JP2009109115A - 調湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】除湿側と加湿側に交互に切り換えられる２つの空気通路（61，62）のそれぞれに吸着熱交換器（51，52）などの吸着部材を備えた調湿装置において、加湿運転時の空気流通経路の切り換え時に吹き出される空気の湿度が高くなりすぎるのを防止する。
【解決手段】加熱側の吸着熱交換器（51，52）を通った空気を室内に供給して冷却側の吸着熱交換器（52，51）を通った空気を室外に排出する加湿運転時に、空気通路（61，62）の切り換え動作を吸着熱交換器（51，52）の切り換え動作よりも時間的に遅らせて実行するコントローラ（65）を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸着剤が担持された吸着部材で空気の湿度調節を行う調湿装置に関し、特に、除湿側と加湿側に交互に切り換えられる２つの空気通路のそれぞれに吸着部材が配置され、各空気通路を除湿側と加湿側に交互に切り換えながら除湿側の空気または加湿側の空気を室内へ供給する調湿装置に関するものである。

従来より、室外空気や室内空気の湿度調節を行い、調湿後の空気を室内へ供給する調湿装置が知られている。この種の調湿装置として、特許文献１には、吸着剤が担持された吸着熱交換器を備えた調湿装置が開示されている。

特許文献１の調湿装置は、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路を有している。冷媒回路には、圧縮機と、第１吸着熱交換器と、第２吸着熱交換器と、膨張弁と、四方切換弁とが接続されている。圧縮機は、ケーシング内の所定の収容室に設けられている。また、第１吸着熱交換器と第２吸着熱交換器とは、ケーシング内の２つの熱交換器室にそれぞれ設置されている。

冷媒回路では、第１吸着熱交換器が凝縮器となって第２吸着熱交換器が蒸発器となる動作と、第２吸着熱交換器が凝縮器となって第１吸着熱交換器が蒸発器となる動作とが交互に切り換えられる。蒸発器として動作する吸着熱交換器では、吸着剤に空気中の水分が吸着される。凝縮器として動作する吸着熱交換器では、水分が吸着剤から脱離して空気に付与される。

また、特許文献１の調湿装置は、除湿側と加湿側に交互に切り換えられる２つの空気通路を有し、各吸着熱交換器を通過した空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出するように構成されている。例えば、除湿運転中の調湿装置では、第１及び第２の吸着熱交換器のうち蒸発器（除湿側）として動作する方を通過した空気が室内へ供給されて、凝縮器として動作する方を通過した空気が室外へ排出されるように、ケーシング内での空気の流通経路が設定される。また、加湿運転中の調湿装置では、第１及び第２の吸着熱交換器のうち凝縮器（加湿側）として動作する方を通過した空気が室内へ供給されて、蒸発器として動作する方を通過した空気が室外へ排出されるように、ケーシング内での空気の流通経路が設定される。

この調湿装置では、このような空気の流通経路を複数のダンパの開閉動作によって切り換えるようにしている。具体的に、この調湿装置では、８つのダンパを開閉制御することで各吸着熱交換器を流通する空気の流通経路を変更し、除湿運転や加湿運転等を切り換えている。そして、第１吸着熱交換器と第２吸着熱交換器を蒸発器と凝縮器に交互に切り換えるのに合わせてダンパを開閉制御して空気の流通経路も切り換え、除湿運転時には常に蒸発器を通った空気を室内に供給し、加湿運転時には常に凝縮器を通った空気を室内に供給するようにしている。
特開２００６−３４９３０４号公報

ところで、加湿運転時に２つの吸着熱交換器のうちの１つが凝縮器（加湿側）に切り換わった直後にその凝縮器に空気を流すと、吸着剤に含まれていた多くの水分が一気に空気に放出され、空気の湿度が非常に高くなる。そのため、吸着熱交換器の除湿側と加湿側を切り換えるのと同時にダンパを切り換えて、凝縮器を通った空気をすぐに室内に供給すると、湿度の高すぎる空気が室内に供給されてしまい、室内にいる人に不快感を与えるおそれがある。

このことは、例えばハニカム状の基材の表面に吸着剤を担持した構造の２つの吸着素子を除湿側と加湿側に切り換えながら空気の流通経路も切り換えて、除湿運転または加湿運転を行うタイプの調湿装置で加湿運転を行うときにも起こりうる問題である。要するに、吸着熱交換器や吸着素子のような吸着部材を２つの空気流通経路のそれぞれに備えて除湿側と加湿側に切り換えながら運転を行う調湿装置において、加湿運転時の空気の流通経路の切り換え時に湿度の高すぎる空気が吹き出されることが問題となるおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、除湿側と加湿側に交互に切り換えられる２つの空気通路のそれぞれに吸着部材を備えた調湿装置において、加湿運転時の空気流通経路の切り換え時に吹き出される空気の湿度が高くなりすぎるのを防止することである。

