JP5126443B1 - 調湿装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】調湿装置の始動時に生じる液冷媒戻りを抑制することができる調湿装置を提供する。
【解決手段】調湿装置の始動時に、室外空気温度Toと室内空気温度Trとを比較し、いずれの空気の温度が高いかを判定する。通気切換装置により室外空気の流れおよび室内空気の流れを互いに換えることにより、室外空気および室内空気のうち温度の高い空気を蒸発器として作用する熱交換器に流通させる。
【選択図】図9
【解決手段】調湿装置の始動時に、室外空気温度Toと室内空気温度Trとを比較し、いずれの空気の温度が高いかを判定する。通気切換装置により室外空気の流れおよび室内空気の流れを互いに換えることにより、室外空気および室内空気のうち温度の高い空気を蒸発器として作用する熱交換器に流通させる。
【選択図】図9
Description
本発明は、吸着剤を担持した2つの熱交換器を含む調湿装置に関する。
上記調湿装置として、特許文献1に記載の技術が知られている。
調湿装置は2つの熱交換器を備えている。これら熱交換器には、所定温度以下で水を吸収する吸着動作を行い、所定温度を超えると水を放出して再生動作する吸着剤が付けられている。そして、室外空気を一方の熱交換器に通して室内に流入するとともに、室内空気を他方の熱交換器に通して室外に排出する。各熱交換器は、蒸発器として作用するとき所定温度以下となるので吸着動作し除湿機能を発揮する。また、各熱交換器は、凝縮器として作用するとき所定温度以上となるので再生動作し加湿機能を発揮する。したがって、室内を加湿するときは、室外空気を凝縮器として作用する熱交換器に通過させて加湿して室内に供給する。室内を除湿するときは、室外空気を蒸発器として作用する熱交換器に通過させて除湿して室内に供給する。
調湿装置は2つの熱交換器を備えている。これら熱交換器には、所定温度以下で水を吸収する吸着動作を行い、所定温度を超えると水を放出して再生動作する吸着剤が付けられている。そして、室外空気を一方の熱交換器に通して室内に流入するとともに、室内空気を他方の熱交換器に通して室外に排出する。各熱交換器は、蒸発器として作用するとき所定温度以下となるので吸着動作し除湿機能を発揮する。また、各熱交換器は、凝縮器として作用するとき所定温度以上となるので再生動作し加湿機能を発揮する。したがって、室内を加湿するときは、室外空気を凝縮器として作用する熱交換器に通過させて加湿して室内に供給する。室内を除湿するときは、室外空気を蒸発器として作用する熱交換器に通過させて除湿して室内に供給する。
ところで、調湿装置を始動するとき、室外空気の温度および室内空気の温度を測定するためにファンを駆動して室外空気および室内空気を調湿装置に流入させる。このとき、蒸発器に通過する空気の温度が過度に低いとき、蒸発器内の蒸発冷媒が液化する冷媒量が多くなる。このような状況下で圧縮機を起動すると、圧縮機へ吸入される液冷媒量が過剰となり、アキュムレータで完全に気液分離することが難しくなり、この結果、圧縮機への液冷媒の戻りが生じる。このようなことから、調湿装置の始動時に生じる液冷媒の戻りを抑制することが要求されている。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、調湿装置の始動時に生じる液冷媒戻りを抑制することができる調湿装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、圧縮機(13)と、吸着剤を担持した第1熱交換器(11)と、吸着剤を担持した第2熱交換器(12)と、電子膨張弁(14)と、四路切換弁(15)とを含む冷媒回路(10)と、前記第1熱交換器(11)に流通させる空気と前記第2熱交換器(12)に流通させる空気とを互いに換える通気切換装置(20)とを備え、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)の一方を凝縮器とし前記吸着剤の再生動作により加湿器として機能させるとともに他方を蒸発器とし前記吸着剤の吸着動作により除湿器として機能させ、前記四路切換弁(15)で前記冷媒回路(10)に流れる冷媒の流れを変更することにより両熱交換器の機能を交替させる調湿装置(1)において、室外空気の温度と室内空気の温度とを比較していずれの空気の温度が高いかを判定し、当該調湿装置(1)の始動時に、前記室外空気および前記室内空気のうち、温度の高い方の空気を、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)のうち前記蒸発器として作用する熱交換器に流通させ、温度の低い方の空気を、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)のうち前記凝縮器として作用する熱交換器に流通させることを要旨としている。
この発明によれば、調湿装置(1)に流入される室外空気および室内空気のうちで温度の高い空気を蒸発器に導くことにより、蒸発器が過度に冷却されることに起因して蒸発器内で冷媒液化が過度に促進されることが抑制される。これにより圧縮機(13)への液冷媒の戻りを抑制することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の調湿装置(1)において、少なくとも加湿運転の時期および除湿運転の時期であって当該調湿装置(1)を運転停止するとき、前記電子膨張弁(14)側の冷媒経路を連通状態にすることを要旨としている。
ここで、前記電子膨張弁(14)側の冷媒経路とは、第1熱交換器(11)と第2熱交換器(12)とを接続する冷媒経路のうち、電子膨張弁(14)が取り付けられている冷媒経路を示す。
調湿装置(1)が運転を停止したとき、冷媒回路内の高低圧間の均圧作用のため、高圧側の冷媒が低圧側に流れる。調湿装置(1)の運転停止期間中、電子膨張弁(14)の開度を閉鎖開度にして冷媒経路を閉鎖する場合、電子膨張弁を通じて流動する冷媒量が少なくなるため、圧縮機を通じて移動する冷媒量が多くなる。この結果、圧縮機内の潤滑油が冷媒とともに蒸発器へ移動し、圧縮機内の潤滑油が減少するという問題が生じる。
本発明では、少なくとも加湿運転の時期および除湿運転の時期において、調湿装置(1)が運転停止するとき、電子膨張弁(14)側の冷媒経路を連通状態にする。このため、調湿装置(1)の運転停止期間中、電子膨張弁(14)側の通路を通じて冷媒を移動させることができる。これにより、圧縮機(13)に吸入される冷媒量を少なくすることができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の調湿装置(1)において、当該調湿装置(1)内に、前記室内空気の温度を検出する第1温度センサ(31)と、前記室外空気の温度を検出する第2温度センサ(32)と、前記室内空気を当該調湿装置(1)に流入し室外に排出する排出ファン(92)と、前記室外空気を当該調湿装置(1)に流入し室内に供給する供給ファン(91)とが設けられ、当該調湿装置(1)の始動時かつ前記圧縮機(13)の起動前に、前記排出ファン(92)を駆動することにより前記室内空気を流入させるとともに、前記供給ファン(91)を駆動することにより前記室外空気を流入させ、前記室外空気の温度と前記室内空気の温度とを比較していずれの空気の温度が高いか否かについての判定を、前記第1温度センサ(31)の検出温度と前記第2温度センサ(32)の検出温度との間に差が生じたことに基づいて行うことを要旨としている。
室外空気の温度および室内空気の温度を測定するとき、室外空気および室内空気が調湿装置(1)に導かれる。このような構成の場合、室外空気および室内空気のうち温度が高い空気はいずれかについて判定されない状態で、室外空気および室内空気のいずれか一方が蒸発器に導かれる。一方、室外空気および室内空気の温度が精確に測定されるまでには相当の時間を要する。仮に温度の低い空気が蒸発器に流通しているとすれば、この期間中に蒸発器が過度に冷却するおそれがある。
