CN1826495A - 湿度控制装置 - Google Patents

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Abstract

使制冷循环中的制冷剂(106)的显热区域(R)大于R22的显热区域(R)，让用以对吸湿装置(80)进行加热复原的热量增大。

Description

湿度控制装置
技术领域
本发明涉及一种用吸湿装置进行空气的除湿、加湿的湿度控制装置。
背景技术
到目前为止，已有利用干燥剂(desiccant)的水分吸附作用的干燥剂湿度控制装置作为调整室内空气的温度和湿度的湿度控制装置。
例如，干燥剂湿度控制装置，包括：吸附、解吸室内空气中的水分的吸湿元件和对室内空气的温度进行调整的制冷剂回路。被导入到该干燥剂湿度控制装置内的室内空气，由所述吸湿元件进行加湿或除湿，并且由所述制冷剂回路的热交换器进行加热或冷却。已经吸附了水分的吸湿元件，通过加热复原，恢复该吸湿元件的吸湿能力。
该干燥剂湿度控制装置的吸湿元件，由第一吸湿元件和第二吸湿元件构成。例如在夏季等进行室内空气的除湿时，在第一吸湿元件中吸附室内空气的水分，在这一段时间内对第二吸湿元件进行加热复原。过了规定时间后，用第二吸湿元件吸附室内空气的水分，在这一段时间内对第一吸湿元件进行加热复原。就是说，在该干燥剂湿度控制装置中，在第一、第二吸湿元件中，交替切换水分的吸附和加热复原进行运转(分批(batch)运转)。这样，在使除湿性能不下降的状态下对室内空气来连续不断地进行湿度控制。
所述干燥剂湿度控制装置的制冷剂回路，主要由压缩机、使吸湿元件复原的复原热交换器、膨胀机构及室内空气的加热/冷却用热交换器构成。该压缩机、热交换器及膨胀机构由管道连接，利用被填充在该管道内的制冷剂在循环时的状态变化，进行制冷循环。在该制冷循环中，例如在对吸湿元件进行加热复原时，利用复原热交换器内的制冷剂的凝结热等(例如参照日本公开专利公报特开2003-97825号公报)。
然而，在所述的现有湿度控制装置中，可以认为用以对吸湿元件进行加热复原的热量会不够。特别是，在以现有湿度控制装置一般使用的制冷剂即R22(CHClF2)作为所述制冷剂回路内的制冷剂的情况下，可以认为会导致下述问题，即：不能充分地得到用以对吸湿元件进行加热复原的热量，结果是，导致湿度控制装置的湿度控制性能下降。
发明内容
本发明正是为解决上述问题而研究开发出来的。其目的在于：在湿度控制装置的制冷剂回路中，通过让用以对吸湿元件进行加热复原的热量大幅度增大，来提高吸湿元件的复原效率，也提高湿度控制装置的湿度控制能力。
本发明，是使制冷循环中的制冷剂(106)的显热区域(R)变大，让用以对吸湿装置(80)进行加热复原的热量增大。
具体而言，第一发明，是以下述湿度控制装置为前提，即：具有用吸湿材料对被处理的空气进行湿度控制的吸湿装置(80)和进行制冷循环的制冷剂回路(100)、通过所述制冷剂回路(100)内的制冷剂(106)的热量对所述吸湿装置(80)进行加热复原的湿度控制装置。
所述湿度控制装置，构成为在实质上同一排出温度(B)的制冷循环的条件下比较时，所述制冷剂(106)的显热区域(R)大于R22的显热区域(R)。在此，所述排出温度(B)是指经过压缩机中的压缩步骤排出来的制冷剂的温度。
在所述第一发明中，通过制冷循环中的制冷剂(106)的热量对吸湿装置(80)进行加热复原。在此，将在实质上同一排出温度(B)的制冷循环的条件下比较时其显热区域(R)为大于一般使用的制冷剂即R22的显热区域(R)的制冷剂(106)，用作当对所述吸湿装置(80)进行加热复原时使用的制冷剂(106)。关于该显热区域(R)，根据图9进行说明。
图9，是表示利用现有的、一般使用的制冷剂即R22的制冷循环的温熵图。该温熵图，是以制冷剂的温度为纵轴且以制冷剂的熵为横轴、表示R22在制冷循环中的状态变化的图。曲线L是R22的饱和曲线(饱和液相线和饱和气相线)。
在使用R22的制冷剂回路中，进行大略以A→B→C→D表示的制冷循环。在该制冷循环中，吸湿元件的加热复原是通过R22在B→C间的放热进行的。在此，在所述吸湿元件的加热复原所需的温度例如为60度的情况下，R22需要在其温度高于该60度的状态下放热。因此，在B→C间，对吸湿元件的加热复原有效的R22的显热区域(R)，是从60度的位置到该制冷循环的排出温度(B)即约120度为止的、斜影线部分的区域。因而，该斜影线部分示出的区域表示制冷剂处于对吸湿元件的加热复原有效地起到作用的状态的区域，于是下这样的定义，即：该区域是权利要求所述的显热区域(R)。补充说明一下，因为该显热区域(R)表示根据制冷剂的温度和熵求出的面积，所以若该显热区域(R)变宽，用以对吸湿元件进行加热复原的放热量便增大。
在本发明中，在同一排出温度(B)的制冷循环的条件下比较时，因为使所述制冷剂(106)的显热区域(R)大于现有的、湿度控制装置一般使用的制冷剂即R22的显热区域(R)，所以能使为了对吸湿装置(80)进行加热复原由所述制冷剂回路(100)的制冷剂(106)放出的放热量增大。因此，能够提高吸湿装置(80)的加热复原效率。
第二发明，是在第一发明的湿度控制装置中，制冷剂回路(100)构成为制冷循环的高压压力高于制冷剂(106)的临界压力。
在所述第二发明中，使制冷剂回路(100)在对吸湿装置(80)进行加热复原时的高压压力高于制冷剂(106)的临界压力，使所述制冷剂(106)成为超临界状态。通过该超临界状态下的制冷循环(超临界循环)对吸湿元件(80)进行加热复原。在此，若使制冷剂(106)成为超临界状态，便能使制冷剂(106)的显热区域(R)大于制冷剂为液体或气体的状态(亚临界状态)下。因此，能让用以对吸湿装置(80)进行加热复原的放热量增大。
第三发明，是在第一发明的湿度控制装置中，制冷剂(106)是R32单一制冷剂或含有重量百分比大于等于75％且小于100％R32的混合制冷剂。
在所述第三发明中，用与R22相比显热区域(R)更大的、富于R32(CH2F2)的制冷剂作制冷剂回路(100)的制冷剂(106)。因此，能让用以对吸湿装置(80)进行加热复原的放热量增大。
第四发明，是在第二发明的湿度控制装置中，制冷剂(106)为CO2制冷剂。
在所述第四发明中，用临界温度较低的CO2作制冷剂回路(100)的制冷剂(106)。因此，能容易地使制冷剂(106)成为超临界状态，能使制冷剂(106)的显热区域(R)变大。因此，能让用以对吸湿装置(80)进行加热复原的放热量增大。
第五发明，是在第一发明的湿度控制装置中，吸湿装置(80)由第一吸湿元件(81)和第二吸湿元件(82)构成，进行交替切换第一工作和第二工作的分批运转：所述第一工作，用第一吸湿元件(81)吸附第一空气的水分，通过由所述制冷剂回路(100)的制冷剂(106)加热后的第二空气对第二吸湿元件(82)进行加热复原；所述第二工作，用第二吸湿元件(82)吸附第一空气的水分，用由所述制冷剂回路(100)的制冷剂(106)加热后的第二空气对第一吸湿元件(81)进行加热复原。
在上述第五发明中，用吸湿装置(80)吸附第一空气的水分，并且用第二空气对吸湿装置(80)进行加热复原。在此，用第一吸湿元件(81)和第二吸湿元件(82)构成吸湿装置(80)，进行交替切换第一、第二运转工作的分批式运转，即在一侧吸湿元件吸附第一空气的水分的那一段时间内用由制冷剂(106)加热后的第二空气对另一侧吸湿元件进行加热复原。因此，第一、第二吸湿元件(81、82)不会造成吸湿突破(breakthrough)，而能够对被处理的空气连续不断地进行湿度控制。
-发明的效果-
根据第一发明，将在同一排出温度(B)的制冷循环的条件下比较时显热区域(R)大于R22的制冷剂(106)用作当对吸湿装置(80)进行加热复原时使用的制冷剂(106)。因而，能使制冷剂(106)的放热量增大，提高吸湿装置(80)的复原效率。因此，能够提高湿度控制装置的湿度控制性能。
根据第二发明，使制冷剂回路(100)的制冷循环的高压压力高于制冷剂(106)的临界压力，使所述制冷剂(106)成为超临界状态。之后，通过制冷剂(106)的超临界循环对吸湿装置(80)进行加热复原。在此，若使制冷剂(106)成为超临界状态，便能使制冷剂(106)的显热区域(R)变得比亚临界状态下大。因此，能让用以对吸湿装置(80)进行加热复原的放热量增大，提高吸湿装置(80)的复原效率。
