时候很多。在这种情况下，有可能发生以下不良现象，即空气中的水分冷凝而变成冰，呈雪状和空气一起被喷出来。
特别是，在为上述暖房装置那样的将内气供向压缩机的结构下，该问题尤为明显。也就是说，在进行制暖的时候，室内的内气的绝对湿度总是比室外的外气的绝对湿度高。这样，就可能发生以下不良现象，即绝对湿度比外气高的空气从膨胀机中被喷出来，空气中的水分不仅在膨胀时冷凝，就是在空气从膨胀机中喷出来之后，空气中的水分也会冷凝，而呈雾状被喷出来。
因此，已往的制暖装置中要有用以处理和空气一起从膨胀机中喷出来的水滴、冰的结构。特别是在结冰的时候，要进行让它融化并将它排出的处理，也就要有能完成该处理的机器，这样整个装置的结构就复杂了。
另一方面，若使膨胀机入口处的空气的温度高一些，进而提高膨胀机出口处的空气的温度，就可以防止来自膨胀机的空气中的水分冷凝，以避免出现上述问题。然而，若如此，为确保制暖能力又必须增大对压缩机的输入，最终会导致效能比(COP)下降。
此时，例如，在上述制暖装置那样的为冷却被压缩的空气而将外气供向热交换器的结构下，因制暖时外气总是温度比较低，故有可能让膨胀机入口处的空气温度下降，以提高效能比。然而，为避免上述的由于水分冷凝而带来的问题，却不能使冷凝器出口处的空气温度充分低。结果，没能实现将膨胀机入口处的空气温度设得较低，以提高效能比这样的理想。
本发明正是为解决上述问题而研究出来的，其目的在于：既能维持效能比很高，又能做到不需进行排水处理、排雪处理而使结构简化。
本发明做到了：在比膨胀机(22)还往上的上游，将进行空气循环的空气除湿，使其湿度在外气的绝对湿度以下。
具体而言，本发明所述的第1解决方案，为：以构成备有压缩机(21)、热交换器(30)及膨胀机(22)的空气循环回路(20)，通过在上述热交换器(30)中和空气循环回路(20)的第1空气进行热交换来加热第2空气，该已加热的第2空气被供向室内，这样来制暖的空调装置为对象。还有设在上述空气循环回路(20)中的膨胀机(22)的上游，对该第1空气进行除湿，以使第1空气的绝对湿度在外气的绝对湿度以下的除湿手段(55，60)。
本发明所述的第2解决方案，为：在上述第1解决方案下，第1空气，为从室内排向室外的排气或者该排气和外气的混合空气，且从膨胀机(22)被排向室外；第2空气，为从室外供向室内的给气或者该给气和内气的混合空气，且被从除湿手段(55，60)供向室内。
本发明所述的第3解决方案，为：在上述第2解决方案下，构成除湿手段(55，60)，以将从第1空气除去了的水分供向第2空气。
本发明所述的第4解决方案，为：在上述第1～第3解决方案中的任一解决方案下，除湿手段(55)都设在空气循环回路(20)中的压缩机(21)和膨胀机(22)之间，且用来对被压缩机(21)压缩了的第1空气进行除湿。
本发明所述的第5解决方案，为：在上述第4解决方案下，除湿手段(55)中有能够让空气中的水蒸气从水蒸气分压较高的那一侧透向较低的那一侧的分离膜，且不让第1空气中的水蒸气冷凝就能将它从第1空气中分离出来。
本发明所述的第6解决方案，为：在上述第5解决方案下，分离膜由高分子膜形成，水蒸气通过水分子在膜内部的扩散而透过。
本发明所述的第7解决方案，为：在上述第5解决方案下，分离膜中有很多大小和分子自由行程差不多的孔，水分子通过毛细管时冷凝、扩散，这样水蒸气就能透过去了。
本发明所述的第8解决方案，为：在上述第5解决方案下，除湿手段(55)为：让分离膜的一个表面和已被压缩的第1空气接触，并让分离膜的另一个表面和第2空气接触，而让该第1空气中的水蒸气移向该第2空气。
本发明所述的第9解决方案，为：在上述第5解决方案下，设有为确保除湿手段(55)中的分离膜两侧的水蒸气的分压差，而使该分离膜的一侧的压力降低的减压手段(36)。
本发明所述的第10解决方案，为：在上述第1～第3解决方案中的任一解决方案下，除湿手段(55)被设在空气循环回路(20)中的压缩机(21)的上游，对供向压缩机(21)的第1空气进行除湿。
本发明所述的第11解决方案，为：在上述第10解决方案下，除湿手段(60)中，有借助和空气的接触而进行吸湿、放湿的湿度媒体，一方面，让湿度媒体吸收供向压缩机(21)的第1空气中的水分，另一方面，将湿度媒体中的水分放到第2空气中，而连续地对第1空气进行除湿。
本发明所述的第12解决方案，为：在上述第11解决方案下，除湿手段(60)的湿度媒体中设有将水分吸附在其上的固体吸附剂。
本发明所述的第13解决方案，为：在上述第12解决方案下，除湿手段(60)的湿度媒体，由圆板状、空气可在其厚度方向上通过且让通过的空气和固体吸附剂接触的旋转部件(61)构成；除湿手段(60)包括：上述旋转部件(61)和第1空气接触而吸收第1空气中的水分的的吸湿部(62)、上述旋转部件(61)和第2空气接触而向第2空气放湿的放湿部(63)、以及驱动该旋转部件(61)让它旋转以使上述旋转部件(61)在吸湿部(62)和放湿部(63)之间移动的驱动机构。