これに対し、本発明では、第1温度センサ(31)の検出温度と第2温度センサ(32)の検出温度との間の差に基づいて温度の高い空気を判定する。すなわち、室外空気および室内空気の温度が精確に測定される前に、両空気のうち温度が高い空気はいずれかについて判定する。このため、室外空気および室内空気のうち温度が高い空気はいずれかついて判定するまでの判定時間を短くすることができる。これにより、蒸発器が過度に冷却されることが抑制される。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の調湿装置において、当該調湿装置(1)の始動時に、前記室外空気の温度および前記室内空気の温度がともに設定温度よりも大きい場合、前記室外空気および前記室内空気のうち温度の高い空気を、前記蒸発器として機能する熱交換器に流通させる処理を実行しないことを要旨としている。
蒸発器に存在する蒸発冷媒が多量に液化する条件が成立することは少ない。このような現象は、蒸発器に流入する空気の温度が所定の温度以下にならなければ生じない。すなわち、このような条件が成立しないときは、蒸発冷媒の液化量が少ないため液冷媒がアキュムレータを通じて圧縮機(13)に流れ込むこともない。
本発明では、調湿装置(1)の始動時において室外空気の温度および室内空気の温度がともに設定温度以上のときは、室外空気および室内空気のうち温度の高い空気を蒸発器に流通させる処理を実行しない。そして、このような処理により、本運転と同じパターンで熱交換器に対して空気を導くことが可能となる。
請求項5に記載の発明は、圧縮機(13)と、吸着剤を担持した第1熱交換器(11)と、吸着剤を担持した第2熱交換器(12)と、電子膨張弁(14)と、四路切換弁(15)とを含む冷媒回路(10)と、前記第1熱交換器(11)に流通させる空気と前記第2熱交換器(12)に流通させる空気とを互いに換える通気切換装置(20)とを備え、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)の一方を凝縮器とし前記吸着剤の再生動作により加湿器として機能させるとともに他方を蒸発器とし前記吸着剤の吸着動作により除湿器として機能させ、前記四路切換弁(15)で前記冷媒回路(10)に流れる冷媒の流れを変更することにより両熱交換器の機能を交替させる調湿装置(1)において、当該調湿装置(1)の始動時に、前記蒸発器および前記凝縮器の一方に室外空気を流入するとともに他方に室内空気を流入し、かつ前記室外空気の温度と前記室内空気の温度とを比較していずれの空気の温度が高いかを判定し、前記圧縮機(13)の起動時に、前記四路切換弁(15)を切り換えることにより、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)のうち温度の高い空気が流通している熱交換器を前記蒸発器として機能させることを要旨とする。
この発明では、蒸発器および凝縮器の一方に室外空気を流入するとともに他方に室内空気を流入させて、室外空気および室内空気のうち温度の高い空気がいずれであるかについて判定する。次に、四路切換弁(15)の動作により、当該温度の高い空気が流通する熱交換器を蒸発器として機能させる。このような構成により、室外空気および室内空気のいずれかが冷媒を過度に液化させる程低温であったとしても、当該液冷媒を凝縮器に存在させることができる。このため、圧縮機(13)の始動のときに液冷媒が圧縮機(13)に流れ込むことを抑制することができる。
なお、圧縮機(13)と、吸着剤を担持した第1熱交換器(11)と、吸着剤を担持した第2熱交換器(12)と、電子膨張弁(14)と、四路切換弁(15)とを含む冷媒回路(10)と、前記第1熱交換器(11)に流通させる空気と前記第2熱交換器(12)に流通させる空気とを互いに換える通気切換装置(20)とを備え、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)の一方を凝縮器とし前記吸着剤の再生動作により加湿器として機能させるとともに他方を蒸発器とし前記吸着剤の吸着動作により除湿器として機能させ、前記四路切換弁(15)で前記冷媒回路(10)に流れる冷媒の流れを変更することにより両熱交換器の機能を交替させる調湿装置(1)において、当該調湿装置(1)の始動時に、室外空気および室内空気を前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)以外の通路を通じて当該調湿装置(1)に流入させるように構成してもよい。
この構成では、調湿装置(1)に導かれる空気を熱交換器に導入しない。このため、室
外空気または室内空気により蒸発器が冷却されることはない。すなわち、このような構成により、圧縮機の始動のとき液冷媒が多量に流れ込むことを抑制することができる。
外空気または室内空気により蒸発器が冷却されることはない。すなわち、このような構成により、圧縮機の始動のとき液冷媒が多量に流れ込むことを抑制することができる。
本発明によれば、調湿装置の始動時に生じる液冷媒戻りを抑制することができる調湿装置を提供することができる。
図1を参照して、本実施形態にかかる調湿装置について説明する。
調湿装置1は、冷媒回路10と、この調湿装置1に流通させる空気の流れを制御する通気切換装置20と、冷媒回路10および通気切換装置20を制御する制御装置30とを備えている。そして、調湿装置1は、室外から空気(以下、「室外空気OA」)を取り入れ室外空気OAを調湿した後、室内に供給するとともに、室内から空気(以下、「室内空気RA」)を取り入れ調湿した後、室外に排出する。
調湿装置1は、冷媒回路10と、この調湿装置1に流通させる空気の流れを制御する通気切換装置20と、冷媒回路10および通気切換装置20を制御する制御装置30とを備えている。そして、調湿装置1は、室外から空気(以下、「室外空気OA」)を取り入れ室外空気OAを調湿した後、室内に供給するとともに、室内から空気(以下、「室内空気RA」)を取り入れ調湿した後、室外に排出する。
[冷媒回路]
図3に示すように、冷媒回路10は、圧縮機13と、吸着剤を担持する第1熱交換器11と、吸着剤を担持する第2熱交換器12と、電子膨張弁14と、四路切換弁15とを備える。吸着剤は水を吸収する。すなわち、第1熱交換器11および第2熱交換器12のそれぞれは、蒸発器として作用するときは除湿器として機能し、凝縮器として作用するときは加湿器として機能する。
図3に示すように、冷媒回路10は、圧縮機13と、吸着剤を担持する第1熱交換器11と、吸着剤を担持する第2熱交換器12と、電子膨張弁14と、四路切換弁15とを備える。吸着剤は水を吸収する。すなわち、第1熱交換器11および第2熱交換器12のそれぞれは、蒸発器として作用するときは除湿器として機能し、凝縮器として作用するときは加湿器として機能する。
第1熱交換器11と第2熱交換器12とを接続する第1冷媒経路17の間には電子膨張弁14が設けられている。第1熱交換器11と第2熱交換器12とを接続する第2冷媒経路18の間には圧縮機13が設けられている。四路切換弁15は、第2冷媒経路18の途中に設けられ、冷媒の流れの方向を反転させる。圧縮機13の冷媒の吸込側にはアキュムレータ16が設けられている。
四路切換弁15は、第1切換状態と第2切換状態とを有する。
第1切換状態は、圧縮機13の吐出側を第1熱交換器11に接続し、かつ圧縮機13の吸込側を第2熱交換器12に接続する。すなわち、第1切換状態は、第1熱交換器11を凝縮器として作用させるとともに、第2熱交換器12を蒸発器として作用させる。
第1切換状態は、圧縮機13の吐出側を第1熱交換器11に接続し、かつ圧縮機13の吸込側を第2熱交換器12に接続する。すなわち、第1切換状態は、第1熱交換器11を凝縮器として作用させるとともに、第2熱交換器12を蒸発器として作用させる。
第2切換状態は、圧縮機13の吐出側を第2熱交換器12に接続し、かつ圧縮機13の吸込側を第1熱交換器11に接続する。すなわち、第2切換状態は、第1熱交換器11を蒸発器として作用させるとともに、第2熱交換器12を凝縮器として作用させる。
蒸発器としての熱交換器は、空気を冷却するとともに、吸着剤の吸着動作により水を吸収する。これにより空気を乾燥する。すなわち、蒸発器として作用する熱交換器は、除湿器として機能する。
凝縮器としての熱交換器は、吸着剤を加熱することにより、吸着剤の再生動作により吸着剤から水を蒸発させる。これにより空気を加湿する。すなわち、凝縮器として作用する熱交換器は、加湿器として機能する。