第１の発明は、吸着剤が担持された第１吸着部材（51）と、吸着剤が担持された第２吸着部材（52，112）と、該第１吸着部材（51）が配置される第１空気通路（61）と第２吸着部材（52，112）が配置される第２空気通路（62）とを備えたケーシング（11）と、該ケーシング（11）内に設けられて各吸着部材（51，52）を加熱または冷却する温度調節機構（50）と、第１吸着部材（51）を加熱して第２吸着部材（52，112）を冷却する第１動作と第１吸着部材（51）を冷却して第２吸着部材（52，112）を加熱する第２動作を切り換える温度調節切換手段（54）と、上記第１空気通路（61）と第２空気通路（62）を交互に室内への空気供給経路に切り換える空気流通経路切換手段（41〜48）と、を備えた調湿装置を前提としている。

そして、この調湿装置は、加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室内に供給して冷却側の吸着部材（52，51）を通った空気を室外に排出する加湿運転時に、上記空気流通経路切換手段（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作を、上記温度調節切換手段（54）による吸着部材（51，52）の切り換え動作よりも時間的に遅らせて実行する切換制御手段（65）を備えていることを特徴としている。

この第１の発明では、加湿運転時には、空気通路（61，62）の切換動作を吸着部材（51，52）の切換動作よりも時間的に遅らせて実行するようにしているので、２つの吸着部材（51，52）のうちの１つが加熱側に切り換わった直後にその吸着部材を通過して湿度が急激に高くなった空気がすぐには室内に供給されず、例えば５秒程度の時間をおいてから室内に供給することができる。こうすると、その５秒の間にも空気が加熱側の吸着部材を通過することになって空気の湿度が下がり、その後に室内に加湿用の空気が供給される。

第２の発明は、第１の発明において、上記切換制御手段（65）が、冷却側の吸着部材（52，51）を通った空気を室内に供給して加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室外に排出する除湿運転時には、上記空気流通経路切換手段（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作と、上記温度調節切換手段（54）による吸着部材（51，52）の切り換え動作を、同時に実行するように構成されていることを特徴としている。

この第２の発明では、加湿運転時には、空気通路（61，62）の切換動作が吸着部材（51，52）の切換動作よりも時間的に遅らせて実行される一方、除湿運転時には、空気通路（61，62）の切り換え動作と吸着部材（51，52）の切り換え動作が同時に実行される。除湿運転時に冷却側に切り換わった直後の吸着部材（51，52）を空気が通過すると、空気中の水分が多量に吸着部材（51，52）に吸着され、空気が非常に乾燥した空気になる。しかし、乾燥した空気をそのまま室内に供給しても、室内にいる人に不快感は与えられないため、除湿運転時には空気通路（61，62）の切り換え動作を吸着部材（51，52）の切り換え動作より時間的に遅らせることはせず、同時に切り換えを行うようにしている。

第３の発明は、第１または第２の発明において、表面に吸着剤が担持された第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）を有する冷媒回路（50）を有し、該冷媒回路（50）は冷媒の循環方向を可逆に切り換えることが可能な切換機構（54）を備え、上記第１吸着部材（51）が第１吸着熱交換器（51）により構成されるとともに上記第２吸着部材（52，112）が第２吸着熱交換器（52）により構成され、上記温度調節機構（50）が上記冷媒回路（50）により構成され、上記温度調節切換手段（54）が上記冷媒回路（50）の切換機構（54）により構成されていることを特徴としている。

この第３の発明では、冷媒回路（50）における冷媒の循環方向を切り換えることにより第１吸着熱交換器（51）と第２吸着熱交換器（52）を凝縮器（加熱側）と蒸発器（冷却側）に切り換えるようにしており、加湿運転時に凝縮器を通過した空気がすぐに室内へ供給されないように、空気流通経路の切り換え動作が吸着熱交換器の切り換え動作よりも時間的に遅らせて行われる。

本発明によれば、加湿運転時には、空気通路（61，62）の切換動作を吸着部材（51，52）の切換動作よりも時間的に遅らせて実行するようにしているので、２つの吸着部材（51，52）のうちの１つが加熱側に切り換わった直後にその吸着部材（51，52）を通過して湿度が急激に高くなった空気をすぐに室内に供給せずに、例えば５秒程度の時間をおいてから室内に供給することができる。こうすると、その間にも空気が加熱側の吸着部材（51，52）を通過することで、湿度の上昇しすぎた空気の湿度が徐々に下がり、その後に室内へ空気を供給できる。したがって、湿度の高すぎる空気が室内に供給されないので、室内にいる人に不快感を与えるのを防止できる。