本发明所述的第14解决方案，为：在上述第12解决方案下，固体吸附剂由多孔性无机氧化物形成。
本发明所述的第15解决方案，为：在上述第11解决方案下，除湿手段(60)的湿度媒体由吸收水分的液体吸收剂构成。
本发明所述的第16解决方案，为：在上述第11解决方案下，除湿手段(60)中的湿度媒体由吸收水分的液体吸收剂构成，所构成的除湿手段(60)，为将液体吸收剂从第1空气吸收的水分再释放到第2空气中，而通过来自压缩机(21)的第1空气加热该液体吸收剂。
本发明所述的第17解决方案，为：在上述第15、16解决方案下，除湿手段(60)中备有水分可透过的疏水性多孔膜，且通过该疏水性多孔膜让液体吸收剂和第1空气接触。
本发明所述的第18解决方案，为：在上述第15、16解决方案下，液体吸收剂由亲水性有机化合物的水溶液形成。
本发明所述的第19解决方案，为：在上述第15、16解决方案下，液体吸收剂由金属卤化物的水溶液形成。
本发明所述的第20解决方案，为：在上述第15、16解决方案下，除湿手段(60)，由包括让液体吸收剂和第1空气相接触的吸湿部(65)，让液体吸收剂和第2空气相接触的放湿部(66)且液体吸收剂在上述吸湿部(65)和放湿部(66)之间循环的循环回路(64)构成。
本发明所述的第21解决方案，为：在上述第11到第20解决方案下的任一解决方案下，设有调湿手段(90)，做到：供向除湿手段(60)的第2空气的一部分在被加上了从湿度媒体放出的一部分水分后才被供向室内；该第2空气的剩下部分，在被加上了从湿度媒体放出的剩下的水分且和被供向热交换器(30)之前的第2空气进行热交换而冷却除湿后，才被供向室内。
在上述第1解决方案下，第1空气依次流过空气循环回路(20)中的压缩机(21)、热交换器(30)、膨胀机(22)而进行空气循环。在热交换器(30)中，第2空气和被压缩的第1空气进行热交换，第2空气被加热。最后，该被加热的第2空气被供向室内而进行制暖。另一方面，由除湿手段(55，60)对第1空气进行除湿，在它到达膨胀机(22)之前，使它的湿度在外气的绝对湿度以下。这样的话，即使在要将膨胀机(22)出口处的第1空气的温度设定得比外气温度还低的情况下，也能防止膨胀机(22)出口处的第1空气中有水滴、冰形成。
在上述第2解决方案下，将至少包含来自室内的排气的空气作为第1空气吸入，按压缩机(21)、热交换器(30)、膨胀机(22)之顺序流过之后又被排到室外。顺便提一下，该空气在到达膨胀机(22)之前由除湿手段(55，60)除湿；将至少包含来自室外的给气的空气作为第2空气吸入，该第2空气在热交换器(30)中和第1空气进行热交换而被加热，之后，被供向室内。
在上述第3解决方案下，除湿手段(55，60)除去第1空气中的水分，并将该水分供向第2空气。换句话说，除湿手段(55，60)利用从第1空气中除去的水分来加湿第2空气。
在上述第4解决方案下，由除湿手段(55)从被压缩机(21)压缩了的第1空气除去水分。
在上述第5解决方案下，因除湿手段(55)中有所规定的分离膜，故被压缩的第1空气中的水分在维持着水蒸气的状态下被分离出来。
在上述第6或者第7解决方案下，分离膜构成为借助所规定的过程让水蒸气透过。
在上述第8解决方案下，分离膜的一个表面和被压缩的第1空气相接触，另一个表面和第2空气接触。这样，在第2空气中的水蒸气分压比该第1空气中的水蒸气分压还低的运转状态下，即使不从外部施加什么作用，第1空气中的水分也能移向第2空气。
在上述第9解决方案下，由减压手段(36)确保分离膜两侧的水蒸气分压差。换句话说，分离膜的一个表面和被压缩的第1空气接触，另一个表面被减压手段(36)降压。这样，分离膜的另一个表面的水蒸气分压就被维持得比该第1空气的水蒸气分压低。
在上述第10解决方案下，被除湿手段(55)除湿的第1空气被供向压缩机(21)。
在上述第11解决方案下，除湿手段的湿度媒体，一方面，吸收第1空气中的水分，另一方面，将吸收来的水分向第2空气释放。换句话说，第1空气中的水分通过湿度媒体不断地移向第2空气，这样，连续进行对第1空气的抽湿和对第2空气的加湿。
在上述第12解决方案下，湿度媒体通过由固体吸附剂吸附水分进行吸湿；湿度媒体又通过让水分从固体吸附剂上脱下来而进行放湿。
在上述第13解决方案下，由圆板状旋转部件(61)构成湿度媒体。旋转部件(61)的一部分在吸湿部(62)和第1空气接触而吸收水分。旋转部件(61)在驱动机构的驱动下旋转，旋转部件(61)的已吸湿的部分移向放湿部(63)。旋转部件(61)在放湿部(63)和第2空气接触而放出水分。湿度媒体即旋转部件(61)就这样得到再生。之后，旋转部件(61)的被再生部分又移向吸湿部(62)，重复进行该动作。
在上述第14解决方案下，固体吸附剂由多孔性无机氧化物构成。顺便提一下，固体吸附剂不但可仅为所规定的无机氧化物，其中之主要成分为该无机氧化物就可以了。