四路切換弁15は、周期的に第1切換状態と第2切換状態との間で切り換わる。このため、第1熱交換器11および第2熱交換器12は、四路切換弁15の状態が切り換わる度に、その機能が変わる。具体的には、第1熱交換器11が蒸発器として作用しかつ第2熱交換器12が凝縮器として作用しているとき、所定時間の経過後、第1熱交換器11が凝縮器として作用しかつ第2熱交換器12が蒸発器として作用する。すなわち、第1熱交換器11および第2熱交換器12のそれぞれは、蒸発器および凝縮器として、交互に作用させることにより、水の吸収および水の排出を交互に繰り返す。これにより、一方の熱交換器を再生動作させながら加湿器として動作させ、他方の熱交換器を吸着動作させながら除湿器として動作させる。
制御装置30は、各種センサの検出値およびリモートコントローラによる指令に基づいて、四路切換弁15の切換、電子膨張弁14の開度調整、圧縮機13に供給する電力の周波数、通気切換装置20の動作を制御する。
制御装置30には、室内空気RAの温度(以下、「室内空気温度Tr」)を測定する第1温度センサ31、室外空気OAの温度(以下、「室外空気温度To」)を測定する第2温度センサ32、室内空気RAの湿度を測定する第1湿度センサ33、および室外空気OAの湿度を測定する第2湿度センサ34が接続されている。
[通気切換装置20]
図1に示すように、通気切換装置20は4つの装置から構成されている。
第1の装置は、室内空気RAを第1熱交換器11および第2熱交換器12のうちの一方に流通させる。第1熱交換器11および第2熱交換器12のうちいずれに室内空気RAを流通させるかについては、温度センサの検出値および調湿装置1の運転状態に基づいて決定される。なお、以降の説明では、第1の装置を「室内空気切換装置21」という。
図1に示すように、通気切換装置20は4つの装置から構成されている。
第1の装置は、室内空気RAを第1熱交換器11および第2熱交換器12のうちの一方に流通させる。第1熱交換器11および第2熱交換器12のうちいずれに室内空気RAを流通させるかについては、温度センサの検出値および調湿装置1の運転状態に基づいて決定される。なお、以降の説明では、第1の装置を「室内空気切換装置21」という。
第2の装置は、第1熱交換器11および第2熱交換器12のうち室内空気RAが流通していない熱交換器に対して室外空気OAを流通させる。第2の装置を以降では「室外空気切換装置22」という。
第3の装置は、第1熱交換器11から出される空気および第2熱交換器12から出される空気のうち一方を選択し、選択した空気を供給空気SAとして室内に供給する。第3の装置を以降では「供給空気切換装置23」という。
第4の装置は、第1熱交換器11から出される空気および第2熱交換器12から出される空気のうち一方を選択し、選択した空気を排出空気EAとして室外に排出する。第4の装置を以降では「排出空気切換装置24」という。
冷媒回路10および通気切換装置20および制御装置30は1つの筐体40に収容されている。以下、これら構成要素の配置関係について説明する。
なお、以降の説明では、図1の右上側の面を前面とし、左下側の面を後面とする。前面および後面に垂直な面でかつ紙面上で下側の側面を左面とし、筐体40において左面と反対側にある面を右面とする。前面に垂直な面のうち紙面上で下側にある面を底面とし、紙面上で上側にある面を天面とする。また、前面方向を前方とし、後面方向を後方とし、天面側の方向を上方とし、この反対を下方とする。右面方向を右方とし、この反対方向を左方とする。
なお、以降の説明では、図1の右上側の面を前面とし、左下側の面を後面とする。前面および後面に垂直な面でかつ紙面上で下側の側面を左面とし、筐体40において左面と反対側にある面を右面とする。前面に垂直な面のうち紙面上で下側にある面を底面とし、紙面上で上側にある面を天面とする。また、前面方向を前方とし、後面方向を後方とし、天面側の方向を上方とし、この反対を下方とする。右面方向を右方とし、この反対方向を左方とする。
筐体40は直方体に形成されている。筐体40内は6つの部屋に区画されている。
筐体40内には、筐体40の前面壁41に対して平行に、前方に第1仕切壁45が設けられ、後方に第2仕切壁46が設けられている。前面壁41と第1仕切壁45との間の空間は、第3仕切壁47により上下方向に2つの部屋、すなわち第1前室51と第2前室52とに区画されている。
筐体40内には、筐体40の前面壁41に対して平行に、前方に第1仕切壁45が設けられ、後方に第2仕切壁46が設けられている。前面壁41と第1仕切壁45との間の空間は、第3仕切壁47により上下方向に2つの部屋、すなわち第1前室51と第2前室52とに区画されている。
第1仕切壁45と第2仕切壁46との間の空間は、第4仕切壁48により左右方向に2つの部屋に区画されている。第4仕切壁48により仕切られた部屋のうち左側の部屋には、第1熱交換器11が収容されている。第4仕切壁48により仕切られた部屋のうち右側の部屋には、第2熱交換器12が収容されている。以降、第1熱交換器11が収容されている部屋を「第1熱交換室53」といい、第2熱交換器12が収容されている部屋を「第2熱交換室54」という。なお、第1熱交換室53には、電子膨張弁14が設置されている。
後面壁42と第2仕切壁46との間の空間は、第5仕切壁49〜第8仕切壁50Bにより2つの部屋すなわち第1後室55と第2後室56に区画されている。第5仕切壁49は、後面壁42と第2仕切壁46との間の空間のうち前方空間を上下に区画する。第6仕切壁50は、後面壁42と第2仕切壁46との間の空間のうち後方空間を左右に区画する。第7仕切壁50Aは、前方空間の下側の空間と後方空間の左側の空間を仕切る。第8仕切壁50Bは、前方空間の上側の空間と後方空間の右側の空間を仕切る。第1後室55は、前方空間の上方空間および後方空間の左方空間を占める。第2後室56は、前方空間の下方空間および後方空間の右方空間を占める。
第1前室51の構成を説明する。
第1前室51の前面壁41には、室内空気RAを吸入するための室内吸気口57が設けられている。第1前室51の第1仕切壁45には、第1前方開閉機構71と第2前方開閉機構72が形成されている。
第1前室51の前面壁41には、室内空気RAを吸入するための室内吸気口57が設けられている。第1前室51の第1仕切壁45には、第1前方開閉機構71と第2前方開閉機構72が形成されている。
第1前方開閉機構71は、第1仕切壁45において第1熱交換室53に対応する部分に形成された開口部と当該開口部を開閉するダンパとにより構成されている。第1前方開閉機構71は、ダンパの動作により、開口部が開いた状態(以下、「開状態」)と、開口部が閉じた状態(以下、「閉状態」)との間で、切り換わる。第1前方開閉機構71が開状態となるとき、第1前室51と第1熱交換室53との間が連通状態となる。第1前方開閉機構71が閉状態となるとき、第1前室51と第1熱交換室53との間の空気の流通が遮断される。
第2前方開閉機構72は、第1仕切壁45において第2熱交換室54に対応する部分に形成された開口部と当該開口部を開閉するダンパとにより構成されている。第2前方開閉機構72は、開状態と閉状態の間で切り換わる。第2前方開閉機構72が開状態となるとき、第1前室51と第2熱交換室54との間が連通状態となる。第2前方開閉機構72が閉状態となるとき、第1前室51と第2熱交換室54との間の空気の流通が遮断される。
すなわち、第1前室51、室内吸気口57、第1前方開閉機構71、および第2前方開閉機構72により構成される装置は前記室内空気切換装置21に対応する。なお、第1前室51には、第1温度センサ31および第1湿度センサ33が設置されている。
第2前室52の構成を説明する。
第2前室52の前面壁41には、室外空気OAを吸入するための室外吸気口58が設けられている。第2前室52の第1仕切壁45には、第3前方開閉機構73と第4前方開閉機構74が形成されている。
第2前室52の前面壁41には、室外空気OAを吸入するための室外吸気口58が設けられている。第2前室52の第1仕切壁45には、第3前方開閉機構73と第4前方開閉機構74が形成されている。
第3前方開閉機構73は、第1仕切壁45において第1熱交換室53に対応する部分に形成された開口部と当該開口部を開閉するダンパとにより構成されている。第3前方開閉機構73は、開状態と閉状態の間で切り換わる。第3前方開閉機構73が開状態となるとき、第2前室52と第1熱交換室53との間が連通状態となる。第3前方開閉機構73が閉状態となるとき、第2前室52と第1熱交換室53との間の空気の流通が遮断される。
第4前方開閉機構74は、第1仕切壁45において第2熱交換室54に対応する部分に形成された開口部と当該開口部を開閉するダンパとにより構成されている。第4前方開閉機構74は、開状態と閉状態の間で切り換わる。第4前方開閉機構74が開状態となるとき、第2前室52と第2熱交換室54との間が連通状態となる。第4前方開閉機構74が閉状態となるとき、第2前室52と第2熱交換室54との間の空気の流通が遮断される。