根据第三发明，用富于R32的制冷剂作当对吸湿装置(80)进行加热复原时使用的制冷剂(106)。与R22相比，R32在制冷循环中的显热区域(R)更大。因此，能够使制冷剂(106)的放热量增大，提高吸湿装置(80)的复原效率。
根据第四发明，用CO2作当对吸湿装置(80)进行加热复原时使用的制冷剂(106)，由该CO2进行超临界循环。因为该CO2的临界温度较低，所以能容易地使它成为超临界状态。能通过使该CO2成为超临界状态，使制冷剂(106)在制冷循环中的显热区域(R)变大。因而，能让用以对吸湿装置(80)进行加热复原的放热量增大，进一步提高吸湿装置(80)的复原效率。因此，能够进一步提高湿度控制装置的湿度控制性能。
根据第五发明，用第一、第二吸湿元件(81、82)构成吸湿装置(80)，进行交替切换第一、第二运转工作的分批式运转，即用一侧吸湿元件吸附第一空气的水分，并且对另一侧吸湿元件进行加热复原。因此，第一、第二吸湿元件(81、82)不会造成吸湿突破，而能够对被处理的空气连续不断地进行湿度控制，能够提高湿度控制装置的除湿性能。
附图说明
图1是表示第一实施例所涉及的湿度控制装置的结构和空气在除湿运转时的第一工作中的流动情况的概略结构图。图1(A)、图1(B)及图1(C)，表示湿度控制装置的俯视图、左视图及右视图。
图2是表示第一实施例所涉及的湿度控制装置的结构和空气在除湿运转时的第二工作中的流动情况的概略结构图。图2(A)、图2(B)及图2(C)，表示湿度控制装置的俯视图、左视图及右视图。
图3是表示第一实施例所涉及的湿度控制装置的结构和空气在加湿运转时的第一工作中的流动情况的概略结构图。图3(A)、图3(B)及图3(C)，表示湿度控制装置的俯视图、左视图及右视图。
图4是表示第一实施例所涉及的湿度控制装置的结构和空气在加湿运转时的第二工作中的流动情况的概略结构图。图4(A)、图4(B)及图4(C)，表示湿度控制装置的俯视图、左视图及右视图。
图5是第一实施例所涉及的湿度控制装置的主要部分放大图。
图6是表示第一实施例所涉及的湿度控制装置的吸湿元件的结构的概略立体图。
图7是第一实施例所涉及的制冷剂回路的回路图。
图8(A)和图8(B)，是表示除湿运转时的制冷剂回路的运转工作情况的概略结构图和表示加湿运转时的制冷剂回路的运转工作情况的概略结构图。
图9是表示在用R22作制冷剂回路的制冷剂的情况下的制冷循环例子的温熵图。
图10是表示在用R32作制冷剂回路的制冷剂的情况下的制冷循环例子的温熵图。
图11是表示在用CO2作制冷剂回路的制冷剂的情况下的制冷循环(超临界循环)例子的温熵图。
图12是用到第二实施例所涉及的湿度控制装置中的吸湿热交换器的概略立体图。
图13是第二实施例所涉及的湿度控制装置的概略结构图。
图14是第二实施例所涉及的制冷剂回路的回路图。
图15是表示第二实施例所涉及的湿度控制装置的结构和空气在除湿运转时的第一工作中的流动情况的概略结构图。
图16是表示第二实施例所涉及的湿度控制装置的结构和空气在除湿运转时的第二工作中的流动情况的概略结构图。
图17是表示第二实施例所涉及的湿度控制装置的结构和空气在加湿运转时的第一工作中的流动情况的概略结构图。
图18是表示第二实施例所涉及的湿度控制装置的结构和空气在加湿运转时的第二工作中的流动情况的概略结构图。
具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明的实施例所涉及的湿度控制装置。
(发明的第一实施例)
首先，说明第一实施例所涉及的湿度控制装置。第一实施例所涉及的湿度控制装置，构成为切换进行除湿运转和加湿运转：该除湿运转是将减湿后的空气供到室内；该加湿运转是将加湿后的空气供到室内。该湿度控制装置具有吸湿装置(80)和后面详细说明的制冷剂回路(100)，构成为进行分批式工作。在此，参照图1、图5及图6，说明本实施例所涉及的湿度控制装置的结构。补充说明一下，在本实施例的说明中，只要不特别说明，“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“近一侧”及“远一侧”就意味着从正面一侧看图1所示的湿度控制装置的情况下的方向性。
如图1所示，所述湿度控制装置，具有呈稍微扁平的长方体形状的壳体(10)。在该壳体(10)中收纳有作为所述吸湿装置(80)的两个吸湿元件(81、82)和制冷剂回路(100)。
在制冷剂回路(100)中安装有复原热交换器(102)、第一热交换器(103)、第二热交换器(104)、压缩机(101)及膨胀阀(第一、第二电动膨胀阀)(121、122)。在该制冷剂回路(100)中，通过使填充了的制冷剂(106)循环，来进行制冷循环。制冷剂回路(100)，构成为能够切换第一热交换器(103)成为蒸发器的运转和第二热交换器(104)成为蒸发器的运转。
如图6所示，所述吸湿元件(81、82)，是由呈平板状的平板部件(83)和呈波浪形状的波形板部件(84)交替重叠而构成的。波形板部件(84)，重叠为相邻接的波形板部件(84)在棱线方向上相互错开90度的形态。吸湿元件(81、82)，从整体来看形成为长方体形状或四角柱状。
在所述吸湿元件(81、82)中形成有湿度控制侧通路(85)和冷却侧通路(86)，是在平板部件(83)和波形板部件(84)的叠层方向上夹着平板部件(83)交替分割区域而形成的。在该吸湿元件(81、82)中，湿度控制侧通路(85)在平板部件(83)的长边一侧的表面上开口；冷却侧通路(86)在平板部件(83)的短边一侧的表面上开口。
在所述吸湿元件(81、82)中，在面对湿度控制侧通路(85)的平板部件(83)表面和设置在湿度控制侧通路(85)内的波形板部件(84)表面上，已涂抹了用以吸附水蒸气的吸湿材料。作为这种吸湿材料的，可以举出例如硅胶、沸石及离子交换树脂等。
如图1所示，在所述壳体(10)中，在最近一侧设置有第一面板(11)，在最远一侧设置有第二面板(12)。在第一面板(11)中，在靠其左端的下部形成有送气口(14)；在靠其右端的下部形成有排气口(16)。在第二面板(12)中，在靠其左端的下部形成有室内侧吸入口(13)；在靠其右端的下部形成有室外侧吸入口(15)。
壳体(10)内部，在从较近一侧的第一面板(11)朝较远一侧的第二面板(12)的方向上大略分割为两个空间。
壳体(10)内的形成在靠第一面板(11)的部分的空间，由隔板(40)还分为左右两个空间。在该左右两个空间中，右一侧的空间构成排气侧流路(41)，左一侧的空间构成送气侧流路(42)。
所述排气侧流路(41)，通过排气口(16)与室外连通。在该排气侧流路(41)中，安装有排气风扇(96)、第二热交换器(104)及压缩机(101)。所述第二热交换器(104)，使向排气风扇(96)流动的空气与制冷剂回路(100)的制冷剂(106)热交换。所述压缩机(101)，是在所述制冷剂回路(100)的压缩步骤中使用。
送气侧流路(42)，通过送气口(14)与室内连通。在该送气侧流路(42)中，安装有送气风扇(95)和第一热交换器(103)。第一热交换器(103)，使向送气风扇(95)流动的空气与制冷剂回路(100)的制冷剂(106)热交换。
壳体(10)内的形成在靠第二面板(12)的部分的空间，由右侧隔板(20)和左侧隔板(30)在左右方向上还分为三个空间。
右侧隔板(20)右侧的空间，在铅垂方向上分割为两个空间。该空间，是上一侧的空间构成右上部流路(65)，下一侧的空间构成右下部流路(66)。右上部流路(65)，与排气侧流路(41)连通，并且与室外侧吸入口(15)隔开；右下部流路(66)，与室外侧吸入口(15)连通，并且与排气侧流路(41)隔开。
左侧隔板(30)左侧的空间，在铅垂方向上分割为两个空间。该空间，是上下的空间构成左上部流路(67)；下一侧的空间构成左下部流路(68)。左上部流路(67)，与送气侧流路(42)连通，并且与室内侧吸入口(13)隔开；左下部流路(68)，与室内侧吸入口(13)连通，并且与送气侧流路(42)隔开。