在上述第15解决方案下，湿度媒体通过由液体吸收剂吸收水分进行吸湿；湿度媒体又通过让水分从液体吸收剂中放出来而进行放湿。
在上述第16解决方案下，液体吸收剂从供向压缩机(21)之前的第1空气中吸收水分。该液体吸收剂被由压缩机(21)压缩的高温第1空气加热，而成为易放湿的状态，对第2空气放湿。液体吸收剂通过该放湿而得到再生。
在上述第17解决方案下，第1空气和液体吸收剂隔着疏水性多孔膜间接地接触。于是，第1空气中的水分透过疏水性多孔膜而被液体吸收剂吸收，第1空气就这样被除湿。
在上述第18解决方案下，液体吸收剂由亲水性有机化合物的水溶液形成。这种有机化合物，例如有：乙二醇、甘油、吸水性树脂等。
在上述第19解决方案下，液体吸收剂由金属卤化物的水溶液形成，这种金属卤化物，例如有LiCl、LiBr、CaCl2等。
在上述第20解决方案下，液体吸收剂在吸湿部(65)吸收第1空气中的水分，这样，第1空气就被除湿。该液体吸收剂在循环回路(64)内流到达放湿部(66)。液体吸收剂在放湿部(66)向第2空气放湿，这样，液体吸收剂既得到了再生，第2空气也被加湿。被再生的液体吸收剂在循环回路(64)中流再次到达吸湿部(65)，重复进行该循环。
在上述第21解决方案下，除湿手段中的湿度媒体对第2空气放湿，这样湿度媒体既得到了再生，第2空气也被加湿。之后，被加湿的第2空气通过调湿手段(90)被供向室内。此时，第2空气的一部分接收了湿度媒体放出的水分的一部分后而被原样地供向室内；剩下的第2空气在接收由湿度媒体放出的水分的剩下部分后且与供向热交换器(30)之前的第2空气进行热交换而被冷却，该第2空气中的水分发生冷凝并被除去后才被供向室内。换句话说，从湿度媒体放出的水分仅有一部分和第2空气一起供向室内。
因此，按本发明，因由除湿手段(55，60)除湿而湿度在外气的绝对湿度以下的第1空气在膨胀机(22)膨胀，故防止了在膨胀机(22)出口处的第1空气中形成水滴、冰，还防止了从膨胀机(22)喷出后的水分冷凝，而可将膨胀机(22)出口处的第1空气的温度设定得比外气温度低。这样的话，就可将膨胀机(22)入口处的第1空气的温度设定得更低一些，而在维持着在热交换器(30)施加给第2空气的热量的情况下减小对压缩机(21)的输入。结果，可谋求效能比的提高，同时防止在来自膨胀机(22)的第1空气中生成水滴等，而不需要排水处理、排雪处理，从而谋求结构的简单化。
特别是，在上述第2解决手段下，以包含来自室外的给气的空气作第2空气。因一般是在室外气温比较低的情况下才需要制暖的，故包含来自室外的给气的低温空气被作为第2空气供向热交换器(30)。这样的话，在热交换器(30)可将第1空气冷却到低温，也就可将膨胀机(22)入口处的第1空气的温度设定为低温。这样，就在维持着在热交换器(30)施加给第2空气的热量的情况下减小了对压缩机(21)的输入，结果是能更确实地提高效能比。因即使在这样的情况下，也由除湿手段(55，60)将第1空气抽湿到外气的绝对湿度以下，因而可省略排水处理、排雪处理，最终是简化结构。
而且，在上述第2解决方案下，以包含来自室内的排气的空气为第1空气，以包含来自室外的给气的空气为第2空气，因此，在进行空调的同时还能进行换气。再就是，因由压缩机(21)压缩包含排气的第1空气，且让被压缩的第1空气和含有给气的第2空气在热交换器(30)进行热交换，故能将为换气而被排到室外的排气中所含有的温热回收起来。结果，可削减由于换气而造成的能量损失。
根据上述第3解决方案，可利用从第1空气除去的水分对第2空气加湿。这样，就不用为给第2空气加湿而另行供给水分了，从而可谋求结构的简单化。而且，在将从第1空气除去的水分全部供向第2空气的情况下，也就没有必要把该水分作为要排出去的水来处理了，还可以谋求结构的简单化。
根据上述第5～第9解决方案，第1空气中的水分不发生冷凝，就能被分离出来。因此，和让水分冷凝后再将它除去相比，对第1空气进行除湿所需的能量可大幅度地减少，以谋求提高效能比。
特别是，根据上述第8解决方案，可在被压缩的空气中的水分为水蒸气状态下将它供给第2空气。因此，在对第2空气加湿的时候，水分在第2空气中不会蒸发，第1空气中的水蒸气所具有的能量被第2空气回收，这样就可使制暖能力提高，从而谋求效能比的提高。
根据上述第9解决方案，和运转状态无关，由减压手段(36)确保分离膜两侧的水蒸气分压差，总是能借助水分除去手段从被压缩的空气中分离出水蒸气来，而进行对第1空气的除湿。
根据上述第11～第20解决方案，可以借助除湿手段(60)的湿度媒体连续地让第1空气中的水分移向第2空气，而不断地对第1空气除湿，对第2空气加湿。特别是，根据第12～第20解决方案，除湿手段(60)的湿度媒体可由固体吸附剂、液体吸收剂构成。而且，根据第13、第20解决方案，分别对应着每一个湿度媒体构成除湿手段(60)。