すなわち、第2前室52、室外吸気口58、第3前方開閉機構73、および第4前方開閉機構74により構成される装置は、前記室外空気切換装置22に対応する。なお、第2前室52には、第2温度センサ32および第2湿度センサ34が設置されている。
第1後室55の構成を説明する。
第1後室55の左側壁43には、空気を室内に供給するための供給口59が設けられている。第1後室55の第2仕切壁46には、第1後方開閉機構81と第2後方開閉機構82が形成されている。
第1後室55の左側壁43には、空気を室内に供給するための供給口59が設けられている。第1後室55の第2仕切壁46には、第1後方開閉機構81と第2後方開閉機構82が形成されている。
第1後方開閉機構81は、第2仕切壁46において第1熱交換室53に対応する部分に形成された開口部と当該開口部を開閉するダンパとにより構成されている。第1後方開閉機構81は、開状態と閉状態の間で切り換わる。第1後方開閉機構81が開状態となるとき、第1後室55と第1熱交換室53との間が連通状態となる。第1後方開閉機構81が閉状態となるとき、第1後室55と第1熱交換室53との間の空気の流通が遮断される。
第2後方開閉機構82は、第2仕切壁46において第2熱交換室54に対応する部分に形成された開口部と当該開口部を開閉するダンパとにより構成されている。第2後方開閉機構82は、開状態と閉状態の間で切り換わる。第2後方開閉機構82が開状態となるとき、第1後室55と第2熱交換室54との間が連通状態となる。第2後方開閉機構82が閉状態となるとき、第1後室55と第2熱交換室54との間の空気の流通が遮断される。
すなわち、第1後室55、供給口59、第1後方開閉機構81、および第2後方開閉機構82により構成される装置は、前記供給空気切換装置23に対応する。
なお、第1後室55には、圧縮機13、四路切換弁15、アキュムレータ16が設置されている。また、調湿装置1に室外空気OAを吸引しかつ室内にその空気を放出するための供給ファン91が設けられている。供給ファン91は例えばシロッコファンにより構成される。
なお、第1後室55には、圧縮機13、四路切換弁15、アキュムレータ16が設置されている。また、調湿装置1に室外空気OAを吸引しかつ室内にその空気を放出するための供給ファン91が設けられている。供給ファン91は例えばシロッコファンにより構成される。
第2後室56の構成を説明する。
第2後室56の右側壁44には、空気を室外に排出するための排出口60が設けられている。第2後室56の第2仕切壁46には、第3後方開閉機構83と第4後方開閉機構84が形成されている。
第2後室56の右側壁44には、空気を室外に排出するための排出口60が設けられている。第2後室56の第2仕切壁46には、第3後方開閉機構83と第4後方開閉機構84が形成されている。
第3後方開閉機構83は、第2仕切壁46において第1熱交換室53に対応する部分に形成された開口部と当該開口部を開閉するダンパとにより構成されている。第3後方開閉機構83は、開状態と閉状態の間で切り換わる。第3後方開閉機構83が開状態となるとき、第2後室56と第1熱交換室53との間が連通状態となる。第3後方開閉機構83が閉状態となるとき、第2後室56と第1熱交換室53との間の空気の流通が遮断される。
第4後方開閉機構84は、第2仕切壁46において第2熱交換室54に対応する部分に形成された開口部と当該開口部を開閉するダンパとにより構成されている。第4後方開閉機構84は、開状態と閉状態の間で切り換わる。第4後方開閉機構84が開状態となるとき、第2後室56と第2熱交換室54との間が連通状態となる。第4後方開閉機構84が閉状態となるとき、第2後室56と第2熱交換室54との間の空気の流通が遮断される。
すなわち、第2後室56、排出口60、第3後方開閉機構83、および第4後方開閉機構84により構成される装置は、前記排出空気切換装置24に対応する。なお、調湿装置1に室内空気RAを吸引しかつその空気を室外に放出するための排出ファン92が設けられている。排出ファン92は例えばシロッコファンにより構成される。
図2を参照して、通気切換装置20の動作モードについて説明する。
通気切換装置20は、室内空気RAの流れを換えるとともに、室外空気OAの流れを換える。すなわち、通気切換装置20は、室外空気OAを第1熱交換室53に流通させる第1動作モードと、室外空気OAを第2熱交換室54に流通させる第2動作モードとを有す。そして、両モードを切り換えることにより、室内空気RAの流れと室外空気OAの流れとを互いに換える。
通気切換装置20は、室内空気RAの流れを換えるとともに、室外空気OAの流れを換える。すなわち、通気切換装置20は、室外空気OAを第1熱交換室53に流通させる第1動作モードと、室外空気OAを第2熱交換室54に流通させる第2動作モードとを有す。そして、両モードを切り換えることにより、室内空気RAの流れと室外空気OAの流れとを互いに換える。
第1動作モードは、室内空気RAを第1熱交換室53に流通させるとともに、室外空気OAを第2熱交換室54に流通させる。
具体的には、図2(a)に示すように、第1前方開閉機構71を開状態としかつ第2前方開閉機構72を閉状態とするとともに、第3後方開閉機構83を開状態としかつ第4後方開閉機構84を閉状態とする。これにより、室内空気RAが第1熱交換室53に流通する。
具体的には、図2(a)に示すように、第1前方開閉機構71を開状態としかつ第2前方開閉機構72を閉状態とするとともに、第3後方開閉機構83を開状態としかつ第4後方開閉機構84を閉状態とする。これにより、室内空気RAが第1熱交換室53に流通する。
そして、第3前方開閉機構73を閉状態としかつ第4前方開閉機構74を開状態とするとともに、第1後方開閉機構81を閉状態としかつ第2後方開閉機構82を開状態とする。これにより、室外空気OAが第2熱交換室54に流通する。
第2動作モードは、室内空気RAを第2熱交換室54に流通させるとともに、室外空気OAを第1熱交換室53に流通させる。
具体的には、図2(b)に示すように、第1前方開閉機構71を閉状態としかつ第2前方開閉機構72を開状態とするとともに、第3後方開閉機構83を閉状態としかつ第4後方開閉機構84を開状態とする。これにより、室内空気RAが第2熱交換室54に流通する。
具体的には、図2(b)に示すように、第1前方開閉機構71を閉状態としかつ第2前方開閉機構72を開状態とするとともに、第3後方開閉機構83を閉状態としかつ第4後方開閉機構84を開状態とする。これにより、室内空気RAが第2熱交換室54に流通する。
そして、第3前方開閉機構73を開状態としかつ第4前方開閉機構74を閉状態とするとともに、第1後方開閉機構81を開状態としかつ第2後方開閉機構82を閉状態とする。これにより、室外空気OAが第1熱交換室53に流通する。
調湿装置1の運転モードについて説明する。
調湿装置1は、除湿運転と、加湿運転と、換気運転とを行う。
除湿運転は、蒸発器として作用する熱交換器で、吸着剤の吸着動作により吸着剤に水を吸収させて室外空気OAを除湿し、この室外空気OAを室内に供給する。また、凝縮器として作用する熱交換器で、水を含む吸着剤の再生動作により、吸着剤に含まれる水を室内空気RAに付与し、この室内空気RAを室外に排出する。これにより水を吸収する吸湿剤として吸着剤を再生させる。除湿運転は、主に、夏期に実行される。
調湿装置1は、除湿運転と、加湿運転と、換気運転とを行う。
除湿運転は、蒸発器として作用する熱交換器で、吸着剤の吸着動作により吸着剤に水を吸収させて室外空気OAを除湿し、この室外空気OAを室内に供給する。また、凝縮器として作用する熱交換器で、水を含む吸着剤の再生動作により、吸着剤に含まれる水を室内空気RAに付与し、この室内空気RAを室外に排出する。これにより水を吸収する吸湿剤として吸着剤を再生させる。除湿運転は、主に、夏期に実行される。
加湿運転は、凝縮器として作用する熱交換器で、水を含む吸着剤の再生動作により、吸着剤に含まれる水を室外空気OAに付与し、室外空気OAを加湿して室内に供給する。また、蒸発器として作用する熱交換器で、吸着剤の吸着動作により吸着剤に水を吸収させることにより室内空気RAから水分を吸収し、この室内空気RAを室外に排出する。室内空気RAから吸収した水が室外空気OAの加湿用の水となる。加湿運転は、主に、冬期に実行される。
