JP2001241693A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＯ₂を冷媒とした超臨界圧サイクルを行う
空気調和装置において、エネルギの有効利用を図ると共
に、ドレン処理や着霜の問題を回避する。 【解決手段】 圧縮機（21）、放熱器（22）、膨張弁
（23）及び吸熱器（24）を順に接続して、冷媒回路（2
0）を構成する。冷媒回路（20）には、冷媒としてＣＯ₂
（二酸化炭素）が充填される。調湿機構（30）には、デ
シカントロータ（31）が設けられる。吸熱器（24）に
は、デシカントロータ（31）により減湿した第１空気を
供給する。また、放熱器（22）で加熱された第２空気を
利用して、デシカントロータ（31）を再生する。そし
て、減湿されて冷却された第１空気を、室内へ供給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和装置に関
し、特に、冷媒を臨界圧力よりも高圧に圧縮して超臨界
圧サイクルを行うものに係る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、空気調和装置としては、冷媒
回路で冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う
ものが広く用いられている。この空気調和装置では、冷
媒回路で冷媒が相変化しつつ循環し、圧縮、凝縮、膨
張、蒸発の各過程を繰り返して冷凍サイクルを行う。つ
まり、一般に、冷媒回路では冷媒が臨界圧力未満にしか
圧縮されず、このため、圧縮された冷媒は放熱して凝縮
する。

【０００３】一方、冷媒回路において、冷媒を超臨界
圧、即ち臨界圧力よりも高い圧力にまで圧縮して冷凍サ
イクルを行うものも知られている。例えば、冷媒として
ＣＯ₂（二酸化炭素）を採用する場合には、冷媒の物性
等から冷凍サイクルの高圧を臨界圧力よりも高く設定す
ることが多い。以下では、このように高圧が臨界圧力よ
りも高く設定された冷凍サイクルを、超臨界圧サイクル
ということとする。そして、この超臨界圧サイクルにお
いては、圧縮後の冷媒は超臨界状態であるため放熱して
も凝縮はせず、放熱するにつれて冷媒の温度が低下す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述の超臨界圧サイク
ルでは、圧縮後の冷媒温度が比較的高温となる。例え
ば、ＣＯ₂を冷媒とした超臨界圧サイクルでは、圧縮後
の冷媒温度が７０℃前後となる。従って、冷凍サイクル
時に冷媒を空気に対して放熱させる場合には、比較的高
温の空気が得られる。

【０００５】しかしながら、冷房運転時においては、冷
媒からの放熱により加熱された空気は単に室外へ排出さ
れるのみである。つまり、得られた比較的高温の空気
は、何ら利用されることなく室外へ排気されていた。こ
のため、従来のものでは、必ずしもエネルギが有効に利
用されないという問題があった。

【０００６】一方、冷房運転時においては、空気を冷却
する際に空気中の水分が凝縮してドレン水が生じる。こ
のため、生成したドレン水を排水する等の処理が必要と
なり、構成を複雑化させていた。また、暖房運転時にお
いては、熱源である空気から冷媒が吸熱する。従って、
熱源空気の温度が低下し、熱源空気と冷媒とを熱交換さ
せる熱交換器では、いわゆる着霜の問題が生じる。この
ため、デフロスト（除霜）を行う必要が生じ、暖房能力
の低下を招いていた。

【０００７】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、超臨界圧サイクルを
行う空気調和装置において、エネルギの有効利用を図る
と共に、ドレン処理や着霜の問題を回避することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明が講じた第１の解
決手段は、空気調和装置を対象としている。そして、圧
縮機（21）、放熱器（22）、膨張機構（23）及び吸熱器
（24）が設けられると共に冷媒が充填され、超臨界圧に
圧縮された冷媒が放熱器（22）で第２空気へ放熱し、且
つ膨張後の冷媒が吸熱器（24）で第１空気から吸熱して
冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）と、吸湿及び放湿を
行う湿度媒体を有すると共に、上記吸熱器（24）へ供給
される第１空気を上記湿度媒体の吸湿によって減湿し、
且つ上記放熱器（22）で加熱された第２空気に対して上
記湿度媒体が放湿する調湿機構（30）とを備えるもので
ある。

【０００９】本発明が講じた第２の解決手段は、上記第
１の解決手段において、第２空気を加湿することによっ
て冷却し、冷却後の第２空気を放熱器（22）へ供給する
ための加湿冷却器（51）を備えるものである。