在右侧隔板(20)和左侧隔板(30)之间安装有两个吸湿元件(81、82)。这些吸湿元件(81、82)，安装为在前后方向上隔着规定间隔排列的状态。具体而言，在较近一侧即靠第一面板(11)的部分安装有第一吸湿元件(81)；在较远一侧即靠第二面板(12)的部分安装有第二吸湿元件(82)。
第一、第二吸湿元件(81、82)，是以各自的平板部件(83)和波形板部件(84)重叠的方向与壳体的左右方向一致的形态安装。在该形态的各吸湿元件(81、82)中，湿度控制侧通路(85)在其上表面和下表面上开口，冷却侧通路(86)在其前表面和后表面上开口，而在其左表面和右表面上，哪种通路(85、86)也未开口。
右侧隔板(20)和左侧隔板(30)之间的空间，分割为第一流路(51)、第二流路(52)、第一上部流路(53)、第一下部流路(54)、第二上部流路(55)、第二下部流路(56)及中央流路(57)。
如图5所示，第一流路(51)形成在第一吸湿元件(81)的较近一侧(图5中的右侧)，与第一吸湿元件(81)的冷却侧通路(86)连通。第二流路(52)形成在第二吸湿元件(82)的较远一侧(图5中的左侧)，与第二吸湿元件(82)的冷却侧通路(86)连通。
第一上部流路(53)，形成在第一吸湿元件(81)上侧，与第一吸湿元件(81)的湿度控制侧通路(85)连通。第一下部流路(54)，形成在第一吸湿元件(81)下侧，与第一吸湿元件(81)的湿度控制侧通路(85)连通。第二上部流路(55)，形成在第二吸湿元件(82)上侧，与第二吸湿元件(82)的湿度控制侧通路(85)连通。第二下部流路(56)，形成在第二吸湿元件(82)下侧，与第二吸湿元件(82)的湿度控制侧通路(85)连通。
中央流路(57)，形成在第一吸湿元件(81)和第二吸湿元件(82)之间的区域，与两个吸湿元件(81、82)的冷却侧通路(86)连通。在该中央流路(57)中，将用以对所述第一、第二吸湿元件进行加热复原的复原热交换器(102)安装为大致沿铅垂方向站着的状态。该复原热交换器(102)，使在中央流路(57)中流动的空气与制冷剂回路(100)的制冷剂(106)热交换。复原热交换器(102)起到冷凝器作用，对在中央流路(57)中流动的空气加热。
为了使中央流路(57)和第一下部流路(54)之间隔开，设置有第一调节门(shutter)(61)。为了使中央流路(57)和第二下部流路(56)之间隔开，设置有第二调节门(62)。第一调节门(61)和第二调节门(62)，都构成为开关自如。
如图1所示，在右侧隔板(20)中形成有第一右侧开口(21)、第二右侧开口(22)、第一右上侧开口(23)、第一右下侧开口(24)、第二右上侧开口(25)及第二右下侧开口(26)。这些开口(21、22、…)，分别具有开关调节门，被构成为开关自如。
第一右侧开口(21)，设置在右侧隔板(20)中的较近一侧的下部。在第一右侧开口(21)的开关调节门开着的状态下，第一流路(51)和右下部流路(66)互相连通。第二右侧开口(22)，设置在右侧隔板(20)中的较远一侧的下部。在第二右侧开口(22)的开关调节门开着的状态下，第二流路(52)和右下部流路(66)互相连通。
第一右上侧开口(23)，设置在右侧隔板(20)中与第一吸湿元件(81)邻接的部分的上部。在第一右上侧开口(23)的开关调节门开着的状态下，第一上部流路(53)和右上部流路(65)互相连通。第一右下侧开口(24)，设置在右侧隔板(20)中与第一吸湿元件(81)邻接的部分的下部。在第一右下侧开口(24)的开关调节门开着的状态下，第一下部流路(54)和右下部流路(66)互相连通。
第二右上侧开口(25)，设置在右侧隔板(20)中与第二吸湿元件(82)邻接的部分的上部。在第二右上侧开口(25)的开关调节门开着的状态下，第二上部流路(55)和右上部流路(65)互相连通。第二右下侧开口(26)，设置在右侧隔板(20)中与第二吸湿元件(82)邻接的部分的下部。在第二右下侧开口(26)的开关调节门开着的状态下，第二下部流路(56)和右下部流路(66)互相连通。
在左侧隔板(30)中形成有第一左侧开口(31)、第二左侧开口(32)、第一左上侧开口(33)、第一左下侧开口(34)、第二左上侧开口(35)及第二左下侧开口(36)。这些开口(31、32、…)，分别具有开关调节门，被构成为开关自如。
第一左侧开口(31)，设置在左侧隔板(30)中的较近一侧的下部。在第一左上侧开口(31)的开关调节门开着的状态下，第一流路(51)和左下部流路(68)互相连通。第二左侧开口(32)，设置在左侧隔板(30)中的较远一侧的下部。在第二左侧开口(32)的开关调节门开着的状态下，第二流路(52)和左下部流路(68)互相连通。
第一左上侧开口(33)，设置在左侧隔板(30)中与第一吸湿元件(81)邻接的部分的上部。在第一左上侧开口(33)的开关调节门开着的状态下，第一上部流路(53)和左上部流路(67)互相连通。第一左下侧开口(34)，设置在左侧隔板(30)中与第一吸湿元件(81)邻接的部分的下部。在第一左下侧开口(34)的开关调节门开着的状态下，第一下部流路(54)和左下部流路(68)互相连通。
第二左上侧开口(35)，设置在左侧隔板(30)中与第二吸湿元件(82)邻接的部分的上部。在第二左上侧开口(35)的开关调节门开着的状态下，第二上部流路(55)和左上部流路(67)互相连通。第二左下侧开口(36)，设置在左侧隔板(30)中与第二吸湿元件(82)邻接的部分的下部。在第二左下侧开口(36)的开关调节门开着的状态下，第二下部流路(56)和左下部流路(68)互相连通。
(制冷剂回路的结构)
接着，根据附图详细说明所述制冷剂回路(100)的结构。补充说明一下，图7是表示第一实施例的制冷剂回路(100)的回路图。
制冷剂回路(100)，是填充了制冷剂(106)的闭路。在制冷剂回路(100)中安装有压缩机(101)、复原热交换器(102)、第一热交换器(103)、第二热交换器(104)、容器(receiver)(105)、第一电动膨胀阀(121)及第二电动膨胀阀(122)。在该制冷剂回路(100)中，通过使制冷剂(106)循环来进行制冷循环。
在制冷剂回路(100)中，压缩机(101)的排出一侧，连接在复原热交换器(102)的一端上。该复原热交换器(102)的另一端，连接在容器(105)的一端上。该容器(105)的另一端，分为两条，连接在第一电动膨胀阀(121)的一端和第二电动膨胀阀(122)的一端上。第一电动膨胀阀(121)的另一端，连接在第一热交换器(103)的一端上；第二电动膨胀阀(122)的另一端，连接在第二热交换器(104)的一端上。第一热交换器(103)和第二热交换器(104)的另一端，连接在压缩机(101)的吸入一侧。
最好是这样的，用显热区域(R)大于R22的制冷剂作具有上述结构的制冷剂回路(100)的制冷剂(106)。更具体而言，最好是这样的，用R32单一制冷剂、含有重量百分比大于等于75％且小于100％R32制冷剂的混合制冷剂(例如R32和R125的混合制冷剂)或CO2制冷剂作所述制冷剂(106)。
(运转工作)
接着，说明所述湿度控制装置的运转工作情况。该湿度控制装置，是切换除湿运转和加湿运转进行其中的一种运转。如下所述，该湿度控制装置通过交替进行第一工作和第二工作来进行除湿运转、加湿运转。
(除湿运转)
在除湿运转时，在制冷剂回路(100)中，复原热交换器(102)成为冷凝器，第一热交换器(103)成为蒸发器，而第二热交换器(104)不工作。
如图1、图2所示，在除湿运转时，一驱动送气风扇(95)，室外空气(OA)就通过室外侧吸入口(15)被吸入到壳体(10)内。该室外空气(OA)，作为第一空气流入右下部流路(66)中。一驱动排气风扇(96)，室内空气(RA)就通过室内侧吸入口(13)被吸入到壳体(10)内。该室内空气(RA)，作为第二空气流入左下部流路(68)中。
接着，参照图1和图5(A)说明除湿运转时的第一工作的情况。在该第一工作中，进行下述两种工作，即：用第一吸湿元件(81)吸附第一空气即室外空气的水分的工作和用第二空气即室内空气对第二吸湿元件(82)进行加热复原的工作。就是说，在第一工作中，由第一吸湿元件(81)使第一空气减湿，同时由第二空气使第二吸湿元件(82)的吸湿材料复原。