上記第２の発明によれば、加湿運転時には、空気通路（61，62）の切換動作が吸着部材（51，52）の切換動作よりも時間的に遅らせて実行される一方、除湿運転時には、空気通路（61，62）の切り換え動作と吸着部材（51，52）の切り換え動作が同時に実行される。除湿運転時に冷却側に切り換わった直後の吸着部材（51，52）を空気が通過すると、空気中の水分が多量に吸着部材（51，52）に吸着され、空気が非常に乾燥した状態になるが、乾燥した空気の場合は湿った空気とは違ってそのまま室内に供給しても、室内にいる人に不快感は与えられない。このように除湿運転時には空気通路（61，62）の切り換え動作を吸着部材（51，52）の切り換え動作より時間的に遅らせることはせず、同時に切り換えを行うようにすることで、制御を簡素化できる。

上記第３の発明によれば、冷媒の循環方向を切換機構（54）によって可逆に切り換えることが可能な冷媒回路（50）に設けた吸着熱交換器（51，52）を吸着部材（51，52）として用いるとともに、この冷媒回路（50）を温度調節機構（50）にし、冷媒回路（50）における冷媒の循環方向を切り換える切換機構（54）を温度調節切換機構（54）として用いているので、吸着部材（51，52）である吸着熱交換器（51，52）を冷却側と加熱側に切り換える操作を簡単に行うことができ、構成や制御を簡単にすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本実施形態の調湿装置（10）は、室内の湿度調節と共に室内の換気を行うものであり、取り込んだ室外空気（OA）を湿度調節して室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気（RA）を室外に排出する。

〈調湿装置の全体構成〉
調湿装置（10）について、図１，図２を適宜参照しながら説明する。なお、ここでの説明で用いる「上」「下」「左」「右」「前」「後」「手前」「奥」は、特にことわらない限り、調湿装置（10）を前面側から見た場合の方向を意味している。

調湿装置（10）は、ケーシング（11）を備えている。また、ケーシング（11）内には、冷媒回路（50）が収容されている。この冷媒回路（50）には、第１吸着部材である第１吸着熱交換器（51）、第２吸着部材である第２吸着熱交換器（52）、圧縮機（53）、温度調節切換手段としての切換機構である四方切換弁（54）、及び電動膨張弁（55）が接続されている。冷媒回路（50）の詳細は後述する。

ケーシング（11）は、やや扁平で高さが比較的低い直方体状に形成されている。図１に示すケーシング（11）では、左手前の側面（即ち、前面）が前面パネル部（12）となり、右奥の側面（即ち、背面）が背面パネル部（13）となり、右手前の側面が第１側面パネル部（14）となり、左奥の側面が第２側面パネル部（15）となっている。

ケーシング（11）には、外気吸込口（24）と、内気吸込口（23）と、給気口（22）と、排気口（21）とが形成されている。外気吸込口（24）及び内気吸込口（23）は、背面パネル部（13）に開口している。外気吸込口（24）は、背面パネル部（13）の下側部分に配置されている。内気吸込口（23）は、背面パネル部（13）の上側部分に配置されている。給気口（22）は、第１側面パネル部（14）における前面パネル部（12）側の端部付近に配置されている。排気口（21）は、第２側面パネル部（15）における前面パネル部（12）側の端部付近に配置されている。

ケーシング（11）の内部空間には、上流側仕切板（71）と、下流側仕切板（72）と、中央仕切板（73）と、第１仕切板（74）と、第２仕切板（75）とが設けられている。これらの仕切板（71〜75）は、何れもケーシング（11）の底板に立設されており、ケーシング（11）の内部空間をケーシング（11）の底板から天板に亘って区画している。

上流側仕切板（71）及び下流側仕切板（72）は、前面パネル部（12）及び背面パネル部（13）と平行な姿勢で、ケーシング（11）の前後方向に所定の間隔をおいて配置されている。上流側仕切板（71）は、背面パネル部（13）寄りに配置されている。下流側仕切板（72）は、前面パネル部（12）寄りに配置されている。

第１仕切板（74）及び第２仕切板（75）は、第１側面パネル部（14）及び第２側面パネル部（15）と平行な姿勢で設置されている。第１仕切板（74）は、上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間の空間を右側から塞ぐように、第１側面パネル部（14）から所定の間隔をおいて配置されている。第２仕切板（75）は、上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間の空間を左側から塞ぐように、第２側面パネル部（15）から所定の間隔をおいて配置されている。

中央仕切板（73）は、上流側仕切板（71）及び下流側仕切板（72）と直交する姿勢で、上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間に配置されている。中央仕切板（73）は、上流側仕切板（71）から下流側仕切板（72）に亘って設けられ、上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間の空間を左右に区画している。

ケーシング（11）内において、上流側仕切板（71）と背面パネル部（13）の間の空間は、上下２つの空間に仕切られており、上側の空間が内気側通路（32）を構成し、下側の空間が外気側通路（34）を構成している。内気側通路（32）は、内気吸込口（23）に接続するダクトを介して室内と連通している。内気側通路（32）には、内気側フィルタ（27）と内気湿度センサ（96）とが設置されている。外気側通路（34）は、外気吸込口（24）に接続するダクトを介して室外空間と連通している。外気側通路（34）には、外気側フィルタ（28）と外気湿度センサ（97）とが設置されている。