【００１０】本発明が講じた第３の解決手段は、上記第
２の解決手段において、加湿冷却器（51）は、水分を透
過させる透湿膜を備え、該透湿膜を介して第２空気へ水
分を供給するように構成されるものである。

【００１１】本発明が講じた第４の解決手段は、上記第
２の解決手段において、調湿機構（30）で減湿された第
１空気と加湿冷却器（51）で冷却された第２空気とを熱
交換させ、熱交換後の第１空気を吸熱器（24）へ供給
し、且つ熱交換後の第２空気を放熱器（22）へ供給する
ための内部熱交換器（55）を備えるものである。

【００１２】本発明が講じた第５の解決手段は、上記第
１又は第２の解決手段において、調湿機構（30）は、固
体吸着剤を湿度媒体として有し、該固体吸着剤に対する
水分の吸着と脱着により吸湿と放湿を行うように構成さ
れるものである。

【００１３】本発明が講じた第６の解決手段は、上記第
５の解決手段において、調湿機構（30）は、固体吸着剤
が設けられて第１空気及び第２空気と接触するデシカン
トロータ（31）を備えるものである。

【００１４】本発明が講じた第７の解決手段は、上記第
１又は第２の解決手段において、調湿機構（30）は、液
体吸収剤を湿度媒体として有し、該液体吸収剤に対する
水分の吸収と脱着により吸湿と放湿を行うように構成さ
れるものである。

【００１５】本発明が講じた第８の解決手段は、上記第
７の解決手段において、調湿機構（30）は、第１空気の
水分が疎水性多孔膜を透過して液体吸収剤に吸収される
吸湿部（42）と、液体吸収剤から脱着した水分が疎水性
多孔膜を透過して第２空気へ放出される放湿部（45）と
を有して、吸湿部（42）と放湿部（45）の間で液体吸収
剤を循環させる循環回路（41）により構成されるもので
ある。

【００１６】本発明が講じた第９の解決手段は、上記第
１，第２又は第４の解決手段において、第１空気は、室
内空気と室外空気の混合空気によって構成されるもので
ある。

【００１７】本発明が講じた第１０の解決手段は、上記
第１，第２，第４又は第９の解決手段において、第２空
気は、室内空気と室外空気の混合空気によって構成され
るものである。

【００１８】本発明が講じた第１１の解決手段は、上記
第１，第２又は第４の解決手段において、第１空気を室
内に供給して第２空気を室外に排出する冷房運転と、第
２空気を室内に供給して第１空気を室外に排出する暖房
運転とを切り換えて行うように構成されるものである。

【００１９】本発明が講じた第１２の解決手段は、上記
第１，第２又は第４の解決手段において、冷媒回路（2
0）には、冷媒としてＣＯ₂が充填されるものである。

【００２０】−作用− 上記第１の解決手段では、空気調和装置に、冷媒回路
（20）と調湿機構（30）とが設けられる。冷媒回路（2
0）には、圧縮機（21）、放熱器（22）、膨張機構（2
3）及び吸熱器（24）が設けられる。この冷媒回路（2
0）では、冷媒が循環することによって冷凍サイクルが
行われる。

【００２１】具体的に、圧縮機（21）において冷媒が圧
縮され、冷媒の臨界圧力よりも高い圧力とされる。超臨
界圧となった冷媒は、放熱器（22）へ送られる。放熱器
（22）では、冷媒が第２空気に対して放熱し、これによ
って第２空気の温度が上昇する。その際、冷媒は超臨界
圧状態であるため、放熱しても凝縮することなはない。
従って、放熱器（22）では、放熱するにつれて冷媒の温
度が次第に低下する。

【００２２】放熱器（22）で放熱した冷媒は、膨張機構
（23）へ送られる。膨張機構（23）では冷媒が膨張し、
その圧力が低下する。この膨張機構（23）としては、膨
張弁、キャピラリチューブ、膨張タービン等が例示され
る。膨張後の冷媒は、吸熱器（24）へと送られる。吸熱
器（24）では、冷媒が第１空気から吸熱して蒸発し、こ
れによって第１空気の温度が低下する。吸熱器（24）で
蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入されて再び圧縮さ
れる。以上の動作を繰り返し、冷媒回路（20）では冷凍
サイクルが行われる。