如图1所示，在右侧隔板(20)中，第一右下侧开口(24)和第二右上侧开口(25)的开关调节门处于开放状态，其他开口(21、22、23、26)的开关调节门处于关闭状态。在该状态下，右下部流路(66)和第一下部流路(54)通过第一右下侧开口(24)连通，第二上部流路(55)和右上部流路(65)通过第二右上侧开口(25)连通。
在左侧隔板(30)中，第一左侧开口(31)和第一左上侧开口(33)的开关调节门处于开放状态，其他开口(32、34、35、36)的开关调节门处于关闭状态。在该状态下，第一流路(51)和左下部流路(68)通过第一左侧开口(31)连通，第一上部流路(53)和左上部流路(67)通过第一左上侧开口(33)连通。
如图5(A)所示，第一调节门(61)处于关闭状态，第二调节门(62)处于开放状态，在该状态下，中央流路(57)和第二下部流路(56)互相连通。
因送气风扇(95)的驱动而流入右下部流路(66)中的第一空气，其后通过第一右下侧开口(24)流入第一下部流路(54)中。因排气风扇(96)的驱动而流入左下部流路(68)中的第二空气，其后通过第一左侧开口(31)流入第一流路(51)中。
第一下部流路(54)的第一空气，流入第一吸湿元件(81)的湿度控制侧通路(85)中。在流过该湿度控制侧通路(85)的那一段时间内，含在第一空气中的水蒸气由吸湿材料吸附。由于第一吸湿元件(81)的作用而减湿后的第一空气，流入第一上部流路(53)中。
第一流路(51)的第二空气，流入第一吸湿元件(81)的冷却侧通路(86)中。在流过该冷却侧通路(86)的那一段时间内，第二空气，对由吸湿材料在湿度控制侧通路(85)中吸附水蒸气时产生的吸湿热进行吸热。吸收了吸湿热的第二空气，流入中央流路(57)中，再通过复原热交换器(102)。这时，在复原热交换器(102)中，第二空气通过与制冷剂(106)的热交换被加热到约60度。之后，第二空气，从中央流路(57)流入第二下部流路(56)中。
由第一吸湿元件(81)和复原热交换器(102)所加热后的第二空气，被导入到第二吸湿元件(82)的湿度控制侧通路(85)中。在该湿度控制侧通路(85)中，由约60度的第二空气对吸湿材料进行加热，水蒸气从吸湿材料脱离。就是说，使第二吸湿元件(82)复原。从吸湿材料中脱离后的水蒸气，与第二空气一起流入第二上部流路(55)中。
如图1所示，流入了第一上部流路(53)中的减湿后的第一空气，通过第一左上侧开口(33)流入左上部流路(67)中，其后流入送气侧流路(42)中。该第一空气，在流过送气侧流路(42)的那一段时间内通过第一热交换器(103)，通过与制冷剂(106)的热交换被冷却。之后，减湿且被冷却后的第一空气，通过送气口(14)被供到室内。
流入第二上部流路(55)中的第二空气，通过第二右上侧开口(25)流入右上部流路(65)中，其后流入排气侧流路(41)中。该第二空气，在流过排气侧流路(41)的那一段时间内通过第二热交换器(104)。这时，第二热交换器(104)不在工作，第二空气不被加热，也不被冷却。之后，利用于第一吸湿元件(81)的冷却和第二吸湿元件(82)的复原后的第二空气，通过排气口(16)被排出到室外。
接着，参照图2和图5(B)说明除湿运转的第二工作的情况。在该第二工作中，进行下述与第一工作相反的两种工作，即：用第二吸湿元件(82)吸附第一空气即室外空气的水分的工作和用第二空气即室内空气对第一吸湿元件(81)进行加热复原的工作。就是说，在第二工作中，由第二吸湿元件(82)使第一空气减湿，同时由第二空气使第一吸湿元件(81)的吸湿材料复原。
如图2所示，在右侧隔板(20)中，第一右上侧开口(23)和第二右下侧开口(26)的开关调节门处于开放状态，其他开口(21、22、24、25)的开关调节门处于关闭状态。在该状态下，第一上部流路(53)和右上部流路(65)通过第一右上侧开口(23)连通，右下部流路(66)和第二下部流路(56)通过第二右下侧开口(26)连通。
在左侧隔板(30)中，第二左侧开口(32)和第二左上侧开口(35)的开关调节门处于开放状态，其他开口(31、33、34、36)的开关调节门处于关闭状态。在该状态下，左下部流路(68)和第二流路(52)通过第二左侧开口(32)连通，第二上部流路(55)和左上部流路(67)通过第二左上侧开口(35)连通。
如图5(B)所示，第二调节门(62)处于关闭状态，第一调节门(61)处于开放状态，在该状态下，中央流路(57)和第一下部流路(54)互相连通。
因送气风扇(95)的驱动而流入右下部流路(66)中的第一空气，其后通过第二右下侧开口(26)流入第二下部流路(56)中。因排气风扇(96)的驱动而流入左下部流路(68)中的第二空气，其后通过第二左侧开口(32)流入第二流路(52)中。
第二下部流路(56)的第一空气，流入第二吸湿元件(82)的湿度控制侧通路(85)中。在流过该湿度控制侧通路(85)的那一段时间内，含在第一空气中的水蒸气由吸湿材料吸附。由于第二吸湿元件(82)的作用而减湿后的第一空气，流入第二上部流路(55)中。
第二流路(52)的第二空气，流入第二吸湿元件(82)的冷却侧通路(86)中。在流过该冷却侧通路(86)的那一段时间内，第二空气，对由吸湿材料在湿度控制侧通路(85)中吸附水蒸气时产生的吸湿热进行吸热。吸收了吸湿热的第二空气，流入中央流路(57)中，再通过复原热交换器(102)。这时，在复原热交换器(102)中，第二空气通过与制冷剂(106)的热交换被加热到约60度。之后，第二空气，从中央流路(57)流入第一下部流路(54)中。
由第二吸湿元件(82)和复原热交换器(102)所加热后的第二空气，被导入到第一吸湿元件(81)的湿度控制侧通路(85)中。在该湿度控制侧通路(85)中，由约60度的第二空气对吸湿材料加热，水蒸气从吸湿材料中脱离。就是说，使第一吸湿元件(81)复原。从吸湿材料中脱离后的水蒸气，与第二空气一起流入第一上部流路(53)中。
如图2所示，流入了第二上部流路(55)中的减湿后的第一空气，通过第二左上侧开口(35)流入左上部流路(67)中，其后流入送气侧流路(42)中。该第一空气，在流过送气侧流路(42)的那一段时间内通过第一热交换器(103)，通过与制冷剂(106)的热交换被冷却。之后，减湿且被冷却后的第一空气，通过送气口(14)被供到室内。
流入了所述第一上部流路(53)中的第二空气，通过第一右上侧开口(23)流入右上部流路(65)中，其后流入排气侧流路(41)中。该第二空气，在流过排气侧流路(41)的那一段时间内通过第二热交换器(104)。这时，第二热交换器(104)不在工作，第二空气不被加热，也不被冷却。之后，利用于第二吸湿元件(82)的冷却和第一吸湿元件(81)的复原后的第二空气，通过排气口(16)被排出到室外。
(加湿运转)
在加湿运转时，在制冷剂回路(100)中，复原热交换器(102)成为冷凝器，第二热交换器(104)成为蒸发器，而第一热交换器(103)不工作。
如图3、图4所示，在加湿运转时，一驱动送气风扇(95)，室外空气(OA)就通过室外侧吸入口(15)被吸入到壳体(10)内。该室外空气，作为第二空气流入右下部流路(66)中。一驱动排气风扇(96)，室内空气(RA)就通过室内侧吸入口(13)被吸入到壳体(10)内。该室内空气(RA)，作为第一空气流入左下部流路(68)中。
接着，参照图3和图5(A)说明加湿运转时的第一工作的情况。在该第一工作中，进行下述两种工作，即：用第一吸湿元件(81)吸附第一空气即室内空气的水分的工作和用第二空气即室外空气对第二吸湿元件(82)进行加热复原的工作。就是说，在第一工作中，由第二吸湿元件(82)使第二空气加湿，同时由第一吸湿元件(81)的吸湿材料吸附第一空气的水分。
如图3所示，在右侧隔板(20)中，第一右侧开口(21)和第一右上侧开口(23)的开关调节门处于开放状态，其他开口(22、24、25、26)的开关调节门处于关闭状态。在该状态下，右下部流路(66)和第一流路(51)通过第一右侧开口(21)连通，第一上部流路(53)和右上部流路(65)通过第一右上侧开口(23)连通。