換気運転は、冷媒回路10を停止して、室外空気OAを室内に供給し、室内空気RAを室外に排出する運転をいう。換気運転は、主に、春期および秋期に実行される。例えば、室外空気OAの温度が第1設定温度TA以上第2設定温度TB以下のときに実行される。
図3を参照して、除湿運転時の冷媒回路10の動作について説明する。
除湿運転のとき、蒸発器として作用する熱交換器に室外空気OAを流入させるとともに、凝縮器として作用する熱交換器に室内空気RAを流入させる。
除湿運転のとき、蒸発器として作用する熱交換器に室外空気OAを流入させるとともに、凝縮器として作用する熱交換器に室内空気RAを流入させる。
具体的には、図3に示すように、四路切換弁15が第1切換状態のとき、すなわち第1熱交換器11が凝縮器として作用し、かつ第2熱交換器12が蒸発器として作用するとき、通気切換装置20を第1動作モードにする。
一方、四路切換弁15が第2切換状態のとき、すなわち第1熱交換器11が蒸発器として作用し、かつ第2熱交換器12が凝縮器として作用するとき、通気切換装置20を第2動作モードにする。
すなわち、四路切換弁15の切換動作に対応して通気切換装置20の動作モードを切り換え、蒸発器として作用する熱交換器に室外空気OAを流入させる。
図4を参照して、加湿運転時の冷媒回路10の動作について説明する。
図4を参照して、加湿運転時の冷媒回路10の動作について説明する。
加湿運転のとき、蒸発器として作用する熱交換器に室内空気RAを流入させるとともに、凝縮器として作用する熱交換器に室外空気OAを流入させる。
具体的には、図4に示すように、四路切換弁15が第2切換状態のとき、すなわち第1熱交換器11が蒸発器として作用し、かつ第2熱交換器12が凝縮器として作用するとき、通気切換装置20を第1動作モードにする。
具体的には、図4に示すように、四路切換弁15が第2切換状態のとき、すなわち第1熱交換器11が蒸発器として作用し、かつ第2熱交換器12が凝縮器として作用するとき、通気切換装置20を第1動作モードにする。
一方、四路切換弁15が第1切換状態のとき、すなわち第1熱交換器11が凝縮器として作用し、かつ第2熱交換器12が蒸発器として作用するとき、通気切換装置20を第2動作モードにする。また、四路切換弁15の切換動作に対応して通気切換装置20の動作モードを切り換え、凝縮器として作用する熱交換器に室外空気OAが流入させる。
図5は、調湿装置1の各運転モードと四路切換弁15の切換状態と通気切換装置20との関係を示す。
また、各運転モードにおいて、蒸発器として作用する熱交換器に流通する空気の種類を示している。すなわち、四路切換弁15の切換状態が設定され、かつ通気切換装置20の動作モードが設定されるとき、蒸発器として作用する熱交換器に流通する空気の種類が特定されることを示す。
また、各運転モードにおいて、蒸発器として作用する熱交換器に流通する空気の種類を示している。すなわち、四路切換弁15の切換状態が設定され、かつ通気切換装置20の動作モードが設定されるとき、蒸発器として作用する熱交換器に流通する空気の種類が特定されることを示す。
図6を参照して、調湿制御の手順の一例を説明する。
調湿処理は、調湿装置1が運転停止状態にあるとき、始動命令に基づいて実行される。
始動命令は、リモートコントローラに設けられている電源スイッチのオン信号を制御装置30が受信することにより形成される。
調湿処理は、調湿装置1が運転停止状態にあるとき、始動命令に基づいて実行される。
始動命令は、リモートコントローラに設けられている電源スイッチのオン信号を制御装置30が受信することにより形成される。
まず、ステップ100において、準備運転制御を実行する。
準備運転制御は、室内の湿度を調整するための調湿制御の前に実行され、室内の湿度を高くするか、低くするかについて判定する。次に、ステップS200において、調湿制御を実行する。調湿制御では、室外空気OAの温度に基づいて室外空気OAの調湿を行う。
準備運転制御は、室内の湿度を調整するための調湿制御の前に実行され、室内の湿度を高くするか、低くするかについて判定する。次に、ステップS200において、調湿制御を実行する。調湿制御では、室外空気OAの温度に基づいて室外空気OAの調湿を行う。
[調湿制御]
運転モードが除湿運転のとき、図5に示すように、四路切換弁15の第1切換状態かつ通気切換装置20の第1動作モードの組合せと、四路切換弁15の第2切換状態かつ通気切換装置20の第2動作モードの組合せとを交互に実行する。
運転モードが除湿運転のとき、図5に示すように、四路切換弁15の第1切換状態かつ通気切換装置20の第1動作モードの組合せと、四路切換弁15の第2切換状態かつ通気切換装置20の第2動作モードの組合せとを交互に実行する。
運転モードが加湿運転のとき、図5に示すように、四路切換弁15の第1切換状態かつ通気切換装置20の第2動作モードの組合せと、四路切換弁15の第2切換状態かつ通気切換装置20の第1動作モードの組合せとを交互に実行する。
運転モードが換気運転に設定されているとき、圧縮機13が停止状態に維持される。通気切換装置20は第1動作モードまたは第2動作モードに設定される。そして、供給ファン91および排出ファン92を駆動する。すなわち、室外空気OAが除湿または加湿されることなく室内に取り入れられる。室内空気RAが除湿または加湿されることなく室外に排出される。
[運転停止制御]
調湿制御が実行されている場合において、運転停止命令があるとき、調湿制御が停止する。運転停止命令は、例えば、リモートコントローラに設けられている電源スイッチのオフ信号を制御装置30が受信することにより形成される。
調湿制御が実行されている場合において、運転停止命令があるとき、調湿制御が停止する。運転停止命令は、例えば、リモートコントローラに設けられている電源スイッチのオフ信号を制御装置30が受信することにより形成される。
運転停止命令があったとき、圧縮機13を停止させる圧縮機停止制御が実行される。具体的には、インバータ回路のPWM信号の周波数を運転中の周波数から徐々に小さくし、圧縮機13の電動モータを停止させる。
また、運転停止命令があったとき、運転モードに応じて、運転停止期間中の電子膨張弁14の開度を設定する。
具体的には、換気運転を行っている時期においては、電子膨張弁14の開度を閉鎖開度に設定する。除湿運転を行っている時期および加湿運転を行っている時期においては、電子膨張弁14の開度を閉鎖開度よりも大きい開度(以下、「停止開度」)に設定する。なお、閉鎖開度とは、電子膨張弁14を通じて冷媒が移動することができなくなる開度を示す。
具体的には、換気運転を行っている時期においては、電子膨張弁14の開度を閉鎖開度に設定する。除湿運転を行っている時期および加湿運転を行っている時期においては、電子膨張弁14の開度を閉鎖開度よりも大きい開度(以下、「停止開度」)に設定する。なお、閉鎖開度とは、電子膨張弁14を通じて冷媒が移動することができなくなる開度を示す。
調湿装置1の運転停止期間中において、電子膨張弁14の開度を閉鎖開度よりも大きい開度(以下、「停止開度」)に設定されたときは、第1冷媒経路17すなわち電子膨張弁14が設けられている冷媒経路(第1冷媒経路17)が連通状態とされ、第1熱交換器11と第2熱交換器12との間で冷媒が移動可能な状態となる。
ところで、仮に、除湿運転を行っている時期および加湿運転を行っている時期に、調湿装置1の運転停止中に電子膨張弁14の開度を閉鎖開度に設定して第1冷媒経路17を閉じた状態にすると、次の現象が生じる。
すなわち、運転停止時においては、第1熱交換器11と第2熱交換器12との間に温度差があるため、熱的平衡状態を形成するように冷媒が両熱交換器の間で移動する。この場合、第1冷媒経路17が閉じられているため、圧縮機13が設けられている第2冷媒経路18を通じて冷媒が移動する。このため、圧縮機13内の潤滑油に冷媒が溶け込む量が多くなり、その後の冷媒の蒸発により潤滑油が冷媒回路10に流出する。この結果、圧縮機13の潤滑油の量が減少する。
そこで、このような現象を抑制するため、少なくとも除湿運転を行っている時期や加湿運転を行っている時期においては、運転停止期間中、電子膨張弁14の開度を閉鎖開度よりも大きい開度にし、第1冷媒経路17を連通状態に維持する。
図7および図8を参照して、準備運転制御の手順の一例を説明する。