【００２３】調湿機構（30）には、湿度媒体が設けられ
る。この湿度媒体は、吸湿と放湿とを行う。つまり、湿
度媒体は、空気等に含まれる水分を吸着又は吸収して吸
湿を行う一方、吸着等した水分を脱着（脱離）させるこ
とによって放湿を行う。

【００２４】調湿機構（30）は、第１空気に含まれる水
分を湿度媒体に吸湿させることによって第１空気を減湿
し、減湿した第１空気を吸熱器（24）へ供給する。つま
り、吸熱器（24）では、調湿機構（30）において減湿さ
れた第１空気が冷媒と熱交換を行う。従って、吸熱器
（24）において第１空気の温度が低下しても、減湿によ
り第１空気の露点温度が低くなっているため、第１空気
中の水分が凝縮することはない。

【００２５】更に、調湿機構（30）では、放熱器（22）
で温度上昇した第２空気に対して湿度媒体が放湿する。
つまり、加熱された第２空気を利用して、湿度媒体から
水分を脱着させる。従って、湿度媒体を再生するため
に、加熱後の第２空気が利用される。また、湿度媒体か
ら脱着した水分が第２空気に供給されるため、第２空気
は加湿されることとなる。

【００２６】そして、上記空気調和装置では、調湿機構
（30）で除湿されて吸熱器（24）で冷却された第１空気
を室内に供給することにより、室内の冷房が可能であ
る。また、放熱器（22）で加熱されて調湿機構（30）で
加湿された第２空気を室内に供給することにより、室内
の暖房が可能である。

【００２７】上記第２の解決手段では、加湿冷却器（5
1）が設けられる。加湿冷却器（51）は、第２空気を加
湿することによって冷却する。具体的に、加湿冷却器
（51）では、第２空気に対して水分が供給される。供給
された水分は、第２空気から蒸発潜熱を奪って蒸発す
る。これによって第２空気の温度が低下し、第２空気の
冷却が行われる。加湿冷却器（51）で冷却された第２空
気は、放熱器（22）へと送られる。従って、放熱器（2
2）では、加湿冷却器（51）で予め冷却された第２空気
に対して、冷媒回路（20）の冷媒が放熱する。

【００２８】上記第３の解決手段では、加湿冷却器（5
1）に透湿膜が設けられる。加湿冷却器（51）では、透
湿膜を介して第２空気に水分を供給する。具体的に、透
湿膜の一方の表面を第２空気と接触させると同時に、透
湿膜の他方の表面に水分を供給する。供給された水分
は、透湿膜を透過して上記一方の表面側に移動し、第２
空気へと供給される。従って、加湿冷却器（51）の第２
空気に対して、満遍なく水分が供給される。

【００２９】上記第４の解決手段では、内部熱交換器
（55）が設けられる。内部熱交換器（55）には、調湿機
構（30）で減湿された第１空気と、加湿冷却器（51）で
冷却された第２空気とが導入される。この内部熱交換器
（55）では、導入された第１空気と第２空気とが熱交換
を行う。この熱交換により、加湿冷却器（51）で冷却さ
れた第２空気を利用して、減湿される際に温度上昇した
第１空気を冷却する。内部熱交換器（55）において放熱
した第１空気は、その後に吸熱器（24）へ送られて冷媒
と熱交換を行う。また、内部熱交換器（55）において吸
熱した第２空気は、その後に放熱器（22）へ送られて冷
媒と熱交換を行う。

【００３０】上記第５の解決手段では、調湿機構（30）
の湿度媒体が固体吸着剤によって構成される。この固体
吸着剤としては、ゼオライトやシリカゲル等の多孔性の
無機酸化物が例示される。

【００３１】調湿機構（30）は、固体吸着剤に水分を吸
着させることによって吸湿を行う。つまり、調湿機構
（30）は、固体吸着剤を第１空気と接触させ、第１空気
に含まれる水分を固体吸着剤に吸着させる。また、調湿
機構（30）は、固体吸着剤から水分を脱着させることに
よって放湿を行う。つまり、調湿機構（30）は、固体吸
着剤を第２空気と接触させ、固体吸着剤から水分を脱着
させて第２空気へ放出させる。

【００３２】上記第６の解決手段では、調湿機構（30）
にデシカントロータ（31）が設けられる。このデシカン
トロータ（31）は、その一部分において第１空気と接触
し、残りの部分において第２空気と接触する。従って、
デシカントロータ（31）に設けられた固体吸着剤も、第
１空気や第２空気と接触する。調湿機構（30）は、デシ
カントロータ（31）を利用して、第１空気からの吸湿と
第２空気に対する放湿とを同時に並行して行う。そし
て、デシカントロータ（31）を回転させることによっ
て、調湿機構（30）は、第１空気からの吸湿と第２空気
に対する放湿とを連続的に行う。