ケーシング（11）内における上流側仕切板（71）と下流側仕切板（72）の間の空間は、中央仕切板（73）によって左右に区画されており、中央仕切板（73）の右側の空間が第１熱交換器室（37）を構成し、中央仕切板（73）の左側の空間が第２熱交換器室（38）を構成している。第１熱交換器室（37）には、第１吸着熱交換器（51）が収容されている。第２熱交換器室（38）には、第２吸着熱交換器（52）が収容されている。また、図示しないが、第１熱交換器室（37）には、冷媒回路（50）の電動膨張弁（55）が収容されている。

各吸着熱交換器（51,52）は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器の表面に吸着剤を担持させたものであって、全体として長方形の厚板状あるいは扁平な直方体状に形成されている。各吸着熱交換器（51,52）は、その前面及び背面が上流側仕切板（71）及び下流側仕切板（72）と平行になる姿勢で、熱交換器室（37,38）内に立設されている。

ケーシング（11）の内部空間において、下流側仕切板（72）の前面に沿った空間は、上下に仕切られており、この上下に仕切られた空間のうち、上側の部分が給気側通路（31）を構成し、下側の部分が排気側通路（33）を構成している。

上流側仕切板（71）には、開閉式のダンパ（41〜44）が４つ設けられている。各ダンパ（41〜44）は、概ね横長の長方形状に形成されている。具体的に、上流側仕切板（71）のうち内気側通路（32）に面する部分（上側部分）では、中央仕切板（73）よりも右側に第１内気側ダンパ（41）が取り付けられ、中央仕切板（73）よりも左側に第２内気側ダンパ（42）が取り付けられる。また、上流側仕切板（71）のうち外気側通路（34）に面する部分（下側部分）では、中央仕切板（73）よりも右側に第１外気側ダンパ（43）が取り付けられ、中央仕切板（73）よりも左側に第２外気側ダンパ（44）が取り付けられる。

下流側仕切板（72）には、開閉式のダンパ（45〜48）が４つ設けられている。各ダンパ（45〜48）は、概ね横長の長方形状に形成されている。具体的に、下流側仕切板（72）のうち給気側通路（31）に面する部分（上側部分）では、中央仕切板（73）よりも右側に第１給気側ダンパ（45）が取り付けられ、中央仕切板（73）よりも左側に第２給気側ダンパ（46）が取り付けられる。また、下流側仕切板（72）のうち排気側通路（33）に面する部分（下側部分）では、中央仕切板（73）よりも右側に第１排気側ダンパ（47）が取り付けられ、中央仕切板（73）よりも左側に第２排気側ダンパ（48）が取り付けられる。

ケーシング（11）内において、給気側通路（31）及び排気側通路（33）と前面パネル部（12）との間の空間は、仕切板（77）によって左右に仕切られており、仕切板（77）の右側の空間が給気ファン室（36）を構成し、仕切板（77）の左側の空間が排気ファン室（35）を構成している。

上記構成において、内気側通路（32）と外気側通路（34）と給気側通路（31）と排気側通路（33）とにより、室外から室内へ向かう空気通路と室内から室外へ向かう空気通路とが構成され、この２つの空気通路により第１空気通路（61）と第２空気通路（62）が構成されている。そして、第１空気通路（61）側と第２空気通路（62）側にそれぞれ４つのダンパが含まれることになり、第１空気通路（61）と第２空気通路（62）における空気の流通経路が、上記ダンパ（41〜48）により切り換えられるように構成されている。

給気ファン室（36）には、給気ファン（26）が収容されている。また、排気ファン室（35）には排気ファン（25）が収容されている。給気ファン（26）及び排気ファン（25）は、何れも遠心型の多翼ファン（いわゆるシロッコファン）である。給気ファン（26）は、下流側仕切板（72）側から吸い込んだ空気を給気口（22）へ吹き出す。排気ファン（25）は、下流側仕切板（72）側から吸い込んだ空気を排気口（21）へ吹き出す。

給気ファン室（36）には、冷媒回路（50）の圧縮機（53）と四方切換弁（54）とが収容されている。圧縮機（53）及び四方切換弁（54）は、給気ファン室（36）における給気ファン（26）と仕切板（77）との間に配置されている。

ケーシング（11）内において、第１仕切板（74）と第１側面パネル部（14）の間の空間は、第１バイパス通路（81）を構成している。第１バイパス通路（81）の始端は、外気側通路（34）だけに連通しており、内気側通路（32）からは遮断されている。第１バイパス通路（81）の終端は、仕切板（78）によって、給気側通路（31）、排気側通路（33）、及び給気ファン室（36）から区画されている。仕切板（78）のうち給気ファン室（36）に臨む部分には、第１バイパス用ダンパ（83）が設けられている。