ステップS210において、四路切換弁15の切換状態を検出する。これにより、圧縮機13を起動したときに、第1熱交換器11が蒸発器および凝縮器のうちいずれで作用するか、第2熱交換器12が蒸発器および凝縮器のいずれで作用するかを判定する。
ステップS210において、四路切換弁15の切換状態を検出する。これにより、圧縮機13を起動したときに、第1熱交換器11が蒸発器および凝縮器のうちいずれで作用するか、第2熱交換器12が蒸発器および凝縮器のいずれで作用するかを判定する。
ステップS220において、排出ファン92および供給ファン91を駆動する。これにより、調湿装置1内に室外空気OAおよび室内空気RAを流通させる。なお、この時点では、電子膨張弁14の開度は、調湿装置1の運転停止時における開度に維持されている。また、圧縮機13を停止状態に維持する。
ステップS230において、排出ファン92および供給ファン91の起動から所定時間の経過後、第1温度センサ31により室内空気温度Trを測定する。また、第2温度センサ32により室外空気温度Toを測定する。そして、室内空気温度Trと室外空気温度Toとを比較し、温度の高い空気を判定する。判定時間を短くするため、室内空気温度Trと室外空気温度Toとの間に差が生じたとき、両者の温度を比較して、室内空気温度Trおよび室外空気温度Toのうちいずれの温度が高いかを判定する。
ステップS240において、室内空気温度Trと室外空気温度Toとの比較結果および四路切換弁15の切換状態に基づいて、圧縮機13を起動させたときに蒸発器として作用する熱交換器に、比較的温度の高い空気が流通するように、通気切換装置20の動作モードを設定する。
この動作モードの決定は、切換表を用いて行われる。切換表は、室内空気温度Trと室外空気温度Toとの比較結果および四路切換弁15の切換状態の情報に基づいて、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を流通させることができる通気切換装置20の動作モードが選択できるように、構成されている。
切換表により、通気切換装置20の動作モードが設定された後、蒸発器として作用する熱交換器に比較的高温の空気を所定期間にわたって流通させる。その後、次のステップに移行する。
ステップS250において、調湿装置1の起動時を起算時として設定時間経過したとき、室外空気温度Toが第1設定温度TAよりも高いか否かを判定する。設定時間は、室外空気温度Toが安定するまでに要する時間として設定されている。
この判定に基づいて運転モードを決定する。当該判定が肯定されるとき、運転モードが除湿運転に設定する(ステップS261)。ステップS250の判定が否定されるとき、すなわち室外空気温度Toが第1設定温度TA以下のときは次のステップに移行する。
ステップS260において、室外空気温度Toが第2設定温度TB以上か否かを判定する。すなわち、この判定肯定されるとき、すなわち室外空気温度Toが第2設定温度TB以上かつ第1設定温度TA以下のとき、運転モードを換気運転に設定する(ステップS262)。ステップS260の判定が否定されるとき、すなわち室外空気温度Toが第2設定温度TBよりも小さいとき、運転モードを加湿運転に設定する(ステップS263)。
ステップS270において、四路切換弁15の切換状態および設定された運転モードに基づいて、通気切換装置20の動作モードを切り換える。そして、電子膨張弁14を所定の開度に設定し、インバータ回路によりPWM信号の周波数を徐々に高くして、PWM信号の周波数を所定周波数にまで上げる。このようにして圧縮機13を起動する。
図8を参照して、上記切換表について説明する。
切換表は、上記したように、準備運転制御中の通気切換装置20の動作モードを設定するために用いられる。この切換表は、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を当てる動作モードを選択することのできる構成とされている。以下、切換表について具体的に説明する。
切換表は、上記したように、準備運転制御中の通気切換装置20の動作モードを設定するために用いられる。この切換表は、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を当てる動作モードを選択することのできる構成とされている。以下、切換表について具体的に説明する。
四路切換弁15が第1切換状態にあるとき第2熱交換器12が蒸発器として作用する。
室外空気温度Toが室内空気温度Trよりも高いときは、室外空気OAを第2熱交換器12に当てる。第2熱交換器12に室外空気OAを当てる動作モードは第1動作モードに対応する。このため、このような条件に対して第1動作モードが割り当てられている。
室外空気温度Toが室内空気温度Trよりも高いときは、室外空気OAを第2熱交換器12に当てる。第2熱交換器12に室外空気OAを当てる動作モードは第1動作モードに対応する。このため、このような条件に対して第1動作モードが割り当てられている。
一方、室内空気温度Trが室外空気温度To以上のとき、室内空気RAを第2熱交換器12に当てる。第2熱交換器12に室内空気RAを当てる動作モードは第2動作モードに対応する。このため、このような条件に対して第2動作モードが割り当てられている。
四路切換弁15が第2切換状態にあるとき第1熱交換器11が蒸発器として作用する。
室外空気温度Toが室内空気温度Trよりも高いときは、室外空気OAを第1熱交換器11に当てる。第1熱交換器11に室外空気OAを当てる動作モードは第2動作モードに対応する。このため、このような条件に対して第2動作モードが割り当てられている。
室外空気温度Toが室内空気温度Trよりも高いときは、室外空気OAを第1熱交換器11に当てる。第1熱交換器11に室外空気OAを当てる動作モードは第2動作モードに対応する。このため、このような条件に対して第2動作モードが割り当てられている。
一方、室内空気温度Trが室外空気温度To以上のとき、室内空気RAを第1熱交換器11に当てる。第1熱交換器11に室内空気RAを当てる動作モードは第1動作モードに対応する。このため、このような条件に対して第1動作モードが割り当てられている。
図9を参照して、準備運転制御中における空気の流通状態について説明する。
四路切換弁15が第1切換状態に設定され、室外空気温度Toが室内空気温度Trよりも高い場合は、切換表によれば、通気切換装置20の動作モードが第1動作モードに設定される。これは図8のNo1の状態に対応する。この場合、図9(a)に示すように、室外空気OAが第2熱交換器12に当てられる。このため、第2熱交換器12に比較的温度の低い室内空気RAが当てられる場合と比べて、第2熱交換器12(蒸発器)の冷却は小さい。
四路切換弁15が第1切換状態に設定され、室外空気温度Toが室内空気温度Trよりも高い場合は、切換表によれば、通気切換装置20の動作モードが第1動作モードに設定される。これは図8のNo1の状態に対応する。この場合、図9(a)に示すように、室外空気OAが第2熱交換器12に当てられる。このため、第2熱交換器12に比較的温度の低い室内空気RAが当てられる場合と比べて、第2熱交換器12(蒸発器)の冷却は小さい。
四路切換弁15が第1切換状態に設定され、室外空気温度Toが室内空気温度Tr以下の場合は、切換表によれば、通気切換装置20の動作モードが第2動作モードに設定される。これは図8のNo2の状態に対応する。この場合、図9(b)に示すように、室内空気RAが第2熱交換器12に当てられる。このため、第2熱交換器12に比較的温度の低い室外空気OAが当てられる場合と比べて第2熱交換器12(蒸発器)の冷却は小さい。
図8のNo3、No4に対応する状態においても上記と同様である。
図8のNo3の場合、室外空気OAが第1熱交換器11に当てられる。このため、第1熱交換器11に比較的温度の低い室内空気RAが当てられる場合と比べて、第1熱交換器11(蒸発器)の冷却は小さい。
図8のNo3の場合、室外空気OAが第1熱交換器11に当てられる。このため、第1熱交換器11に比較的温度の低い室内空気RAが当てられる場合と比べて、第1熱交換器11(蒸発器)の冷却は小さい。
図8のNo4の場合、室内空気RAが第1熱交換器11に当てられる。このため、第1熱交換器11に比較的温度の低い室外空気OAが当てられる場合と比べて、第1熱交換器11(蒸発器)の冷却は小さい。
以上のように、準備運転制御中においては、切換表に基づく通気切換装置20の動作により、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気が流通する。このため、蒸発器が過度に冷却されることが抑制される。