【００３３】上記第７の解決手段では、調湿機構（30）
の湿度媒体が液体吸収剤によって構成される。この液体
吸収剤としては、LiCl、LiBr、CaCl₂等の金属ハロゲン
化物の水溶液や、エチレングリコール、グリセリン等の
親水性の有機化合物の水溶液が例示される。

【００３４】調湿機構（30）は、液体吸収剤に水分を吸
収させることによって吸湿を行う。つまり、調湿機構
（30）は、液体吸収剤を第１空気と接触させ、第１空気
に含まれる水分を液体吸収剤に吸収させる。また、調湿
機構（30）は、液体吸収剤から水分を脱着させることに
よって放湿を行う。つまり、調湿機構（30）は、液体吸
収剤を第２空気と接触させ、液体吸収剤から水分を脱着
させて第２空気へ放出させる。その際、調湿機構（30）
では、第１空気又は第２空気と液体吸収剤とを、直接接
触させてもよいし、水分を透過させ得る膜などを介して
間接的に接触させてもよい。

【００３５】上記第８の解決手段では、調湿機構（30）
に循環回路（41）が設けられる。この循環回路（41）に
は、吸湿部（42）と放湿部（45）とが設けられると共
に、液体吸収剤が充填されている。循環回路（41）で
は、吸湿部（42）と放湿部（45）の間で液体吸収剤が循
環する。

【００３６】吸湿部（42）では、液体吸収剤が疎水性多
孔膜を介して第１空気と接触する。そして、第１空気に
含まれる水分が疎水性多孔膜を透過し、液体吸収剤に吸
収される。吸湿部（42）で水分を吸収した液体吸収剤
は、循環回路（41）を流れて放湿部（45）へ送られる。

【００３７】放湿部（45）では、液体吸収剤が疎水性多
孔膜を介して第２空気と接触する。そして、液体吸収剤
に含まれる水分が脱着し、疎水性多孔膜を透過して第２
空気へ放出される。即ち、放湿部（45）では、液体吸収
剤が再生される。再生された液体吸収剤は、循環回路
（41）を流れて再び吸湿部（42）へ送られ、この循環を
繰り返す。

【００３８】上記第９の解決手段では、室内空気と室外
空気とを混合したものによって第１空気が構成される。

【００３９】上記第１０の解決手段では、室内空気と室
外空気とを混合したものによって第２空気が構成され
る。

【００４０】上記第１１の解決手段では、冷房運転と暖
房運転とが切り換えて行われる。具体的に、冷房運転時
には、調湿機構（30）で減湿されて吸熱器（24）で冷却
された第１空気を室内に供給する一方、放熱器（22）で
加熱されて調湿機構（30）で加湿された第２空気を室外
に排出する。また、暖房運転時には、放熱器（22）で加
熱されて調湿機構（30）で加湿された第２空気を室内に
供給する一方、調湿機構（30）で減湿されて吸熱器（2
4）で冷却された第１空気を室外に排出する。

【００４１】上記第１２の解決手段では、冷媒回路（2
0）の冷媒としてＣＯ₂（二酸化炭素）が用いられる。従
って、冷媒回路（20）では、冷媒であるＣＯ₂が循環し
て冷凍サイクルが行われる。尚、冷媒回路（20）に充填
する冷媒は、ＣＯ₂のみである必要はなく、ＣＯ₂を含む
混合冷媒であってもよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、放熱器（22）において
加熱された第２空気を、調湿機構（30）において湿度媒
体を放湿させるために利用することができる。このた
め、冷媒回路（20）の冷媒から放熱された熱エネルギ
を、湿度媒体の再生を行うために有効利用でき、エネル
ギ効率の向上を図ることができる。

【００４３】更に、本発明では、調湿機構（30）で減湿
した第１空気を吸熱器（24）へ送り込むようにしてい
る。このため、冷房運転を行う場合には吸熱器（24）に
おけるドレン水の生成を回避でき、ドレン処理のための
構成を省略して装置の簡素化を図ることができる。ま
た、暖房運転を行う場合には吸熱器（24）における着霜
の問題を回避でき、デフロスト運転を不要として連続的
に暖房運転を行うことが可能となる。