在左侧隔板(30)中，第一左下侧开口(34)和第二左上侧开口(35)的开关调节门处于开放状态，其他开口(31、32、33、36)的开关调节门处于关闭状态。在该状态下，左下部流路(68)和第一下部流路(54)通过第一左下侧开口(34)连通，第二上部流路(55)和左上部流路(67)通过第二左上侧开口(35)连通。
如图5(A)所示，第一调节门(61)处于关闭状态，第二调节门(62)处于开放状态，在该状态下，中央流路(57)和第二下部流路(56)互相连通。
因排气风扇(96)的驱动而流入左下部流路(68)中的第一空气，其后通过第一左下侧开口(34)流入第一下部流路(54)中。因送气风扇(95)的驱动而流入右下部流路(66)中的第二空气，其后通过第一右侧开口(21)流入第一流路(51)中。
第一下部流路(54)的第一空气，流入第一吸湿元件(81)的湿度控制侧通路(85)中。在流过该湿度控制侧通路(85)的那一段时间内，含在第一空气中的水蒸气由吸湿材料吸附。由第一吸湿元件(81)吸收水分后的第一空气，流入第一上部流路(53)中。
第一流路(51)的第二空气，流入第一吸湿元件(81)的冷却侧通路(86)中。在流过该冷却侧通路(86)的那一段时间内，第二空气，对由吸湿材料在湿度控制侧通路(85)中吸附水蒸气时产生的吸湿热进行吸热。吸收了吸湿热的第二空气，流入中央流路(57)中，再通过复原热交换器(102)。这时，在复原热交换器(102)中，第二空气通过与制冷剂(106)的热交换被加热到约60度。之后，第二空气，从中央流路(57)流入第二下部流路(56)中。
由第一吸湿元件(81)和复原热交换器(102)所加热后的第二空气，被导入到第二吸湿元件(82)的湿度控制侧通路(85)中。在该湿度控制侧通路(85)中，由约60度的第二空气对吸湿材料加热，水蒸气从吸湿材料中脱离。就是说，使第二吸湿元件(82)复原。从吸湿材料中脱离后的水蒸气被付给第二空气，第二空气加湿。之后，由于第二吸湿元件(82)的作用而加湿后的第二空气流入第二上部流路(55)中。
如图3所示，流入了第二上部流路(55)中的第二空气，通过第二左上侧开口(35)流入左上部流路(67)中，其后流入送气侧流路(42)中。该第二空气，在流过送气侧流路(42)的那一段时间内通过第一热交换器(103)。这时，第二热交换器(103)不在工作，第二空气不被加热，也不被冷却。之后，加湿后的第二空气，通过送气口(14)被供到室内。
流入第一上部流路(53)中的第一空气，通过第一右上侧开口(23)流入右上部流路(65)中，其后流入排气侧流路(41)中。该第一空气，在流过排气侧流路(41)的那一段时间内通过第二热交换器(104)，通过与制冷剂(106)的热交换被冷却。之后，被吸收水分和热量后的第一空气，通过排气口(16)被排出到室外。
接着，参照图4和图5(B)说明加湿运转的第二工作的情况。在该第二工作中，进行下述与第一工作时相反的两种工作，即：用第二吸湿元件(82)吸附第一空气即室内空气的水分的工作和用第二空气即室外空气对第一吸湿元件(81)进行加热复原的工作。就是说，在第二工作中，由第一吸湿元件(81)使第二空气加湿，同时由第二吸湿元件(82)的吸湿材料吸附第一空气的水分。
如图4所示，在右侧隔板(20)中，第二右侧开口(22)和第二右上侧开口(25)的开关调节门处于开放状态，其他开口(21、23、24、26)的开关调节门处于关闭状态。在该状态下，右下部流路(66)和第二流路(52)通过第二右侧开口(22)连通，第二上部流路(55)和右上部流路(65)通过第二右上侧开口(25)连通。
在左侧隔板(30)中，第一左上侧开口(33)和第二左下侧开口(36)的开关调节门处于开放状态，其他开口(31、32、34、35)的开关调节门处于关闭状态。在该状态下，第一上部流路(53)和左上部流路(67)通过第一左上侧开口(33)连通，左下部流路(68)和第二下部流路(56)通过第二左下侧开口(36)连通。
如图5(B)所示，第二调节门(62)处于关闭状态，第一调节门(61)处于开放状态，在该状态下，中央流路(57)和第一下部流路(54)互相连通。
因排气风扇(96)的驱动而流入左下部流路(68)中的第一空气，其后通过第二左下侧开口(36)流入第二下部流路(56)中。因送气风扇(95)的驱动而流入右下部流路(66)中的第二空气，其后通过第二右侧开口(22)流入第二流路(52)中。
第二下部流路(56)的第一空气，流入第二吸湿元件(82)的湿度控制侧通路(85)中。在流过该湿度控制侧通路(85)的那一段时间内，含在第一空气中的水蒸气由吸湿材料吸附。由第二吸湿元件(82)吸收水分后的第一空气，流入第二上部流路(55)中。
第二流路(52)的第二空气，流入第二吸湿元件(82)的冷却侧通路(86)中。在流过该冷却侧通路(86)的那一段时间内，第二空气，对由吸湿材料在湿度控制侧通路(85)中吸附水蒸气时产生的吸湿热进行吸热。吸收了吸湿热的第二空气，流入中央流路(57)中，再通过复原热交换器(102)。这时，在复原热交换器(102)中，第二空气通过与制冷剂(106)的热交换被加热到约60度。之后，第二空气，从中央流路(57)流入第一下部流路(54)中。
由第二吸湿元件(82)和复原热交换器(102)所加热后的第二空气，被导入到第一吸湿元件(81)的湿度控制侧通路(85)中。在该湿度控制侧通路(85)中，由约60度的第二空气对吸湿材料加热，水蒸气从吸湿材料中脱离。就是说，使第一吸湿元件(81)复原。从吸湿材料中脱离后的水蒸气被付给第二空气，第二空气加湿。之后，由于第一吸湿元件(81)的作用而加湿后的第二空气，流入第一上部流路(53)中。
如图4所示，流入了第一上部流路(53)中的第二空气，通过第一左上侧开口(33)流入左上部流路(67)中，其后流入送气侧流路(42)中。该第二空气，在流过送气侧流路(42)的那一段时间内通过第一热交换器(103)。这时，第二热交换器(104)不在工作，第二空气不被加热，也不被冷却。之后，加湿后的第二空气，通过送气口(14)被供到室内。
流入第二上部流路(55)中的第一空气，通过第二右上侧开口(25)流入右上部流路(65)中，其后流入排气侧流路(41)中。该第一空气，在流过排气侧流路(41)的那一段时间内通过第二热交换器(104)，通过与制冷剂(106)的热交换被冷却。之后，被吸收了水分和热量的第一空气，通过排气口(16)被排出到室外。
(制冷剂回路的运转工作)
接着，参照图7和图8说明第一实施例中的除湿、加湿运转时的制冷剂回路(100)的运转工作情况。补充说明一下，图8所示的第一空气和第二空气的流动情况，都是第二工作时的流动情况。在图8中，电动膨胀阀(121、122)省略未提。
在除湿运转时，制冷剂回路(100)的第二电动膨胀阀(122)处于全关闭状态。第一电动膨胀阀(121)，根据运转条件适当地调节其打开的程度。
压缩机(110)在该状态下一运转，制冷剂回路(100)的制冷剂(106)就循环，进行制冷循环。这时，在制冷剂回路(100)中，如图8(A)所示，复原热交换器(102)成为冷凝器，第一热交换器(103)成为蒸发器，而第二热交换器(104)处于不工作的状态。
从压缩机(101)排出的制冷剂(106)，被压缩机(101)绝热压缩而成为高温高压状态，被传送到复原热交换器(102)中。流入复原热交换器(102)中的高温高压状态的制冷剂(106)，与第二空气进行热交换，给第二空气放出用以对第一吸湿元件(81)进行加热复原的热量。通过该放热，复原热交换器(102)内的制冷剂(106)逐渐凝结并成为低温状态。凝结后的制冷剂(106)，通过容器(105)后，被传送到第一电动膨胀阀(121)。该制冷剂(106)，在通过第一电动膨胀阀(121)时减压并成为低温低压状态。由于第一电动膨胀阀(121)的作用而减压后的制冷剂(106)，被传送到第一热交换器(103)中。流过第一热交换器(103)的低温低压状态的制冷剂(106)，与第一空气进行热交换，对第一空气的热量进行吸热。通过该吸热，第一热交换器(103)内的制冷剂(106)逐渐蒸发并成为高温状态。蒸发后的制冷剂(106)被吸入到压缩机(101)中后，从压缩机(101)被排出。