以下、このような制御、すなわち調湿装置1の始動時において、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を選択的に流通させる制御を実行する理由について説明する。
調湿装置1を始動するとき、室外空気温度Toに基づいて運転モードを決定する。そして、室外空気温度Toを精確に測定するために、供給ファン91および排出ファン92を動作させる。このとき、室外空気OAおよび室内空気RAが調湿装置1内に入る。室外空気OAおよび室内空気RAの温度が高いときは液冷媒の増大は殆どない。一方、室外空気OAまたは室内空気RAの温度が低いとき、特に、冷媒の凝縮温度よりも低いとき、第1熱交換器11または第2熱交換器12内の冷媒が液化するため、液冷媒の量が増大する。圧縮機13の起動時において、蒸発器として作用する熱交換器に液冷媒の量が多いとき、アキュムレータ16を通じて圧縮機13側に冷媒が流れ込むことがある。圧縮機13内に液冷媒が入ると、潤滑油と液冷媒とが混合しその後の冷媒の蒸発により潤滑油が冷媒回路10に流出するといった問題が生じる。
このため、調湿装置1の始動時において、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を選択的に流通させる。これにより、蒸発器に液冷媒が増大することを抑制する。
<準備運転制御の変形例>
上記実施形態では、季節に関らず、調湿装置1の始動時において、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を選択的に流通させる制御(以下、「始動時通気制御」)を実行する。しかし、蒸発器に存在する冷媒が多量に液化する条件が成立することは殆どない。すなわち、蒸発器に導かれる空気の温度が冷媒の凝縮温度に近くなることは少ない。このような温度条件が成立しないときは冷媒の液化量が少ないため、アキュムレータ16を通じて液冷媒が圧縮機13に流れ込むことは殆どない。そこで、次のように、始動時通気制御を実行してもよい。
上記実施形態では、季節に関らず、調湿装置1の始動時において、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を選択的に流通させる制御(以下、「始動時通気制御」)を実行する。しかし、蒸発器に存在する冷媒が多量に液化する条件が成立することは殆どない。すなわち、蒸発器に導かれる空気の温度が冷媒の凝縮温度に近くなることは少ない。このような温度条件が成立しないときは冷媒の液化量が少ないため、アキュムレータ16を通じて液冷媒が圧縮機13に流れ込むことは殆どない。そこで、次のように、始動時通気制御を実行してもよい。
液冷媒が圧縮機13に戻る可能性のある温度のうち最も高い温度を設定温度TCとして設定する。設定温度TCは例えば室温(25℃)とされる。すなわち室温よりも高い温度のときには、蒸発冷媒が再液化することが殆どないことから、当該設定温度TCがこのような温度(25℃)に設定される。
そして、当該調湿装置1が始動するとき、室外空気OAの温度および室内空気RAの温度がともに設定温度TCよりも大きい場合は、始動時通気制御を実行しない。これにより、調湿装置1の始動時においても、準備運転制御後の運転モードと同じパターンで熱交換器に対して空気を導くことが可能となる。
(実施形態の効果)
本実施形態の調湿装置1によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態では、当該調湿装置1が始動するとき、室外空気温度Toと室内空気温度Trとを比較していずれの空気の温度が高いかを判定し、室外空気OAおよび室内空気RAのうち温度の高い方の空気を蒸発器に流通させる。
本実施形態の調湿装置1によれば以下の効果が得られる。
(1)本実施形態では、当該調湿装置1が始動するとき、室外空気温度Toと室内空気温度Trとを比較していずれの空気の温度が高いかを判定し、室外空気OAおよび室内空気RAのうち温度の高い方の空気を蒸発器に流通させる。
この構成によれば、室外空気OAおよび室内空気RAのうちで比較的温度の高い空気を蒸発器に導くことにより、蒸発器が過度に冷却されることに起因して蒸発器内で冷媒液化が過度に促進されることが抑制される。これにより、液冷媒が圧縮機13に戻ることが抑制される。
(2)本実施形態では、加湿運転の時期および除湿運転の時期において調湿装置1を運転停止するとき、電子膨張弁14側の冷媒経路すなわち第1冷媒経路17を連通状態にする。これにより、調湿装置1の運転停止期間中、第1冷媒経路17を通じて冷媒を移動させることができる。すなわち、圧縮機13側に流入する冷媒量が少なくなる。このため、圧縮機13の潤滑油の減少を抑制することができる。
(3)本実施形態では、室外空気温度Toと室内空気温度Trとを比較していずれの空気の温度が高いか否かについての判定を、第1温度センサ31の検出温度と第2温度センサ32の検出温度との間に差が生じたことに基づいて行う。これにより、第1温度センサ31の検出温度および第2温度センサ32の検出温度の値が安定したときに両者を比較する場合と比較して、室外空気OAおよび室内空気RAのうち温度が高い空気はいずれかついて判定するまでの判定時間を短くすることができる。
(4)本実施形態の変形例では、調湿装置1が始動するとき、室外空気OAの温度および室内空気RAの温度がともに設定温度TCよりも大きい場合、室外空気OAおよび室内空気RAのうち温度の高い空気を蒸発器に流通させる処理を実行しない。このような処理により、準備運転制御後の運転モードと同じパターンで熱交換器に対して空気を導くことが可能となる。
(その他の実施形態)
本発明の実施態様は上記各実施形態に例示した態様に限られるものではなく、例えば以下のように変更することもできる。
本発明の実施態様は上記各実施形態に例示した態様に限られるものではなく、例えば以下のように変更することもできる。
・本実施形態では、加湿運転の時期および除湿運転の時期において調湿装置1を運転停止するとき、電子膨張弁14側の冷媒経路すなわち第1冷媒経路17を連通状態にする。これに対し、電子膨張弁14側の冷媒経路を連通状態にするための要件として、更に、他の要件を付加してもよい。例えば、圧縮機13側に流入する冷媒量が過大になるときの条件を要件として付加することができる。圧縮機13側に流入する冷媒量が過大になる要因は、第1熱交換器11を含む冷媒経路の冷媒圧と、第2熱交換器12を含む冷媒経路の冷媒圧との差が過大になることであるため、この差が過大になることを、電子膨張弁14側の冷媒経路を連通状態にするための要件とすることが好ましい。
具体的には、加湿運転の時期および除湿運転の時期において、調湿装置1を運転停止するとき、第1熱交換器11を含む冷媒経路の冷媒圧と、第2熱交換器12を含む冷媒経路の冷媒圧とを比較して、その差が閾値よりも大きくなるとき、電子膨張弁14側の開度を「停止開度」に設定して電子膨張弁14側の冷媒経路を連通状態にする。なお、冷媒圧は、蒸気圧センサにより検出する。
・本実施形態では、調湿装置1の始動時において、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を選択的に流通させる制御(始動時通気制御)を実行している。このとき、四路切換弁15は運転停止制御時の切換状態のまま維持されている。
一方、準備運転制御後において、四路切換弁15の切換制御を行うことによっても、圧縮機13に冷媒が流入することを抑制することができる。具体的には、まず、準備運転制御において、圧縮機13を停止した状態で、供給ファン91および排出ファン92を動作させて室内空気RAおよび室外空気OAを調湿装置1に流入させる。次に、室外空気温度Toと室内空気温度Trとを測定する。次に、室外空気温度Toと室内空気温度Trとを比較していずれの空気の温度が高いかを判定する。
そして、圧縮機13を始動するとき、第1熱交換器11および第2熱交換器12のうち温度の高い空気が流通している熱交換器を蒸発器として作用させるように、四路切換弁15を切り換える。これにより、室外空気OAおよび室内空気RAのいずれかが冷媒を液化させる程低温であったとしても、当該液冷媒を凝縮器に存在させることができる。これにより、圧縮機13の始動のときに液冷媒が圧縮機13に流れ込むことを抑制することができる。