最后，根据上述第21解决方案，仅将由除湿手段(60)中的湿度媒体释放到第2空气中的水分的一部分供向室内。有时，接收了来自湿度媒体的水分的第2空气，其绝对湿度比内气的绝对湿度还高。若在这样的情况下将第2空气原样供向室内，室内的湿度就会上升，有可能给室内人带来不快感。与此相对，根据本解决方案，可将湿度媒体所放出的水分中维持室内湿度所必须的那一部分供向室内，而让人感觉起来室内很舒服。
下面，为对附图的简单说明。
图1概略地示出了实施例1所涉及的空调装置的结构。
图2为用以说明实施例1所涉及的空调装置的工作情况的空气图线。
图3概略地示出了实施例2所涉及的空调装置的结构。
图4为用以说明实施例2所涉及的空调装置的工作情况的空气图线。
图5概略地示出了实施例2的变形例所涉及的空调装置的结构。
图6概略地示出了实施例3所涉及的空调装置的结构。
图7为用以说明实施例3所涉及的空调装置的工作情况的空气图线。
图8概略地示出了实施例3的变形例所涉及的空调装置的结构。
图9概略地示出了已往的利用空气循环进行热泵运转的制暖装置的结构。
下面，参考附图，详细说明本发明的实施例。(实施例1)
如图1所示，本实施例中的空调装置(10)包括：第1系统(20)、第2系统(40)及除湿手段即水蒸气分离器(55)，进行的是制暖。
上述第1系统(20)，它是通过借助导气管依次将压缩机(21)、水蒸气分离器(55)、热交换器(30)、膨胀机(22)连接起来而构成的，为一空气进行冷冻循环工作的空气循环回路。该第1系统(20)还包括：接在压缩机(21)的入口的第1入口导气管(23)、接在膨胀机(22)的出口的第1出口导气管(24)。第1入口导气管(23)的一端口朝室内开着，将内气作为第1空气吸入，自该第1入口导气管(23)吸入的内气是为换气而从室内排出的排气。第1出口导气管(24)的一端口朝室外开着，将来自膨胀机(22)的低温的第1空气导向室外。
上述第2系统(40)，是通过在热交换器(30)的入口接上第2入口导气管(43)，在它的出口接上第2出口导气管(44)而构成的。第2入口导气管(43)的一端口朝室外开着，将外气作为第2空气吸入。自该第2入口导气管(43)吸入的外气是为换气而被供向室内的给气。第2出口导气管(44)的一端口朝室内开着，将来自热交换器(30)的高温的第2空气供向室内。
马达(35)接在上述压缩机(21)上。该压缩机(21)又接在上述膨胀机(22)上。这样，压缩机(21)就靠马达(35)的驱动力和空气在膨胀机(22)中膨胀时的膨胀工作来驱动。
在上述热交换器(30)中形成有放热通路(31)和吸热通路(32)。放热通路(31)的一端和上述水蒸气分离器(55)借助导气管相连，放热通路(31)的另一端和膨胀机(22)借助导气管相连，第1空气在其内部流。吸热通路(32)的一端和第2入口导气管(43)相连接，吸热通路(32)的另一端和第2出口导气管(44)相连接，第2空气在其内部流。热交换器(30)让放热通路(31)中的第1空气和吸热通路(32)中的第2空气进行热交换，而将第2空气加热。
上述水蒸气分离器(55)中有分离膜、和由该分离膜的分割而形成的高压空间和低压空间。在高压空间的入口接有压缩机(21)，在它的出口接有热交换器(30)的放热通路(31)，且被压缩机(21)压缩了的第1空气在高压空间中流动。于是，该水蒸气分离器(55)具有的结构，可通过使该第1空气中的水蒸气透过上述分离膜从高压空间移向低压空间而对第1空气进行除湿。该水蒸气分离器(55)对第1空气进行除湿，使第1空气的绝对湿度在外气的绝对湿度以下，构成为除湿手段。
上述分离膜由氟化乙稀树脂等高分子膜构成，因此，该分离膜具有的结构，可借助水分子在膜内部的扩散让水蒸气透过。顺便提一下，该分离膜亦可由由干凝胶等形成的气体分离用多孔膜构成。这种情况下，水分子通过毛细管时冷凝、扩散，空气中的水蒸气借此透过分离膜。
真空泵(36)接向上述水蒸气分离器(55)的低压空间。该真空泵(36)是用来降低该低压空间的压力的，构成为确保低压空间和高压空间中的水蒸气分压差的减压手段。
上述真空泵(36)的出口接着排水管(51)的一端。排水管(51)的另一端分出第1分支管(52)和第2分支管(53)。第1分支管(52)接在第2出口导气管(44)上，并将从真空泵(36)排出的水分的一部分供给第2空气。第2分支管(53)延长到室外口朝室外开着，并将来自真空泵(36)的剩余水分排向室外。
-运转操作-
其次，参考图2中的空气线图，对上述空调装置(10)的运转操作加以说明。
在第1系统(20)下，点A状态下的外气作为第1空气被从第1入口导气管(23)吸入。该第1空气被吸入压缩机(21)并被压缩，绝对湿度一定不变，温度及压力上升，成为点B的状态。点B状态下的第1空气进入水蒸气分离器(55)且在高压空间中流。其间，第1空气中的水蒸气透过分离膜移向低压空间，第1空气的温度一定不变，绝对湿度下降，这样成为点C的状态。在此状态下，第1空气的绝对湿度比外气的绝对湿度低。