在加湿运转时，制冷剂回路(100)的第一电动膨胀阀(121)处于全关闭状态。第二电动膨胀阀(122)，根据运转条件适当地调节其打开的程度。
压缩机(110)在该状态下一运转，制冷剂回路(100)的制冷剂(106)就循环，进行制冷循环。这时，在制冷剂回路(100)中，如图8(B)所示，复原热交换器(102)成为冷凝器，第二热交换器(104)成为蒸发器，而第一热交换器(103)处于不工作的状态。
从压缩机(101)排出的制冷剂(106)，被压缩机(101)绝热压缩而成为高温高压状态，被传送到复原热交换器(102)中。流过复原热交换器(102)的高温高压状态的制冷剂(106)，与第二空气进行热交换，给第二空气放出用以对第一吸湿元件(81)进行加热复原的热量。通过该放热，复原热交换器(102)内的制冷剂(106)逐渐凝结并成为低温状态。凝结后的制冷剂(106)，通过容器(105)后，被传送到第二电动膨胀阀(122)。该制冷剂(106)，在通过第二电动膨胀阀(122)时减压并成为低温低压状态。由于第二电动膨胀阀(122)的作用而减压后的制冷剂(106)，被传送到第二热交换器(104)中。流过第二热交换器(104)的低温低压状态的制冷剂(106)，与第一空气进行热交换，对第一空气的热量进行吸热。通过该吸热，第二热交换器(104)内的制冷剂(106)逐渐蒸发并成为高温状态。蒸发后的制冷剂(106)被吸入到压缩机(101)中后，从压缩机(101)被排出。
(第一实施例的效果)
接着，说明用R32作第一实施例的制冷剂回路(100)的制冷剂(106)时的效果。
图10，是示出了表示使用R32的制冷剂回路(100)的制冷循环的温熵图之一例的图。该温熵图，是以制冷剂(106)的温度为纵轴且以制冷剂(106)的熵为横轴、表示R23在制冷循环中的状态变化的图。曲线L是R32的饱和曲线。
在使用R32的制冷剂回路(100)中，进行大略以A→B→C→D表示的、比较一般的制冷循环。在该制冷循环中，A→B间表示由压缩机(101)进行的压缩步骤，B→C间表示由复原热交换器(102)进行的凝结步骤，C→D间表示由电动膨胀阀(121、122)进行的膨胀步骤、D→A间表示第一热交换器(103)或第二热交换器(104)中的蒸发步骤。在该制冷循环中，吸湿元件(81、82)的加热复原，是在复原热交换器(102)中的、B→C间的凝结步骤中进行。接着，说明该B→C间的制冷剂(106)的状态变化的情况。
在是压缩机(101)的排出温度的点B中，被压缩而成为高温高压的过热蒸气的R32约为120度。接着，在B→C间，该点B的R32在复原热交换器(102)内与空气进行热交换。这时，因为给空气放热，所以R32的温度逐渐下降，下降到约60度(B→B1)。之后，R32从饱和蒸气逐渐变为饱和液，进行凝结(B1→B2)。之后，被冷却的R32成为过冷液(点C)。在此，在本实施例中，将为对吸湿元件(81、82)进行加热复原所需的温度设定为约60度。因而，对该吸湿元件(81、82)的加热复原有效地起到作用的显热区域(R)，是斜影线部分的范围。与排出温度(B)实质上大致相等的、图9所示的R22的显热区域(R)相比，该R32的显热区域(R)更大。于是，通过用R32作制冷剂回路(100)的制冷剂(106)，能确保与R22相比更大的显热区域(R)，能使从复原热交换器(102)给空气放出的放热量增大。因此，能够提高吸湿元件(81、82)的加热复原效率。
补充说明一下，富于R32的混合制冷剂(包含重量百分比大于等于75％且小于100％R32的混合制冷剂)也能够得到这样的、通过使显热区域(R)增大来提高加热复原效率的效果。
接着，说明用CO2作第一实施例的制冷剂回路(100)的制冷剂(106)时的效果。补充说明一下，在该制冷剂回路(100)内的制冷循环的高压压力，为高于CO2的临界压力，在制冷剂回路(100)内的制冷剂(106)中，进行超临界循环。
图11(A)，是示出了表示使用CO2的制冷剂回路(100)的制冷循环(超临界循环)的温熵图之一例的图。该温熵图，是以制冷剂(106)的温度为纵轴且以制冷剂(106)的熵为横轴、表示CO2在制冷循环中的状态变化的图。曲线L是CO2的饱和曲线。在该制冷循环中，A→B间表示由压缩机(101)进行的压缩步骤，B→C间表示复原热交换器(102)中的放热步骤，C→D间表示由电动膨胀阀(121、122)进行的膨胀步骤、D→A间表示第一热交换器(103)或第二热交换器(104)中的蒸发步骤。在该制冷循环中，吸湿元件(81、82)的加热复原，是在复原热交换器(102)中，在通过B→C间超临界循环的放热步骤中进行。接着，说明该B→C间的制冷剂(106)的状态变化的情况。
在该制冷循环中，第一、第二吸湿元件(81、82)的加热复原，是在B→C间，在复原热交换器(102)中进行。在该B→C间，被压缩到高于CO2的临界压力的压力而成为超临界状态的CO2，约为120度(点B)。接着，在B→C间，该点B的CO2在复原热交换器(102)内与空气进行热交换。这时，因为给空气放热，所以超临界状态的CO2的温度逐渐下降。在此，因为CO2处于超临界状态，所以CO2不是像前面根据图10所述的R32那样凝结，而是保持着超临界状态变到约40度(点C)。
在此，在本实施例中，将为对吸湿元件(81、82)进行加热复原所需的温度设定为约60度。因而，对该吸湿元件(81、82)的加热复原有效地起到作用的显热区域(R)，是斜影线部分的范围。与排出温度(B)实质上大致相等的、图9所示的R22的显热区域(R)相比，该CO2的显热区域(R)更大。于是，通过用CO2作制冷剂回路(100)的制冷剂(106)进行超临界循环，能确保与R22相比更大的显热区域(R)，能使从复原热交换器(102)给空气放出的放热量增大。因此，能够提高吸湿元件(81、82)的加热复原效率。
(发明的第二实施例)
接着，说明第二实施例所涉及的湿度控制装置。第二实施例所涉及的湿度控制装置，进行室内空气的除湿和加湿，利用第一吸湿热交换器(103)和第二吸湿热交换器(104)作为吸湿装置(80)。
如图12所示，所述第一吸湿热交换器(103)和第二吸湿热交换器(104)，分别由交叉鳍片(cross fin)式鳍管式热交换器构成。具体而言，所述第一吸湿热交换器(103)和第二吸湿热交换器(104)，具有形成为长方形板状的多个铝制鳍片(83)和贯穿该鳍片(83)的铜制热交换管(84)。在所述鳍片(83)外表面上例如支撑有沸石等吸湿材料。
该湿度控制装置，具有呈扁平且空心的长方体形状的壳体(10)。参照图13，说明该壳体(10)的内部结构。补充说明一下，在图13(B)中，下一侧是壳体(10)的正面一侧(前一侧)，上一侧是壳体(10)的背面一侧(后一侧)。在下述说明中，“右”、“左”、“上”及“下”都意味着在参照的附图中的方向。
壳体(10)，形成为在俯视图上大略呈正方形的、扁平的盒形。在该壳体(10)中，在最右一侧设置有第一面板(11)，在最左一侧设置有第二面板(12)。在第一面板(11)中，在靠正面一侧的下部形成有送气口(14)，在靠背面一侧的下部形成有排气口(16)。在第二面板(12)中，在靠正面一侧的上部形成有室内侧吸入口(13)，在靠背面一侧的下部形成有室外侧吸入口(15)。
在所述壳体(10)内部，是在左右方向上大略分割为两个空间。
形成在壳体(10)的靠第一面板(11)的部分的空间，由隔板(40)还分割为前后两个空间。在该前后两个空间中，后一侧的空间构成排气侧流路(41)，前一侧的空间构成送气侧流路(42)。
所述排气侧流路(41)，通过排气口(16)与室外连通。在该排气侧流路(41)中，安装有排气风扇(96)和压缩机(101)。送气侧流路(42)，通过送气口(14)与室内连通。在该送气侧流路(42)中，安装有送气风扇(95)。
形成在壳体(10)的靠第二面板(12)的部分的空间，由后侧隔板(20)和前侧隔板(30)在前后方向上分割为三个空间。
后侧隔板(20)后一侧的空间，在上下方向上分割为两个空间。该空间，是上一侧的空间构成后上部流路(65)，下一侧的空间构成后下部流路(66)。后上部流路(65)，与室外侧吸入口(15)连通，与排气侧流路(41)相互隔开。后下部流路(66)，与排气侧流路(41)连通，与室外侧吸入口(15)相互隔开。