【００４４】上記第２，第３の解決手段によれば、放熱
器（22）の出口における冷媒のエンタルピを低下させる
ことができ、これによって冷却能力を増大させてＣＯＰ
（成績係数）の向上を図ることができる。以下、この点
について、図１を参照しながら説明する。

【００４５】図１は、超臨界圧サイクルにおける冷媒の
状態変化を、モリエル線図（圧力−エンタルピ線図）に
表したものである。冷媒回路（20）では冷媒が循環し、
点ａ，点ｂ，点ｃ，点ｄで示されるサイクルを行う。具
体的に、点ａの状態の冷媒は、圧縮機（21）で圧縮され
て点ｂの状態となり、放熱器（22）で放熱して点ｃの状
態となり、膨張機構（23）で膨張して点ｄの状態とな
り、吸熱器（24）で吸熱して点ａの状態に戻る。そし
て、点ａと点ｄのエンタルピ差に冷媒循環量を乗じた値
が、対象物から吸熱できる熱量、即ち冷却能力となる。

【００４６】ここで、超臨界圧サイクルにおいては、充
分な冷却能力が得られないという問題がある。即ち、点
ａと点ｄのエンタルピ差を充分に確保できないという問
題があった。特に、ＣＯ₂を冷媒とする超臨界圧サイク
ルにあっては、この問題が顕著である。この問題に対し
ては、従来より、吸熱器（24）から流出した冷媒を利用
して放熱器（22）から流出した冷媒を更に冷却するとい
う対策が提案されている。

【００４７】この場合、吸熱器（24）の出口における点
ｃの状態の冷媒は、更に冷却されてエンタルピが低下
し、点ｃ'の状態となる。これに伴って、膨張機構（2
3）の出口における冷媒が点ｄ’の状態となり、点ｄの
状態よりもエンタルピが低くなる。従って、吸熱器（2
4）の出入口におけるエンタルピ差が、点ａと点ｄのエ
ンタルピ差から点ａと点ｄ'のエンタルピ差にまで拡大
され、冷却能力の増大が図られる。

【００４８】しかしながら、膨張機構（23）の入口にお
ける冷媒のエンタルピを低下させるために、吸熱器（2
4）から出た点ａの状態を冷媒を用いている。従って、
点ａの状態の冷媒は吸熱して点ａ'の状態となり、この
点ａ'の状態の冷媒が圧縮機（21）へ吸入される。この
ため、圧縮機（21）が吸入する冷媒のエンタルピが増大
し、圧縮後の冷媒が点ｂ'の状態となることから、圧縮
機（21）に対する入力が増大してしまう。この結果、従
来の対策では、冷却能力は増大するものの圧縮機（21）
への入力も増加してしまい、結局のところＣＯＰはさほ
ど向上しないという問題があった。

【００４９】これに対し、上記第２，第３の解決手段で
は、加湿冷却器（51）で冷却した第２空気を放熱器（2
2）へ導入している。つまり、放熱器（22）では、予め
冷却した第２空気に対して冷媒が放熱する。従って、圧
縮機（21）の入口における冷媒を点ａの状態に維持しつ
つ、膨張機構（23）の入口における冷媒を点ｃから点
ｃ'の状態とすることが可能となる。この結果、圧縮機
（21）への入力を増大させることなく冷却能力を増加さ
せることができ、ＣＯＰを向上させることができる。

【００５０】上記第４の解決手段によれば、内部熱交換
器（55）における熱交換によって、吸熱器（24）へ流入
する第１空気の温度を低下させることができる。このた
め、吸熱器（24）の出口における冷媒のエンタルピを低
下させることができ、圧縮機（21）が吸入する冷媒のエ
ンタルピを低下させて圧縮機（21）への入力を削減でき
る。

【００５１】上記第５，第６，第７，第８の解決手段に
よれば、調湿機構（30）の構成を具体化できる。特に、
第６の解決手段によれば、デシカントロータ（31）を用
いることによって、調湿機構（30）の構成を簡素化でき
る。また、第７の解決手段によれば、液体吸収剤を用い
ることにより、液体吸収剤の流れる配管等を用いて調湿
機構（30）を構成でき、調湿機構（30）の設計自由度の
向上を図ることができる。また、第８の解決手段によれ
ば、第１空気又は第２空気と液体吸収剤とが疎水性多孔
膜を介して間接的に接触するため、第１空気又は第２空
気に液体吸収剤が混入するといった事態を確実に回避で
きる。