ケーシング（11）内において、第２仕切板（75）と第２側面パネル部（15）の間の空間は、第２バイパス通路（82）を構成している。第２バイパス通路（82）の始端は、内気側通路（32）だけに連通しており、外気側通路（34）からは遮断されている。第２バイパス通路（82）の終端は、仕切板（79）によって、給気側通路（31）、排気側通路（33）、及び排気ファン室（35）から区画されている。仕切板（79）のうち排気ファン室（35）に臨む部分には、第２バイパス用ダンパ（84）が設けられている。

なお、図２の右側面図及び左側面図では、第１バイパス通路（81）、第２バイパス通路（82）、第１バイパス用ダンパ（83）、及び第２バイパス用ダンパ（84）の図示を省略している。

〈冷媒回路の構成〉
図３に示すように、冷媒回路（50）は、第１吸着熱交換器（51）、第２吸着熱交換器（52）、圧縮機（53）、四方切換弁（54）、及び電動膨張弁（55）が設けられた閉回路である。この冷媒回路（50）は、充填された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。

冷媒回路（50）において、圧縮機（53）は、その吐出側が四方切換弁（54）の第１のポートに、その吸入側が四方切換弁（54）の第２のポートにそれぞれ接続されている。また、冷媒回路（50）では、第１吸着熱交換器（51）と電動膨張弁（55）と第２吸着熱交換器（52）とが、四方切換弁（54）の第３のポートから第４のポートへ向かって順に接続されている。

四方切換弁（54）は、第１のポートと第３のポートが連通して第２のポートと第４のポートが連通する第１状態（図３(Ａ)に示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通して第２のポートと第３のポートが連通する第２状態（図３(Ｂ)に示す状態）とに切り換え可能となっている。

冷媒回路（50）において、圧縮機（53）の吐出側と四方切換弁（54）の第１のポートとを繋ぐ配管には、高圧圧力センサ（91）と、吐出管温度センサ（93）とが取り付けられている。高圧圧力センサ（91）は、圧縮機（53）から吐出された冷媒の圧力を計測する。吐出管温度センサ（93）は、圧縮機（53）から吐出された冷媒の温度を計測する。

また、冷媒回路（50）において、圧縮機（53）の吸入側と四方切換弁（54）の第２のポートとを繋ぐ配管には、低圧圧力センサ（92）と、吸入管温度センサ（94）とが取り付けられている。低圧圧力センサ（92）は、圧縮機（53）へ吸入される冷媒の圧力を計測する。吸入管温度センサ（94）は、圧縮機（53）へ吸入される冷媒の温度を計測する。

また、冷媒回路（50）において、四方切換弁（54）の第３のポートと第１吸着熱交換器（51）とを繋ぐ配管には、配管温度センサ（95）が取り付けられている。配管温度センサ（95）は、この配管における四方切換弁（54）の近傍に配置され、配管内を流れる冷媒の温度を計測する。

以上説明した本実施形態の調湿装置（10）の構成を要約すると、ケーシング（11）内には、吸着剤が担持された第１吸着部材としての第１吸着熱交換器（51）が配置される第１空気通路（61）と、吸着剤が担持された第２吸着部材としての第２吸着熱交換器（52）が配置される第２空気通路（62）とが形成されている。また、このケーシング（11）内には、各吸着熱交換器（51，52）を加熱または冷却する温度調節機構として上記冷媒回路（50）が設けられている。

また、ケーシング（11）内には、第１吸着熱交換器（51）を加熱して第２吸着熱交換器（52）を冷却する第１動作と第１吸着熱交換器（51）を冷却して第２吸着熱交換器（52）を加熱する第２動作を切り換える温度調節切換手段（54）と、上記第１空気通路（61）と第２空気通路（62）を交互に室内への空気供給経路に切り換える空気流通経路切換手段としてのダンパ（41〜48）が設けられている。

上記冷媒回路（50）には、冷媒の循環方向を可逆に切り換えることが可能な切換機構として四方切換弁（54）が設けられている。この四方切換弁（54）により、上記温度調節切換手段（54）が構成されている。

そして、この調湿装置（10）は、加熱側の吸着熱交換器（51，52）を通った空気を室内に供給して冷却側の吸着熱交換器（52，51）を通った空気を室外に排出する後述の加湿換気運転時に、上記ダンパ（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作を、上記四方切換弁（54）による吸着熱交換器（51，52）の切り換え動作よりも時間的に遅らせて実行するコントローラ（切換制御手段）（65）を備えている。一方、このコントローラ（65）は、冷却側の吸着熱交換器（52，51）を通った空気を室内に供給して加熱側の吸着熱交換器（51，52）を通った空気を室外に排出する後述の除湿換気運転時には、上記ダンパ（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作と、上記四方切換弁（54）による吸着熱交換器（51，52）の切り換え動作を、同時に実行するように構成されている。