点C状态下的第1空气，进入热交换器(30)，在放热通路(31)中流动并与吸热通路(32)中的第2空气进行热交换。第1空气通过该热交换被冷却，绝对湿度一定不变，温度下降，成为点D的状态。点D状态下的第1空气在膨胀机(22)中膨胀后，绝对湿度一定不变，温度及压力下降，成为点E的状态。最后，点E状态下的第1空气通过第1出口导气管(24)被排向室外。
在水蒸气分离器(55)中从第1空气分离出来的水蒸气，通过真空泵(36)流向排水管(51)。其间，该水蒸气有一部分发生冷凝，而分别流向第1分支管(52)和第2分支管(53)。第1分支管(52)中主要流入水蒸气状态的水分，该水分被供向第2出口导气管(44)内的第2空气。该第2分支管(53)中主要流入已冷凝的水分，该水分被作为排出水而排向室外。
在第2系统(40)下，点F状态下的外气作为第2空气被从第2入口导气管(43)吸入。该第2空气进入热交换器(30)，在吸热通路(32)中流并和放热通路(31)中的第1空气进行热交换。第2空气通过该热交换被加热，绝对湿度一定不变，温度上升，成为点G的状态。
点H状态下的第2空气，从吸热通路(32)出来在第2出口导气管(44)内流。其间，通过第1分支管(52)且为水蒸气状态的水分被供向第2出口导气管(44)内的第2空气。于是，点G状态下的第2空气温度基本一定，绝对湿度上升，成为点H的状态。最后，点H状态下的第2空气通过第2出口导气管(44)被供向室内。
-实施例1的效果-
根据实施例1，因从第1入口导气管(23)吸入外气作第1空气，且在水蒸气分离器(55)内对该第1空气除湿，故可使膨胀机(22)入口处的第1空气的绝对湿度比外气的绝对湿度低。这样，就既防止了在第1空气中形成水滴、冰，却又可将膨胀机(22)出口处的第1空气的温度设定得比外气的温度低。尤其是，在该实施例中，仅吸入来自第2入口导气管(43)的低温外气作第2空气。因此，第1空气通过在热交换器(30)与低温的第2空气进行热交换会被冷却到更低的温度。
这样，按照本实施例，可将膨胀机(22)入口处的第1空气的温度设定得更低一些，在维持着在热交换器(30)施加给第2空气的热量的情况下减小对压缩机(21)的输入。结果，可谋求效能比的提高，同时可防止在来自膨胀机(22)的第1空气中生成水滴等，而不需要排水处理、排雪处理，最终谋求结构的简单化。
还有，因以来自室内的排气为第1空气，以来自室外的给气为第2空气，故在进行空调的同时还能进行换气。再就是，因由压缩机(21)压缩由排气形成的第1空气，且让被压缩的第1空气和由给气形成的第2空气在热交换器(30)进行热交换，故能将为换气而被排到室外的排气中所含有的温热回收起来。结果，可削减伴随换气而造成的能量损失。
还有，可利用在水蒸气分离器(55)从第1空气除去的水分对第2空气加湿，故不用为给第2空气加湿而另行供给水分了，从而可谋求结构的简单化。
还有，因在水蒸气分离器(55)中利用分离膜从第1空气中分离出水蒸气，故在第1空气中的水分不冷凝的情况下，就能将它分离出来。因此，和让水分冷凝后再将它除去相比，对第1空气进行除湿所需的能量就可大幅度地减少，以谋求提高效能比。
还有，因由真空泵(36)对水蒸气分离器(55)的低压空间进行降压，故可确保水蒸气分离器(55)中的分离膜两侧的水蒸气分压差，而与运转状态无关。结果，在水蒸气分离器(55)中总是确能对第1空气进行除湿。(实施例1的变形例)
在上述实施例中，是通过由真空泵(36)降低水蒸气分离器(55)的低压空间的压力，这样，在水蒸气分离器(55)中从第1空气分离出水蒸气的。与此相对，还可以不设真空泵(36)，并改变水蒸气分离器(55)的结构，以让该水蒸气分离器(55)构成为：能使第1空气中的水蒸气透过分离膜移向第2空气。
换句话说，在本变形例的水蒸气分离器中，形成由分离膜隔离出的第1空间和第2空间。在上述第1系统(20)中的压缩机(21)、热交换器(30)之间连接第1空间，在该第1空间中来自压缩机(21)的第1空气在流。在上述第2系统(40)的第2入口导气管(43)的中途连接第2空间。在第2空间来自热交换器(30)的第2空气流。这样，第1空气中的水蒸气便在第1空间和第2空间的水蒸气分压差的作用下透过分离膜移向第2空气，且该被分离的水蒸气和第2空气一起被供向室内，来对室内加湿。
根据该变形例，可在维持被压缩的第1空气的水分为水蒸气状态的情况下，将它供向第2空气。因此，在对第2空气加湿的时候，在第2空气中水分不会蒸发，第1空气中的水蒸气所具有的能量被第2空气回收，这样就可使制暖能力提高，从而谋求效能的提高。(实施例2)
用除湿手段，即除湿机构(60)代替上述实施例1中的水蒸气分离器(55)，就构成本发明的实施例2。其他结构都和实施例1中的一样，故下面仅说明和实施例1不同的结构。