【００５２】上記第９の解決手段では、第１空気を室内
空気と室外空気の混合空気としている。冷房を行う場合
には、第１空気を室内に供給するため、室外空気が室内
に送り込まれることとなる。従って、換気のための室内
への室外空気の導入を、室内の冷房と同時に行うことが
可能となる。一方、暖房を行う場合には、暖かい室内空
気を含んだ第１空気が吸熱器（24）へ送られることとな
る。従って、吸熱器（24）における冷媒の蒸発温度をよ
り高く設定でき、圧縮機（21）への入力を削減してＣＯ
Ｐの向上を図ることができる。

【００５３】上記第１０の解決手段では、第２空気を室
内空気と室外空気の混合空気としている。冷房を行う場
合には、温度の低い室内空気を含んだ第２空気が放熱器
（22）へ送られることとなる。従って、放熱器（22）の
出口における冷媒のエンタルピを低下させることがで
き、冷却能力を増大させてＣＯＰの向上を図ることがで
きる。一方、暖房を行う場合には、第２空気を室内に供
給するため、室外空気が室内に送り込まれることとな
る。従って、換気のための室内への室外空気の導入を、
室内の暖房と同時に行うことが可能となる。

【００５４】上記第１１の解決手段によれば、冷房運転
と暖房運転の両方を行うことが可能となる。

【００５５】

【発明の実施の形態１】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。

【００５６】本実施形態１に係る空気調和装置（10）
は、室内の冷房を行うように構成されている。図２に示
すように、この空気調和装置（10）には、冷媒回路（2
0）と調湿機構（30）とを備えている。

【００５７】上記冷媒回路（20）は、圧縮機（21）と、
放熱器（22）と、膨張機構である膨張弁（23）と、吸熱
器（24）とを順に配管接続して構成された閉回路であ
る。この冷媒回路（20）には、冷媒としてＣＯ₂（二酸
化炭素）が充填されている。尚、冷媒としては、ＣＯ₂
を含む混合冷媒を用いてもよい。

【００５８】上記冷媒回路（20）では、冷媒が循環して
冷凍サイクルが行われる。上記圧縮機（21）は、吸入し
た冷媒を、冷媒（ＣＯ₂）の臨界圧力よりも高い圧力、
即ち超臨界圧にまで圧縮する。従って、冷媒回路（20）
で行われる冷凍サイクルは、高圧が冷媒の超臨界圧に設
定された超臨界圧サイクルとなっている。

【００５９】冷媒回路（20）の吸熱器（24）は、第１ダ
クト通路（61）の途中に設けられている。第１ダクト通
路（61）の入口端は、２つに分岐されて室内及び室外に
開口している。この第１ダクト通路（61）は、室内空気
及び室外空気の両方を取り込み、取り込んだ空気を第１
空気として吸熱器（24）へと送る。一方、第１ダクト通
路（61）の出口端は、室内に開口している。第１ダクト
通路（61）は、吸熱器（24）において冷却された第１空
気を、室内に吹き出すように構成されている。

【００６０】冷媒回路（20）の吸熱器（24）は、冷媒回
路（20）を循環する冷媒と、第１ダクト通路（61）を通
じて送られる第１空気とを熱交換させる。吸熱器（24）
では、冷媒回路（20）の冷媒が第１空気から吸熱する。
この吸熱器（24）は、例えばクロスフィン型の熱交換器
によって構成される。

【００６１】冷媒回路（20）の放熱器（22）は、第２ダ
クト通路（62）の途中に設けられている。第２ダクト通
路（62）の入口端は、２つに分岐されて室内及び室外に
開口している。この第２ダクト通路（62）は、室内空気
及び室外空気の両方を取り込み、取り込んだ空気を第２
空気として放熱器（22）へと送る。一方、第２ダクト通
路（62）の出口端は、室外に開口している。第２ダクト
通路（62）は、放熱器（22）において加熱された第２空
気を、室外に吹き出すように構成されている。

【００６２】冷媒回路（20）の放熱器（22）は、冷媒回
路（20）を循環する冷媒と、第２ダクト通路（62）を通
じて送られる第２空気とを熱交換させる。放熱器（22）
では、冷媒回路（20）の冷媒が第２空気に対して放熱す
る。この放熱器（22）は、例えばクロスフィン型の熱交
換器によって構成される。