−運転動作−
本実施形態の調湿装置（10）は、除湿換気運転（除湿運転）と、加湿換気運転（加湿運転）と、単純換気運転とを選択的に行う。除湿換気運転中や加湿換気運転中の調湿装置（10）は、取り込んだ室外空気（OA）を湿度調節してから供給空気（SA）として室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気（RA）を排出空気（EA）として室外へ排出する。一方、単純換気運転中の調湿装置（10）は、取り込んだ室外空気（OA）をそのまま供給空気（SA）として室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気（RA）をそのまま排出空気（EA）として室外へ排出する。

〈除湿換気運転〉
除湿換気運転中の調湿装置（10）では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔（例えば３分間隔）で交互に繰り返される。この除湿換気運転中において、第１バイパス用ダンパ（83）及び第２バイパス用ダンパ（84）は、常に閉状態となる。

除湿換気運転中の調湿装置（10）では、室外空気が外気吸込口（24）からケーシング（11）内へ第１空気として取り込まれ、室内空気が内気吸込口（23）からケーシング（11）内へ第２空気として取り込まれる。

先ず、除湿換気運転の第１動作について説明する。図４に示すように、この第１動作中には、第１内気側ダンパ（41）、第２外気側ダンパ（44）、第２給気側ダンパ（46）、及び第１排気側ダンパ（47）が開状態となり、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第１給気側ダンパ（45）、及び第２排気側ダンパ（48）が閉状態となる。また、この第１動作中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第１状態（図３(Ａ)に示す状態）に設定され、第１吸着熱交換器（51）が凝縮器となって第２吸着熱交換器（52）が蒸発器となる。

外気側通路（34）へ流入して外気側フィルタ（28）を通過した第１空気は、第２外気側ダンパ（44）を通って第２熱交換器室（38）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。第２吸着熱交換器（52）では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第２吸着熱交換器（52）で除湿された第１空気は、第２給気側ダンパ（46）を通って給気側通路（31）へ流入し、給気ファン室（36）を通過後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

一方、内気側通路（32）へ流入して内気側フィルタ（27）を通過した第２空気は、第１内気側ダンパ（41）を通って第１熱交換器室（37）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。第１吸着熱交換器（51）では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第２空気に付与される。第１吸着熱交換器（51）で水分を付与された第２空気は、第１排気側ダンパ（47）を通って排気側通路（33）へ流入し、排気ファン室（35）を通過後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

次に、除湿換気運転の第２動作について説明する。図５に示すように、この第２動作中には、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第１給気側ダンパ（45）、及び第２排気側ダンパ（48）が開状態となり、第１内気側ダンパ（41）、第２外気側ダンパ（44）、第２給気側ダンパ（46）、及び第１排気側ダンパ（47）が閉状態となる。また、この第２動作中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第２状態（図３(Ｂ)に示す状態）に設定され、第１吸着熱交換器（51）が蒸発器となって第２吸着熱交換器（52）が凝縮器となる。

外気側通路（34）へ流入して外気側フィルタ（28）を通過した第１空気は、第１外気側ダンパ（43）を通って第１熱交換器室（37）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。第１吸着熱交換器（51）では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第１吸着熱交換器（51）で除湿された第１空気は、第１給気側ダンパ（45）を通って給気側通路（31）へ流入し、給気ファン室（36）を通過後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

一方、内気側通路（32）へ流入して内気側フィルタ（27）を通過した第２空気は、第２内気側ダンパ（42）を通って第２熱交換器室（38）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。第２吸着熱交換器（52）では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第２空気に付与される。第２吸着熱交換器（52）で水分を付与された第２空気は、第２排気側ダンパ（48）を通って排気側通路（33）へ流入し、排気ファン室（35）を通過後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

〈加湿換気運転〉
加湿換気運転中の調湿装置（10）では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔（例えば３分間隔）で交互に繰り返される。この加湿換気運転中において、第１バイパス用ダンパ（83）及び第２バイパス用ダンパ（84）は、常に閉状態となる。

加湿換気運転中の調湿装置（10）では、室外空気が外気吸込口（24）からケーシング（11）内へ第２空気として取り込まれ、室内空気が内気吸込口（23）からケーシング（11）内へ第１空気として取り込まれる。

先ず、加湿換気運転の第１動作について説明する。図６に示すように、この第１動作中には、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第１給気側ダンパ（45）、及び第２排気側ダンパ（48）が開状態となり、第１内気側ダンパ（41）、第２外気側ダンパ（44）、第２給気側ダンパ（46）、及び第１排気側ダンパ（47）が閉状態となる。また、この第１動作中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第１状態（図３(Ａ)に示す状態）に設定され、第１吸着熱交換器（51）が凝縮器となって第２吸着熱交換器（52）が蒸発器となる。