・本実施形態では、調湿装置1の始動時において、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を選択的に流通させる制御(始動時通気制御)を実行している。
一方、調湿装置1に、室外空気OAおよび室内空気RAの流れを変更する別の経路すなわちバイパスを設けることによっても、蒸発器として作用する熱交換器を過度に冷却することを抑制することができる。
一方、調湿装置1に、室外空気OAおよび室内空気RAの流れを変更する別の経路すなわちバイパスを設けることによっても、蒸発器として作用する熱交換器を過度に冷却することを抑制することができる。
例えば、第1前室51と第2後室56とを接続する第1バイパスを設ける。そして、第1バイパスの途中に空気通路を開閉する第5開閉機構を設ける。また、第2前室52と第1後室55とを接続する第2バイパスを設ける。そして、第2バイパスの途中に空気通路を開閉する第6開閉機構を設ける。
調湿装置1の始動時において、第1前方開閉機構71、第2前方開閉機構72、第3前方開閉機構73、第4前方開閉機構74のすべてを閉状態とし、第5開閉機構および第6開閉機構を開状態とする。このような構成により、第1熱交換器11および第2熱交換器12に室外空気OAおよび室内空気RAを流通させないようにすることができる。これにより、蒸発器として作用する熱交換器が過度に冷却されることがなくなるため、圧縮機13の起動のときの圧縮機への液戻りを抑制することができる。
・本実施形態では、1つの筐体40に第1熱交換器11、第2熱交換器12、および通気切換装置20を収容しているが、各構成要素を互いに離して設けてもよい。これにより、調湿装置1を様々な態様で配置可能となる。
・本実施形態では、ダンパ制御により、2つの空気流を互いに換える構成の通気切換装置20を採用しているが、通気切換装置20の構成はこれに限定されない。例えば、室内空気切換装置21を次の構成とすることができる。すなわち、室内空気RAを導入する通路(以下、「主通路」)を、第1熱交換室53に向う第1通路と第2熱交換室54に向う第2通路に分岐し、当該分岐部分に、弁を配置して、当該弁の動作により、第1通路および第2通路のうちのいずれか一方が主通路に連通する構造とする。
・本実施形態では、室内空気RAが流入する室内吸気口57および室外空気OAが流入する室外吸気口58を前面壁41に設けているが、室内吸気口57および室外吸気口58の配置は限定されない。同様に、供給口59および排出口60の配置も限定されない。
・本実施形態では、準備運転制御の期間において、蒸発器として作用する熱交換器に比較的温度の高い空気を選択的に流通させる制御(始動時通気制御)を実行している。この始動時通気制御の期間は、適宜変更することができる。例えば、始動時通気制御をさらに延長して、圧縮機13の電動モータの回転数が所定回転数に至るまで始動時通気制御を継続して行ってもよい。
1…調湿装置、10…冷媒回路、11…第1熱交換器、12…第2熱交換器、13…圧縮機、14…電子膨張弁、15…四路切換弁、16…アキュムレータ、17…第1冷媒経路、18…第2冷媒経路、20…通気切換装置、21…室内空気切換装置、22…室外空気切換装置、23…供給空気切換装置、24…排出空気切換装置、30…制御装置、31…第1温度センサ、32…第2温度センサ、33…第1湿度センサ、34…第2湿度センサ、40…筐体、41…前面壁、42…後面壁、43…左側壁、44…右側壁、45…第1仕切壁、46…第2仕切壁、47…第3仕切壁、48…第4仕切壁、49…第5仕切壁、50…第6仕切壁、50A…第7仕切壁、50B…第8仕切壁、51…第1前室、52…第2前室、53…第1熱交換室、54…第2熱交換室、55…第1後室、56…第2後室、57…室内吸気口、58…室外吸気口、59…供給口、60…排出口、71…第1前方開閉機構、72…第2前方開閉機構、73…第3前方開閉機構、74…第4前方開閉機構、81…第1後方開閉機構、82…第2後方開閉機構、83…第3後方開閉機構、84…第4後方開閉機構、91…供給ファン、92…排出ファン。
Claims (5)
- 圧縮機(13)と、吸着剤を担持した第1熱交換器(11)と、吸着剤を担持した第2熱交換器(12)と、電子膨張弁(14)と、四路切換弁(15)とを含む冷媒回路(10)と、前記第1熱交換器(11)に流通させる空気と前記第2熱交換器(12)に流通させる空気とを互いに換える通気切換装置(20)とを備え、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)の一方を凝縮器とし前記吸着剤の再生動作により加湿器として機能させるとともに他方を蒸発器とし前記吸着剤の吸着動作により除湿器として機能させ、前記四路切換弁(15)で前記冷媒回路(10)に流れる冷媒の流れを変更することにより両熱交換器の機能を交替させる調湿装置(1)において、
室外空気の温度と室内空気の温度とを比較していずれの空気の温度が高いかを判定し、
当該調湿装置(1)の始動時に、前記室外空気および前記室内空気のうち、温度の高い方の空気を、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)のうち前記蒸発器として作用する熱交換器に流通させ、温度の低い方の空気を、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)のうち前記凝縮器として作用する熱交換器に流通させる
ことを特徴とする調湿装置。 - 請求項1に記載の調湿装置(1)において、
少なくとも加湿運転の時期および除湿運転の時期において当該調湿装置(1)を運転停止するとき、前記電子膨張弁(14)側の冷媒経路を連通状態にする
ことを特徴とする調湿装置。 - 請求項1または2に記載の調湿装置(1)において、
当該調湿装置(1)内に、前記室内空気の温度を検出する第1温度センサ(31)と、前記室外空気の温度を検出する第2温度センサ(32)と、前記室内空気を当該調湿装置(1)に流入し室外に排出する排出ファン(92)と、前記室外空気を当該調湿装置(1)に流入し室内に供給する供給ファン(91)とが設けられ、
当該調湿装置(1)の始動時かつ前記圧縮機(13)の起動前に、前記排出ファン(92)を駆動することにより前記室内空気を流入させるとともに、前記供給ファン(91)を駆動することにより前記室外空気を流入させ、
前記室外空気の温度と前記室内空気の温度とを比較していずれの空気の温度が高いか否かについての判定を、前記第1温度センサ(31)の検出温度と前記第2温度センサ(32)の検出温度との間に差が生じたことに基づいて行う
ことを特徴とする調湿装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の調湿装置において、
当該調湿装置(1)の始動時に、前記室外空気の温度および前記室内空気の温度がともに設定温度よりも大きい場合、前記室外空気および前記室内空気のうち温度の高い空気を、前記蒸発器として機能する熱交換器に流通させる処理を実行しない
ことを特徴とする調湿装置。 - 圧縮機(13)と、吸着剤を担持した第1熱交換器(11)と、吸着剤を担持した第2熱交換器(12)と、電子膨張弁(14)と、四路切換弁(15)とを含む冷媒回路(10)と、前記第1熱交換器(11)に流通させる空気と前記第2熱交換器(12)に流通させる空気とを互いに換える通気切換装置(20)とを備え、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)の一方を凝縮器とし前記吸着剤の再生動作により加湿器として機能させるとともに他方を蒸発器とし前記吸着剤の吸着動作により除湿器として機能させ、前記四路切換弁(15)で前記冷媒回路(10)に流れる冷媒の流れを変更することにより両熱交換器の機能を交替させる調湿装置(1)において、
当該調湿装置(1)の始動時に、
前記蒸発器および前記凝縮器の一方に室外空気を流入するとともに他方に室内空気を流入し、かつ前記室外空気の温度と前記室内空気の温度とを比較していずれの空気の温度が高いかを判定し、
前記圧縮機(13)の起動時に、前記四路切換弁(15)を切り換えることにより、前記第1熱交換器(11)および前記第2熱交換器(12)のうち温度の高い空気が流通している熱交換器を前記蒸発器として機能させる
ことを特徴とする調湿装置。
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