如图3所示，上述除湿机构(60)被设在第1入口导气管(23)及第2出口导气管(44)的中途，该除湿机构(60)由旋转部件(61)、吸湿部(62)及放湿部(63)构成，也就是说，其结构和旋转式除湿器一样。
上述旋转部件(61)，其形成为圆板状且让空气在厚度方向上通过。旋转部件(61)，它备有将水分吸附在其上的固体吸附剂，构成了让所通过的空气和固体吸附剂相接触的湿度媒体。再就是，旋转部件(61)与未示的驱动机构即驱动马达相接，在驱动马达的驱动下旋转，而在吸湿部(62)和放湿部(63)之间移动。旋转部件(61)的固体吸附剂的主成分为多孔性无机化合物，选细孔径0.1～20nm左右的、吸收水分的无机化合物作该无机化合物。
上述吸湿部(62)被设置在第1入口导气管(23)的中途。在吸湿部(62)，第1入口导气管(23)内的第1空气通过旋转部件(61)，该第1空气中的水分吸附在旋转部件(61)中的固体吸附剂上。第1空气就这样被除湿。
上述放湿部(63)被设置在第2出口导气管(44)的中途。在放湿部(63)，第2出口导气管(44)内的第2空气通过旋转部件(61)，吸附在旋转部件(61)的固体吸附剂上的水分脱下来，放到该第2空气中。就这样，固体吸附剂得到了再生，第2空气也被加湿了。
如上所述，旋转部件(61)在驱动马达的驱动下在吸湿部(62)和放湿部(63)间移动。于是，吸湿部(62)上从第1空气吸湿的那一部分旋转部件(61)伴随着旋转部件(61)的旋转而移向放湿部(63)。在放湿部(63)，水分自旋转部件(61)的固体吸附剂脱出而使这一部分得以再生。也就是说，旋转部件(61)对第2空气放湿。之后，旋转部件(61)被再生的部分再次移向吸湿部(62)。除湿机构(60)重复以上操作，而连续地对第1空气除湿，对第2空气加湿。
-运转操作-
其次，参照图4中的空气图线，对上述空调装置(10)的运转操作加以说明。
在第1系统(20)下，点I状态下的内气作为第1空气被从第1入口导气管(23)吸入，该第1空气在除湿机构(60)的吸湿部(62)与旋转部件(61)相接触而被除湿，该第1空气发生等熵变化而使它的绝对湿度下降，温度上升，沿等熵线从点I的状态变化为点J的状态。在该状态下，第1空气的绝对湿度比外气的绝对湿度低。
点J状态下的第1空气被压缩机(21)压缩，绝对湿度一定，温度及压力上升，成为点K的状态。点K状态下的第1空气进入热交换器(30)并在放热通路(31)中流动，与吸热通路(32)中的第2空气进行热交换。第1空气通过该热交换被冷却，绝对湿度一定不变，温度下降，成为点L的状态。点L状态下的第1空气经膨胀机(22)膨胀后，绝对湿度一定不变，温度及压力下降，成为点M的状态。最后，点M状态下的第1空气通过第1出口导气管(24)而被排向室外。
在第2系统(40)中，点N状态下的外气作为第2空气被从第2入口导气管(43)吸入。点N状态下的第2空气进入热交换器(30)，在吸热通路(32)中流。此间，该第2空气和放热通路(31)中的第1空气进行热交换，绝对湿度一定不变，温度上升，成为点O的状态。
点O状态下的第2空气通过第2出口导气管(44)，进入除湿机构(60)的放湿部(63)。第2空气在放湿部(63)和旋转部件(61)相接触，旋转部件(61)对第2空气放湿。第2空气发生等熵变化而使绝对湿度上升，温度下降，沿等熵线从点O的状态成为点P的状态。点P状态下的第2空气通过第2出口导气管(44)被供向室内。
除湿机构(60)中的旋转部件(61)被驱动旋转。该旋转部件(61)在吸湿部(62)和放湿部(63)之间移动，重复进行在吸湿部(62)的吸湿和在放湿部(63)的放湿。就这样，连续地进行对第1空气的除湿和对第2空气的加湿。
-实施例2的效果-
根据本实施例2，因将由除湿机构(60)除湿了的第1空气供向压缩机(21)，故和上述实施例1一样，能得到在到达膨胀机(22)之前就将第1空气除湿所带来的效果。
-实施例2的变形例-
在上述实施例中，利用固体吸附剂构成了除湿机构(60)，不仅如此，还可以用液体吸收剂代替固体吸附剂来形成除湿机构(60)。
如图5所示，利用液体吸收剂而构成的除湿机构(60)，它是通过用液管(68)依次将吸湿部(65)、放湿部(66)及泵(67)连接起来而形成的循环回路(64)构成的。该循环回路(64)中充填了金属卤化物的水溶液作液体吸收剂。该金属卤化物可为例如，LiCl、LiBr、CaCl2等。顺便提一下，该液体吸收剂也可为亲水性有机化合物的水溶液。该有机化合物，例如有：乙二醇、甘油、吸水性树脂等。
上述吸湿部(65)被设置在第1入口导气管(23)的中途。吸湿部(65)中设有水分可透过的疏水性多孔膜，由于该疏水性多孔膜隔着而形成了空气空间和液体空间。第1入口导气管(23)接向空气空间，第1空气在内部流。液管(68)接向液体空间，液体吸收剂在内部流。于是，在吸湿部(65)，空气空间中的第1空气和液体空间中的液体吸收剂隔着疏水性多孔膜而间接地接触，该第1空气中所含的水分透过疏水性多孔膜被该液体吸收剂吸收。吸湿部(65)就这样对第1空气进行除湿。