内気側通路（32）へ流入して内気側フィルタ（27）を通過した第１空気は、第２内気側ダンパ（42）を通って第２熱交換器室（38）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。第２吸着熱交換器（52）では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第２吸着熱交換器（52）で水分を奪われた第１空気は、第２排気側ダンパ（48）を通って排気側通路（33）へ流入し、排気ファン室（35）を通過後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

一方、外気側通路（34）へ流入して外気側フィルタ（28）を通過した第２空気は、第１外気側ダンパ（43）を通って第１熱交換器室（37）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。第１吸着熱交換器（51）では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第２空気に付与される。第１吸着熱交換器（51）で加湿された第２空気は、第１給気側ダンパ（45）を通って給気側通路（31）へ流入し、給気ファン室（36）を通過後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

次に、加湿換気運転の第２動作について説明する。図７に示すように、この第２動作中には、第１内気側ダンパ（41）、第２外気側ダンパ（44）、第２給気側ダンパ（46）、及び第１排気側ダンパ（47）が開状態となり、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第１給気側ダンパ（45）、及び第２排気側ダンパ（48）が閉状態となる。また、この第２動作中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第２状態（図３(Ｂ)に示す状態）に設定され、第１吸着熱交換器（51）が蒸発器となって第２吸着熱交換器（52）が凝縮器となる。

内気側通路（32）へ流入して内気側フィルタ（27）を通過した第１空気は、第１内気側ダンパ（41）を通って第１熱交換器室（37）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。第１吸着熱交換器（51）では、第１空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第１吸着熱交換器（51）で水分を奪われた第１空気は、第１排気側ダンパ（47）を通って排気側通路（33）へ流入し、排気ファン室（35）を通過後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

一方、外気側通路（34）へ流入して外気側フィルタ（28）を通過した第２空気は、第２外気側ダンパ（44）を通って第２熱交換器室（38）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。第２吸着熱交換器（52）では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第２空気に付与される。第２吸着熱交換器（52）で加湿された第２空気は、第２給気側ダンパ（46）を通って給気側通路（31）へ流入し、給気ファン室（36）を通過後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

〈単純換気運転〉
単純換気運転中における調湿装置（10）の動作について、図８を参照しながら説明する。

単純換気運転中の調湿装置（10）では、第１バイパス用ダンパ（83）及び第２バイパス用ダンパ（84）が開状態となり、第１内気側ダンパ（41）、第２内気側ダンパ（42）、第１外気側ダンパ（43）、第２外気側ダンパ（44）、第１給気側ダンパ（45）、第２給気側ダンパ（46）、第１排気側ダンパ（47）、及び第２排気側ダンパ（48）が閉状態となる。また、単純換気運転中において、冷媒回路（50）の圧縮機（53）は停止状態となる。

単純換気運転中の調湿装置（10）では、室外空気が外気吸込口（24）からケーシング（11）内へ取り込まれる。外気吸込口（24）を通って外気側通路（34）へ流入した室外空気は、第１バイパス通路（81）から第１バイパス用ダンパ（83）を通って給気ファン室（36）へ流入し、その後に給気口（22）を通って室内へ供給される。

また、単純換気運転中の調湿装置（10）では、室内空気が内気吸込口（23）からケーシング（11）内へ取り込まれる。内気吸込口（23）を通って内気側通路（32）へ流入した室内空気は、第２バイパス通路（82）から第２バイパス用ダンパ（84）を通って排気ファン室（35）へ流入し、その後に排気口（21）を通って室外へ排出される。

〈第１動作と第２動作の切換制御〉
この調湿装置では、上記コントローラ（65）により、加熱側の吸着熱交換器（51，52）を通った空気を室内に供給して冷却側の吸着熱交換器（52，51）を通った空気を室外に排出する加湿換気運転時には、図９及び図１０に示すように、上記ダンパ（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作を、上記四方弁（54）による吸着熱交換器（51，52）の加熱側と冷却側の切り換え動作よりも時間的に遅らせて実行するようにしている。具体的には、ダンパ（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作を四方切換弁（54）による吸着熱交換器（51，52）の切り換え動作よりも約５秒遅らせるようにしている。正し、この時間は一例であり、適宜変更してもよい。

一方、このコントローラ（65）は、冷却側の吸着熱交換器（51，52）を通った空気を室内に供給して加熱側の吸着熱交換器（52，51）を通った空気を室外に排出する除湿換気運転時には、図１１及び図１２に示すように、上記ダンパ（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作と、上記四方切換弁（54）による吸着熱交換器（51，52）の切り換え動作を、同時に実行するように構成されている。