【００６３】上記調湿機構（30）には、デシカントロー
タ（31）と、吸湿部（32）と、放湿部（33）とが設けら
れる。

【００６４】デシカントロータ（31）は、円板状に形成
されると共にハニカム状に形成され、その厚さ方向に空
気が貫通できるように構成されている。デシカントロー
タ（31）の表面には、多孔性の無機化合物を主成分とす
る固体吸着剤が設けられている。この多孔性の無機化合
物としては、細孔径が０．１〜２０ｎｍ程度で水分を吸
着するものが選ばれる。また、デシカントロータ（31）
は、図外のモータによって駆動されて、中心軸周りに回
転する。

【００６５】吸湿部（32）は、第１ダクト通路（61）に
おける吸熱器（24）の上流に設けられている。この吸湿
部（32）は、第１ダクト通路（61）を流れる第１空気が
デシカントロータ（31）と接触するように構成されてい
る。吸湿部（32）では、デシカントロータ（31）の固体
吸着剤が、第１空気に含まれる水分を吸着する。

【００６６】放湿部（33）は、第２ダクト通路（62）に
おける放熱器（22）の下流に設けられている。この放湿
部（33）は、第２ダクト通路（62）を流れる第２空気が
デシカントロータ（31）と接触するように構成されてい
る。放湿部（33）では、デシカントロータ（31）の固体
吸着剤から水分が脱着し、脱着した水分が第２空気へ放
出される。

【００６７】−運転動作− 本実施形態１に係る空気調和装置（10）の冷房運転動作
を説明する。

【００６８】冷媒回路（20）では、冷媒が循環して冷凍
サイクルが行われる。具体的に、圧縮機（21）において
冷媒が圧縮され、冷媒（ＣＯ₂）の臨界圧力よりも高い
圧力とされる。超臨界圧となった冷媒は、放熱器（22）
へ送られる。放熱器（22）では、冷媒が第２空気に対し
て放熱する。その際、冷媒は超臨界圧状態であるため、
放熱しても凝縮することなはない。従って、放熱器（2
2）では、放熱するにつれて冷媒の温度が次第に低下す
る。

【００６９】放熱器（22）で放熱した冷媒は、膨張弁
（23）へ送られる。膨張弁（23）では冷媒が膨張し、そ
の圧力が低下する。膨張後の冷媒は、吸熱器（24）へと
送られる。吸熱器（24）では、冷媒が第１空気から吸熱
して蒸発する。吸熱器（24）で蒸発した冷媒は、圧縮機
（21）へ吸入されて再び圧縮される。以上の動作を繰り
返し、冷媒回路（20）において冷凍サイクルが行われ
る。

【００７０】次に、第１ダクト通路（61）及び第２ダク
ト通路（62）を流れる空気の状態変化について、図３の
空気線図を参照しながら説明する。

【００７１】第１ダクト通路（61）には、室内空気と室
外空気とが取り込まれる。この時、第１ダクト通路（6
1）に取り込まれる室内空気と室外空気の割合は、例え
ば、室外空気が１に対して室内空気が５程度に設定され
る。第１ダクト通路（61）に取り込まれた空気は、第１
空気として第１ダクト通路（61）内を流通する。そし
て、点Ａの状態の第１空気は、調湿機構（30）の吸湿部
（32）へ送り込まれる。

【００７２】吸湿部（32）では、第１空気がデシカント
ロータ（31）と接触し、第１空気に含まれる水分がデシ
カントロータ（31）の固体吸着剤に吸着される。これに
よって第１空気が減湿される。そして、点Ａの状態の第
１空気は、等エンタルピ線に沿って変化し、絶対湿度が
低下すると共に温度が上昇して点Ｂの状態となる。

【００７３】点Ｂの状態の第１空気は、吸熱器（24）へ
と送られる。吸熱器（24）では、冷媒回路（20）の冷媒
が第１空気から吸熱し、これによって第１空気が冷却さ
れる。つまり、点Ｂの状態の第１空気は、絶対湿度一定
で温度が低下して点Ｃの状態となる。そして、点Ｃの状
態の第１空気が室内に供給される。

【００７４】以上のようにして、点Ａの状態の第１空気
は、減湿され且つ冷却されて点Ｃの状態となる。その
間、第１空気の相対湿度は、常に１００％未満に維持さ
れる。従って、吸熱器（24）において第１空気が冷却さ
れる際にも、ドレン水は生成しない。