上述放湿部(66)被设置在热交换器(30)中。放湿部(66)中设有水分可透过的疏水性多孔膜，在疏水性多孔膜的一侧形成液体空间，隔着疏水性多孔膜在液体空间的相反侧构成为热交换器(30)的吸热通路(32)。液管(68)接向该液体空间，液体吸收剂在内部流。于是，在放湿部(66)，液体空间中的液体吸收剂和吸热通路(32)中的第2空气进行热交换而被加热，同时，体空间中的液体吸收剂和吸热通路(32)中的第2空间通过疏水性多孔膜间接地接触，该液体吸收剂中所含的水分透过疏水性多孔膜被供向该第2空气。在放湿部(66)就这样由液体吸收剂对第2空气放湿。
在上述循环回路(64)中，液体吸收剂在泵(67)的作用下在内部循环，而连续地对第1空气除湿。换句话说，在吸湿部(65)吸收了第1空气中的水分的液体吸收剂，流过液管(68)而进入放湿部(66)。在放湿部(66)，液体吸收剂被加热，还对第2空气放湿。液体吸收剂就这样得以再生。被再生的液体吸收剂流过液管(68)，再次进入吸湿部(65)，重复进行该循环。(实施例3)
在上述实施例2的基础上，再设置一调湿器(91)，并对除湿机构(60)的结构作一些更改，即为本发明的实施例3。下面，对和实施例2不同的结构作一些说明。
如图6所示，上述调湿器(91)中形成有低温通路(92)和高温通路(93)。低温通路(92)接在第2系统(40)的第2入口导气管(43)的中途，从第2入口导气管(43)吸入的作为第2空气的低温外气在该低温通路(92)中流。高温通路(93)接在第2系统(40)中的第2出口导气管(44)的除湿机构(60)的下游。在除湿机构(60)的放湿部(63)被加湿的第2空气的一部分，被送向高温通路(93)。
低温通路(92)中的低温第2空气和高温通路(93)的高温第2空气在调湿器(91)中进行热交换，高温通路(93)的第2空气被冷却，该第2空气中的水蒸气的一部分发生冷凝。还有，构成调湿器(91)来调节该第2空气的湿度，以便高温通路(93)内的第2空气的绝对湿度和内气的绝对湿度一样。
本实施例中的除湿机构(60)，和所谓的旋转式除湿器的结构一样。这一点和实施例2一样。但本实施例中的除湿机构(60)包括：第1旋转部件(61a)和第2旋转部件(61b)。
第1及第2旋转部件(61a，61b)，其结构和实施例2中的旋转部件(61)的一样，第1旋转部件(61a)比第2旋转部件(61b)稍薄一些。且这样来布置第1及第2旋转部件(61a，61b)，即让第1旋转部件(61a)位于第1入口导气管(23)的上游，第2旋转部件(61b)位于它的下游，且让第2旋转部件(61b)位于第2出口导气管(44)的上游，第1旋转部件(61a)位于它的下游。
上述第1及第2旋转部件(61a，61b)与驱动机构即驱动马达相连，在驱动马达的驱动下旋转，且在吸湿部(62)和放湿部(63)之间移动。这一点和实施例2一样。
在上述除湿机构(60)中设置2个旋转部件(61a，61b)以后，就要这样来形成吸湿部(62)和放湿部(63)了。换句话说，在本实施例中，构成吸湿部(62)，以让来自第1入口导气管(23)的第1空气通过第1及第2旋转部件(61a，61b)；构成放湿部(63)，以让来自第2出口导气管(44)的第2空气通过第1及第2旋转部件(61a，61b)。
分支导气管(45)的一端接在上述放湿部(63)第1旋转部件(61a)和第2旋转部件(61b)之间，分支导气管(45)的另一端接在第2出口导气管(44)的调湿器(91)的下游。这样，在放湿部(63)通过了第2旋转部件(61b)的第2空气的一部分流过该分支导气管(45)，这一部分第2空气通过分支导气管(45)，旁路第1旋转部件(61a)。该分支导气管(45)和调湿器(91)构成调湿手段(90)。
-运转操作-
其次，参考图7中的空气图线对上述空调装置(10)的运转操作加以说明。顺便提一下，第1系统(20)中的操作和上述实施例2中的一样，说明就省略不提了。
在第2系统(40)下，点N状态下的外气自第2入口导气管(43)被作为第2空气吸入，第2空气流入调湿器(91)的低温通路(92)，与高温通路(93)内的空气进行热交换，成为点O的状态。点O状态下的第2空气进入热交换器(30)并在吸热通路(32)中流，与放热通路(31)的第1空气进行热交换，成为点P的状态。以上所说的第2系统(40)下的操作和实施例2一样。
点P状态下的第2空气通过第2出口导气管(44)进入除湿机构(60)的放湿部(63)。第2空气在放湿部(63)和第2旋转部件(61b)接触，而由第2旋转部件(61b)对第2空气放湿。第2空气发生等熵变化，绝对湿度上升，温度下降，沿等熵线从点P的状态变化为点S的状态。在点S的状态下，第2空气的绝对湿度和点I状态下的内气相等。