前侧隔板(21)前一侧的空间，在上下方向上分割为两个空间。该空间，是上一侧的空间构成前上部流路(67)，下一侧的空间构成前下部流路(68)。前上部流路(67)，与室内侧吸入口(13)连通，与送气侧流路(42)相互隔开。前下部流路(68)，与送气侧流路(42)连通，与室内侧吸入口(13)相互隔开。
后侧隔板(20)和前侧隔板(30)之间的空间，由中央隔板(50)分割为第一流路(51)和第二流路(52)。
第一流路(51)，形成在中央隔板(50)左一侧。在第一流路(51)中，安装有所述第一吸湿热交换器(103)。该第一吸湿热交换器(103)，将第一流路(51)分割为上部空间和下部空间。第二流路(52)，形成在中央隔板(50)右一侧。在第二流路(52)中，安装有所述第二吸湿热交换器(104)。该第二吸湿热交换器(104)，将第二流路(52)分割为上部空间和下部空间。
如图13(A)所示，在所述后侧隔板(20)中，形成有后左上侧开口(21)、后右上侧开口(22)、后左下侧开口(23)及后右下侧开口(24)。后左上侧开口(21)形成在后侧隔板(20)中的左侧上部，后右上侧开口(22)形成在后侧隔板(20)中的右侧上部。后左下侧开口(23)形成在后侧隔板(20)中的左侧下部，后右下侧开口(24)形成在后侧隔板(20)中的右侧下部。
在后侧隔板(20)的各个开口(21、22、23、24)中，分别设置有调节风门。各个开口(21、22、23、24)的调节风门，能分别独立地切换开放状态和关闭状态。后左上侧开口(21)一成为开放状态，后上部流路(65)和第一流路(51)的上部空间就相互连通。后右上侧开口(22)一成为开放状态，后上部流路(65)和第二流路(52)的上部空间就相互连通。后左下侧开口(23)一成为开放状态，后下部流路(66)和第一流路(51)的下部空间就相互连通。后右下侧开口(24)一成为开放状态，后下部流路(66)和第二流路(52)的下部空间就相互连通。
在前侧隔板(30)中，形成有前左上侧开口(31)、前右上侧开口(32)、前左下侧开口(33)及前右下侧开口(34)。前左上侧开口(31)形成在前侧隔板(30)中的左侧上部，前右上侧开口(32)形成在前侧隔板(30)中的右侧上部。前左下侧开口(33)形成在前侧隔板(30)中的左侧下部，前右下侧开口(34)形成在前侧隔板(30)中的右侧下部。
在前侧隔板(21)中的各个开口(31、32、33、34)中，分别设置有调节风门。各个开口(31、32、33、34)的调节风门，能分别独立地切换开放状态和关闭状态。前左上侧开口(31)一成为开放状态，前上部流路(67)和第一流路(51)的上部空间就相互连通。前右上侧开口(32)一成为开放状态，前上部流路(67)和第二流路(52)的上部空间就相互连通。前左下侧开口(33)一成为开放状态，前下部流路(68)和第一流路(51)的下部空间就相互连通。前右下侧开口(34)一成为开放状态，前下部流路(68)和第二流路(52)的下部空间就相互连通。
(制冷剂回路的结构)
接着，根据附图详细说明制冷剂回路(100)的结构。补充说明一下，图14是表示第二实施例的制冷剂回路(100)的回路图。
所述制冷剂回路(100)，是安装有所述压缩机(101)、所述第一吸湿热交换器(103)、所述第二吸湿热交换器(104)、四通换向阀(107)及电动膨胀阀(120)的闭路。在该制冷剂回路(100)中，通过使制冷剂(106)循环来进行制冷循环。
在制冷剂回路(100)中，压缩机(101)的排出一侧连接在四通换向阀(107)的第一阀口上，吸入一侧连接在四通换向阀(107)的第二阀口上。所述第一吸湿热交换器(103)，一端连接在四通换向阀(107)的第三阀口上，另一端通过电动膨胀阀(120)连接在第二吸湿热交换器(104)的一端。该第二吸湿热交换器(104)的另一端连接在四通换向阀(107)的第四阀口上。
所述四通换向阀(107)，构成为能自如地切换下述两种状态，即：在第一阀口和第三阀口相互连通的同时，第二阀口和第四阀口相互连通的状态(图14(A)所示的状态)及在第一阀口和第四阀口相互连通的同时，第二阀口和第三阀口相互连通的状态(图14(B)所示的状态)。四通换向阀(107)一切换为第一状态，第一吸湿热交换器(103)就起到冷凝器作用、第二吸湿热交换器(104)就起到蒸发器作用。四通换向阀(107)一切换为第二状态，第一吸湿热交换器(103)就起到蒸发器作用、第二吸湿热交换器(104)就起到冷凝器作用。
最好是这样的，与第一实施例一样，用显热区域(R)大于R22的制冷剂作具有上述结构的制冷剂回路(100)的制冷剂(106)。更具体而言，最好是这样的，用R32单一制冷剂、含有重量百分比大于等于75％且小于100％R32制冷剂的混合制冷剂(例如R32和R125的混合制冷剂)或CO2制冷剂作为所述制冷剂(106)。
(运转工作)
接着，说明所述湿度控制装置的运转工作情况。该湿度控制装置，是切换除湿运转和加湿运转而进行其中的一种运转。该湿度控制装置通过切换制冷剂回路(100)内的制冷剂的循环方向，来连续不断地进行除湿运转或加湿运转。该除湿运转和加湿运转是交替切换第一工作和第二工作进行的。
(除湿运转)
在除湿运转时的第一工作中，制冷剂回路(100)成为第二状态(图14(B)的状态)，第一吸湿热交换器(103)起到蒸发器作用，并且第二吸湿热交换器(104)起到冷凝器作用。在第二工作中，制冷剂回路(100)成为第一状态(图14(A)的状态)，第一吸湿热交换器(103)起到冷凝器作用，并且第二吸湿热交换器(104)起到蒸发器作用。
如图15所示，在除湿运转时，一驱动送气风扇(95)，室外空气(OA)就通过室外侧吸入口(15)被吸入到壳体(10)内。该室外空气(OA)，作为第一空气流入后上部流路(65)中。一驱动排气风扇(96)，室内空气(RA)就通过室内侧吸入口(13)被吸入到壳体(10)内。该室内空气(RA)，作为第二空气流入前上部流路(67)中。
如图15所示，在除湿运转的第一工作中，后左上侧开口(21)、后右下侧开口(24)、前右上侧开口(32)及前左下侧开口(33)的调节风门处于开放状态，后右上侧开口(22)、后左下侧开口(23)、前左上侧开口(31)及前右下侧开口(34)的调节风门处于关闭状态。
因而，流过后上部流路(65)的第一空气，从后左上侧开口(21)流入第一流路(51)的上部空间中。之后，该空气往下流过第一吸湿热交换器(103)，再流入第一流路(51)的下部空间中。在此，由起到蒸发器作用的第一吸湿热交换器(103)的吸湿材料吸附空气中的水分。补充说明一下，这时产生的吸湿热，作为第一吸湿热交换器(103)内的制冷剂的蒸发热被利用。
在第一吸湿热交换器(103)中如上所述减湿后的第一空气，通过前左下侧开口(33)流入前下部流路(68)中。之后，该空气，流过送气侧流路(42)后通过送气口(14)被供到室内。
流过前上部流路(67)的第二空气，从前右上侧开口(32)流入第二流路(52)的下部空间中。之后，该空气往下流过第二吸湿热交换器(104)，再流入第二流路(52)的下部空间中。在此，起到冷凝器作用的第二吸湿热交换器(104)的吸湿材料被加热，被吸附在吸湿材料中的水分脱离后，该水分被付给空气，并且第二吸湿热交换器(104)的吸湿材料复原。
如上所述，利用于第二吸湿热交换器(104)的吸湿材料的复原后的第二空气，通过后右下侧开口(66)流入后下部流路(66)中。之后，该空气流过排气侧流路(41)后，通过排气口(16)被排出到室外。
如图16所示，在除湿运转的第二工作中，后右上侧开口(22)、后左下侧开口(23)、前左上侧开口(31)及前右下侧开口(34)的调节风门处于开放状态，后左上侧开口(21)、后右下侧开口(24)、前右上侧开口(32)及前左下侧开口(33)的调节风门处于关闭状态。
因而，流过后上部流路(65)的第一空气，从后右上侧开口(22)流入第二流路(52)的上部空间中。该空气，往下流过第二吸湿热交换器(104)，再流入第二流路(52)的下部空间中。在此，由起到蒸发器作用的第二吸湿热交换器(104)的吸湿材料吸附空气中的水分。补充说明一下，这时产生的吸湿热，作为第二吸湿热交换器(104)内的制冷剂的蒸发热被利用。