−実施形態の効果−
このように、加湿換気運転時に、ダンパ（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作を、上記四方切換弁（54）による吸着熱交換器（51，52）の切り換え動作よりも時間的に遅らせて実行すると、湿度が高くなりすぎた空気が室内に供給されるのを防止できる。具体的には、加湿換気運転時に２つの吸着熱交換器（51，52）のうちの１つが凝縮器（加熱側）に切り換わった直後にその凝縮器に空気を流すと、吸着剤に含まれていた多くの水分が一気に空気に放出され、空気の湿度が非常に高くなるため、吸着熱交換器（51，52）の除湿側と加湿側を切り換えるのと同時にダンパ（54）を切り換えると、湿度の高すぎる空気が室内に供給されてしまい、室内にいる人に不快感を与えるおそれがある。これに対して、本実施形態では空気通路（61，62）の切り換え動作を吸着熱交換器（51，52）の切り換え動作よりも時間的に遅らせて行うようにしているので、吸着熱交換器（51，52）の切り換え直後より湿度の下がった空気を室内に供給でき、室内にいる人に不快感を与えるのを防止できる。

−実施形態の変形例１−
本実施形態の冷媒回路（50）では、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高い値に設定される超臨界サイクルを行ってもよい。その場合、第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）は、その一方がガスクーラとして動作し、他方が蒸発器として動作する。

−実施形態の変形例２−
本実施形態の調湿装置（10）では、第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）に担持された吸着剤を冷媒によって加熱し又は冷却しているが、第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）に対して冷水や温水を供給することで、吸着剤の加熱や冷却を行ってもよい。

−実施形態の変形例３−
上記実施形態では、例えばハニカム状の基材の表面に吸着剤を担持した構造の２つの吸着素子（吸着部材）を除湿側と加湿側に切り換えながら加湿空気と除湿空気の流通経路も切り換えて、除湿運転または加湿運転を行うタイプの調湿装置で加湿運転を行う調湿装置に適用することも可能である。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、室内の湿度調節を行うための調湿装置について有用である。

前面側から見た調湿装置をケーシングの一部および電装品箱を省略して示す斜視図である。 調湿装置の一部を省略して示す概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(Ａ)は第１動作中の動作を示すものであり、(Ｂ)は第２動作中の動作を示すものである。 除湿換気運転の第１動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 除湿換気運転の第２動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 加湿換気運転の第１動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 加湿換気運転の第２動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 単純換気運転における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 除湿換気運転時の第１の切り換え動作を示すタイムチャートである。 除湿換気運転時の第２の切り換え動作を示すタイムチャートである。 加湿換気運転時の第２の切り換え動作を示すタイムチャートである。 加湿換気運転時の第２の切り換え動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

10 調湿装置
11 ケーシング
41〜48 ダンパ（空気流通経路切換手段）
50 冷媒回路（温度調節機構）
51 第１吸着熱交換器（第１吸着部材）
52 第２吸着熱交換器（第２吸着部材）
54 四方切換弁（切換機構、温度調節切換手段）
61 第１空気通路
62 第２空気通路
65 コントローラ（切換制御手段）

Claims (3)

1. 吸着剤が担持された第１吸着部材（51）と、吸着剤が担持された第２吸着部材（52）と、該第１吸着部材（51）が配置される第１空気通路（61）と第２吸着部材（52）が配置される第２空気通路（62）とを備えたケーシング（11）と、該ケーシング（11）内に設けられて各吸着部材（51，52）を加熱または冷却する温度調節機構（50）と、第１吸着部材（51）を加熱して第２吸着部材（52）を冷却する第１動作と第１吸着部材（51）を冷却して第２吸着部材（52）を加熱する第２動作を切り換える温度調節切換手段（54）と、上記第１空気通路（61）と第２空気通路（62）を交互に室内への空気供給経路に切り換える空気流通経路切換手段（41〜48）と、を備えた調湿装置であって、
   加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室内に供給して冷却側の吸着部材（52，51）を通った空気を室外に排出する加湿運転時に、上記空気流通経路切換手段（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作を、上記温度調節切換手段（54）による吸着部材（51，52）の切り換え動作よりも時間的に遅らせて実行する切換制御手段（65）を備えていることを特徴とする調湿装置。
2. 請求項１において、
   上記切換制御手段（65）は、冷却側の吸着部材（52，51）を通った空気を室内に供給して加熱側の吸着部材（51，52）を通った空気を室外に排出する除湿運転時には、上記空気流通経路切換手段（41〜48）による空気通路（61，62）の切り換え動作と、上記温度調節切換手段（54）による吸着部材（51，52）の切り換え動作を、同時に実行するように構成されていることを特徴とする調湿装置。
3. 請求項１または２において、
   表面に吸着剤が担持された第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）を有する冷媒回路（50）を有し、該冷媒回路（50）は冷媒の循環方向を可逆に切り換えることが可能な切換機構（54）を備え、
   上記第１吸着部材（51）が第１吸着熱交換器（51）により構成されるとともに上記第２吸着部材（52）が第２吸着熱交換器（52）により構成され、
   上記温度調節機構（50）が上記冷媒回路（50）により構成され、
   上記温度調節切換手段（54）が上記冷媒回路（50）の切換機構（54）により構成されていることを特徴とする調湿装置。

Images