点S状态下的第2空气被分流，该第2空气的一部分流向分支导气管(45)，剩下的流向第1旋转部件(61a)。此时，让该第2空气的大部分流向分支导气管(45)，让流向分支导气管(45)的第2空气的流量比流向第1旋转部件(61a)的第2空气的流量多。
流向第1旋转部件(61a)的那一部分第2空气和第1旋转部件(61a)接触，第1旋转部件(61a)对该第2空气放湿。这一部分第2空气发生等熵变化，而使它的绝对湿度上升，温度下降，沿等熵线从点S的状态变化为点T的状态。点T状态下的第2空气通过第2出口导气管(44)进入调湿器(91)的高温通路(93)中。
以点T状态进入高温通路(93)的第2空气在调湿器(91)和以点N状态进入低温通路(92)的第2空气进行热交换而被冷却。第2空气中的水蒸气在高温通路(93)中发生冷凝，第2空气的温度及湿度下降，成为点U的状态。在点U的状态下，第2空气的绝对湿度和点I状态下的内气相等，且第2空气的温度比点I状态下的内气的温度低。
点U状态下的第2空气流过第2出口导气管(44)和来自分支导气管(45)的第2空气合流。因此，来自调湿部的点U状态的第2空气和来自分支导气管(45)的点S状态下的第2空气混合在一起，而成为点V的状态。最后，绝对湿度和内气相等的点V状态的第2空气通过第2出口导气管(44)而被供向室内。
除湿机构(60)中的第1及第2旋转部件(61a，61b)被驱动而旋转。于是，该两个旋转部件(61a，61b)就在吸湿部(62)和放湿部(63)之间移动。重复进行在吸湿部(62)的吸湿和在放湿部(63)的放湿，而连续地进行对第1空气的除湿和对第2空气的加湿。
-实施例3的效果-
根据实施例3，因由除湿机构(60)除湿了的第1空气被供向压缩机(21)，故和上述实施例1一样，能得到在到达膨胀机(22)之前对第1空气除湿所带来的效果。
还有，可仅使除湿机构(60)中的两个旋转部件(61a，61b)向第2空气放出的水分中的一部分和第2空气一起供向室内。这时，若将两个旋转部件(61a，61b)所放出的水分都供向室内，内气的温度就会上升，有时会给室内的人带去不舒适的感觉。与此相对，本实施例是这样进行除湿的，即让和第2旋转部件(61b)接触，绝对湿度已和内气一样的第2空气的一部分分流流向分支导气管(45)，让剩余的第2空气和第1旋转部件(61a)接触后，再使它在调湿器(91)中和内气的绝对湿度相等。结果，可将绝对湿度已和内气相等的第2空气供向室内，仅将维持室内的湿度所必须的那一部分供向室内，就能维持室内的舒适性。
-实施例3的变形例-
在上述实施例中，利用固体吸附剂构成了除湿机构(60)，不仅如此，还可以用液体吸收剂代替固体吸附剂来形成除湿机构(60)。如图8所示，该变形例中的利用液体吸收剂而构成的除湿机构(60)和上述实施例2的变形例一样。再就是，分支导气管(45)的一端接在放湿部(66)中的吸热通路(32)的中途。这样，所构成的分支导气管(45)就将吸热通路(32)内的第2空气的一部分分流，在调湿器(91)下游的第2出口导气管(44)和剩下的第2空气合流。其他结构均与实施例2相同。(其他实施例)
-第1变形例-
在上述各实施例中，是将内气作为第1空气吸入第1系统(20)中，将外气作为第2空气吸入第2系统(40)中，而进行制暖运转的。不仅如此，制暖运转还可象下述这样进行。
首先，可以将内气作为第1空气从第1系统(20)的第1入口导气管(23)吸入，再从第1出口导气管(24)排向室外；将内气和外气的混合空气作为第2空气从第2系统(40)的第2入口导气管(43)吸入，再从第2出口导气管(44)供向室内。
还可以将内气和外气的混合空气作为第1空气从第1系统(20)的第1入口导气管(23)吸入，再从第1出口导气管(24)排向室外；将外气作为第2空气从第2系统(40)的第2入口导气管(43)吸入，再从第2出口导气管(44)供向室内。
还可以将内气和外气的混合空气作为第1空气从第1系统(20)的第1入口导气管(23)吸入，再从第1出口导气管(24)排向室外；将内气和外气的混合空气作为第2空气从第2系统(40)的第2入口导气管(43)吸入，再从第2出口导气管(44)供向室内。
顺便提一下，就是在将内气和外气的混合气体作为第1空气从第1入口导气管(23)吸入的情况下，也是由水蒸气分离器(55)或者除湿机构(60)对第1空气除湿，使它的绝对湿度在外气的绝对湿度以下。
-第2变形例-
在上述各实施例中，仅有第2空气通过第2出口导气管(44)被供向室内。此时，在某些运转状态下，会出现膨胀机(22)出口的第2空气的温度非常高的情形。若在这种情况下，将高温的第2空气直接吹向室内，反而会给室内的人带去不舒适的感觉。因此，在来自膨胀机(22)的第2空气的温度很高的情况下，可以事先将第2空气和内气混合一下，等它下降了以后，再将它供向室内。
综上所述，对室内制暖时本发明所涉及的空调装置很有用。特别是在靠空气循环进行空气调节的时候。