在第二吸湿热交换器(104)中如上所述减湿后的第一空气，通过前右下侧开口(34)流入前下部流路(68)中。之后，该空气流过送气侧流路(42)后，通过送气口(14)被供到室内。
流过前上部流路(67)的第二空气，从前左上侧开口(31)流入第一流路(51)的上部空间中。之后，该空气往下流过第一吸湿热交换器(103)，再流入第一流路(51)的下部空间中。在此，起到冷凝器作用的第一吸湿热交换器(103)的吸湿材料被加热，被吸附在吸湿材料中的水分脱离后，该水分被付给空气，并且第一吸湿热交换器(103)的吸湿材料复原。
如上所述，利用于第一吸湿热交换器(103)的吸湿材料的复原后的第二空气，通过后左下侧开口(23)流入前下部流路(66)中。之后，该空气流过排气侧流路(41)后，通过排气口(16)被排出到室外。
(加湿运转)
在加湿运转的第一工作中，制冷剂回路(100)成为第一状态(图14(A)的状态)，第一吸湿热交换器(103)起到冷凝器作用，第二吸湿热交换器(104)起到蒸发器作用。在第二工作中，制冷剂回路(100)成为第二状态(图14(B)的状态)，第一吸湿热交换器(103)起到蒸发器作用，第二吸湿热交换器(104)起到冷凝器作用。
如图17所示，在除湿运转时，一驱动送气风扇(95)，室外空气(OA)就通过室外侧吸入口(15)被吸入到壳体(10)内。该室外空气(OA)，作为第二空气流入后上部流路(65)中。一驱动排气风扇(96)，室内空气(RA)就通过室内侧吸入口(13)被吸入到壳体(10)内。该室内空气(RA)，作为第一空气流入前上部流路(67)中。
如图17所示，在加湿运转的第一工作中，后左上侧开口(21)、后右下侧开口(24)、前右上侧开口(32)及前左下侧开口(33)的调节风门处于开放状态，后右上侧开口(22)、后左下侧开口(23)、前左上侧开口(31)及前右下侧开口(34)的调节风门处于关闭状态。
因而，流过后上部流路(65)的第二空气，从后左上侧开口(21)流入第一流路(41)的上部空间中。之后，该空气往下流过第一吸湿热交换器(103)，再流入第一流路(41)的下部空间中。在此，起到冷凝器作用的第一吸湿热交换器(103)的吸湿材料被加热，被吸附在吸湿材料中的水分脱离后，该水分被付给空气。
在第一吸湿热交换器(103)中如上所述加湿后的第二空气，通过前左下侧开口(33)流入前下部流路(68)中。之后，该空气流过送气侧流路(42)，其后通过送气口(14)被供到室内。
流过前上部流路(67)的第一空气，从前右上侧开口(32)流入第二流路(52)的上部空间中。之后，该空气往下流过第二吸湿热交换器(104)，再流入第二流路(52)的下部空间中。在此，由起到蒸发器作用的第二吸湿热交换器(104)的吸湿材料吸附空气中的水分。补充说明一下，这时产生的吸湿热，作为第二吸湿热交换器(104)内的制冷剂的蒸发热被利用。
如上所述，利用于第二吸湿热交换器(104)的吸湿材料的复原后的第一空气，通过后右下侧开口(66)流入后下部流路(66)中。之后，该空气流过排气侧流路(41)，其后通过排气口(16)被排出到室外。
如图18所示，在加湿运转的第二工作中，后右上侧开口(22)、后左下侧开口(23)、前左上侧开口(31)及前右下侧开口(34)的调节风门处于开放状态，后左上侧开口(21)、后右下侧开口(24)、前右上侧开口(32)及前左下侧开口(33)的调节风门处于关闭状态。
因而，流过后上部流路(65)的第二空气，从后右上侧开口(22)流入第二流路(52)的上部空间中。该空气，往下流过第二吸湿热交换器(104)，再流入第二流路(52)的下部空间中。在此，起到冷凝器作用的第二吸湿热交换器(104)的吸湿材料被加热，被吸附在吸湿材料中的水分脱离后，该水分被付给空气。
在第二吸湿热交换器(104)中如上所述加湿后的第二空气，通过前右下侧开口(34)流入前下部流路(68)中。之后，该空气流过送气侧流路(42)，其后通过送气口(14)被供到室内。
流过前上部流路(67)的第一空气，从前左上侧开口(31)流入第一流路(51)的上部空间中。之后，该空气往下流过第一吸湿热交换器(103)，再流入第一流路(51)的下部空间中。在此，由起到冷凝器作用的第一吸湿热交换器(103)的吸湿材料吸附空气中的水分。补充说明一下，这时产生的吸湿热，作为第一吸湿热交换器(103)内的制冷剂的蒸发热被利用。如上所述将水分付给第一吸湿热交换器(103)的吸湿材料后的第一空气，通过后左下侧开口(23)流入前下部流路(66)中。之后，该空气流过排气侧流路(41)，其后通过排气口(16)被排出到室外。
(第二实施例的效果)
在所述第二实施例中，通过利用第一吸湿热交换器(103)和第二吸湿热交换器(104)作为吸湿装置(80)，能够切换所述除湿运转和加湿运转并进行其中的一种运转。
在此，如前面根据图10所述的那样，通过用R32作制冷剂(106)，能够确保与R22相比更大的显热区域(R)，能使第一、第二吸湿热交换器(103、104)的吸湿材料在复原时利用的热量增大。因此，能够提高第一、第二吸湿热交换器(103、104)的加热复原效率。
补充说明一下，富于R32的混合制冷剂(包含重量百分比大于等于75％且小于100％R32的混合制冷剂)也能够同样地得到这样的、通过使显热区域(R)增大来提高加热复原效率的效果。
如前面根据图11所述的那样，通过用CO2作制冷剂(106)进行超临界循环，能够确保与R22相比更大的显热区域(R)，能使第一、第二吸湿热交换器(103、104)的吸湿材料在复原时利用的热量增大。因此，能够提高第一、第二吸湿热交换器(103、104)的加热复原效率。
(其他实施例)
关于所述实施例，本发明也可以设为下述结构。
在所述实施例中，用由复原热交换器(102)加热到约60度的第二空气对吸湿元件(81、82)进行加热复原。但是，该加热复原温度并不一定需要设为60度。就是说，也可以是这样的，根据用作吸湿元件(81、82)的吸湿材料的物理化学特性，设该加热复原温度为高于或低于60度的温度，进行加热，再对吸湿元件(81、82)进行加热复原。在这种情况下，也能通过利用对加热复原有效地起到作用的、显热区域(R)较大的R32的制冷循环或CO2的超临界循环，提高吸湿元件(81、82)的加热复原效率。关于所述第一实施例，本发明也可以设为下述结构。
-工业实用性-
综上所述，本发明，对用吸湿装置进行空气的除湿、加湿的湿度控制装置很有用。

Claims (5)

1.一种湿度控制装置，具有用吸湿材料对被处理的空气进行湿度控制的吸湿装置(80)和进行制冷循环的制冷剂回路(100)，通过所述制冷剂回路(100)内的制冷剂(106)的热量对所述吸湿装置(80)进行加热复原，其特征在于：
构成为在实质上同一排出温度(B)的制冷循环的条件下比较时所述制冷剂(106)的显热区域(R)大于R22的显热区域(R)。
2.根据权利要求1所述的湿度控制装置，其特征在于：
制冷剂回路(100)，构成为制冷循环的高压压力高于制冷剂(106)的临界压力。
3.根据权利要求1所述的湿度控制装置，其特征在于：
制冷剂(106)，是R32单一制冷剂或含有重量百分比大于等于75％且小于100％R32的混合制冷剂。
4.根据权利要求2所述的湿度控制装置，其特征在于：制冷剂(106)，为CO2制冷剂。
5.根据权利要求1所述的湿度控制装置，其特征在于：
吸湿装置(80)，由第一吸湿元件(81)和第二吸湿元件(82)构成；
所述湿度控制装置进行交替切换第一工作和第二工作的分批运转：所述第一工作，用第一吸湿元件(81)吸附第一空气的水分，用由所述制冷剂回路(100)的制冷剂(106)加热后的第二空气对第二吸湿元件(82)进行加热复原；所述第二工作，用第二吸湿元件(82)吸附第一空气的水分，用由所述制冷剂回路(100)的制冷剂(106)加热后的第二空气对第一吸湿元件(81)进行加热复原。
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