【００７５】第２ダクト通路（62）には、室内空気と室
外空気とが取り込まれる。この時、第２ダクト通路（6
2）に取り込まれる室内空気と室外空気の割合は、例え
ば、室内空気が１に対して室外空気が５程度に設定され
る。第２ダクト通路（62）に取り込まれた空気は、第２
空気として第２ダクト通路（62）内を流通する。そし
て、点Ｄの状態の第２空気は、放熱器（22）へ送り込ま
れる。

【００７６】放熱器（22）では、冷媒回路（20）の冷媒
が第２空気に対して放熱し、これによって第２空気が加
熱される。つまり、点Ｄの状態の第２空気は、絶対湿度
一定で温度が上昇して点Ｅの状態となる。点Ｅの状態の
第２空気は、調湿機構（30）の放湿部（33）へ送られ
る。

【００７７】放湿部（33）では、第２空気がデシカント
ロータ（31）と接触する。つまり、放熱部で加熱された
第２空気がデシカントロータ（31）と接触し、これによ
ってデシカントロータ（31）の固体吸着剤が加熱され
る。加熱された固体吸着剤からは、水分が脱着する。固
体吸着剤から脱着した水分は、第２空気へ供給される。
従って、放湿部（33）において、点Ｅの状態の第２空気
は、等エンタルピ線に沿って変化し、絶対湿度が上昇す
ると共に温度が低下して点Ｆの状態となる。そして、点
Ｆの状態の第２空気が室外へ排出される。

【００７８】調湿機構（30）では、デシカントロータ
（31）が回転駆動されており、デシカントロータ（31）
が吸湿部（32）と放湿部（33）との間を移動している。
具体的に、吸湿部（32）では、デシカントロータ（31）
の一部分が第１空気と接触し、当該部分に設けられた固
体吸着剤に水分が吸着されてゆく。吸湿部（32）におい
て吸湿を行ったデシカントロータ（31）の一部分は、デ
シカントロータ（31）の回転に伴って放湿部（33）へ移
動する。

【００７９】放湿部（33）では、第２空気との接触によ
って、デシカントロータ（31）の固体吸着剤から水分が
脱着される。つまり、放湿部（33）において、固体吸着
剤の再生が行われる。固体吸着剤が再生されたデシカン
トロータ（31）の一部分は、デシカントロータ（31）の
回転に伴って放湿部（33）から再び吸湿部（32）へ移動
する。以上の動作を繰り返し、調湿機構（30）では第１
空気の減湿が連続して行われる。

【００８０】−実施形態１の効果− 本実施形態１によれば、放熱器（22）において加熱され
た第２空気を、調湿機構（30）において固体吸着剤から
水分を脱着させるために利用することができる。このた
め、冷媒回路（20）の冷媒から放熱された熱エネルギ
を、固体吸着剤の再生を行うために有効利用でき、エネ
ルギ効率の向上を図ることができる。

【００８１】また、本実施形態１では、冷媒回路（20）
において超臨界圧サイクルを行うようにしており、放熱
器（22）では冷媒が放熱するに従って次第に温度低下す
る。このため、放熱器（22）において冷媒と第２空気と
を対向流で熱交換させた場合には、冷媒と第２空気の温
度差をほぼ一定に維持しつつ熱交換を行わせることが可
能となる。この結果、放熱器（22）における温度効率を
向上させることができ、調湿機構（30）での固体吸着剤
の再生に利用される第２空気の加熱を充分に行うことが
できる。

【００８２】また、本実施形態１では、調湿機構（30）
で減湿した第１空気を吸熱器（24）へ送り込むようにし
ている。このため、吸熱器（24）におけるドレン水の生
成を回避でき、ドレン処理のための構成を省略して装置
の簡素化を図ることができる。

【００８３】また、本実施形態１では、第１空気と第２
空気とを、共に室内空気と室外空気の混合空気としてい
る。このため、冷房運転を行うことによって、室内への
室外空気の導入と、室外への室内空気の排出とを行うこ
とができる。従って、室内の冷房と同時に、室内の換気
をも行うことができる。

【００８４】特に、本実施形態１では、第２空気を室内
空気と室外空気の混合空気としている。つまり、冷房時
における温度の低い室内空気を含む第２空気が、放熱器
（22）へ送られて冷媒と熱交換することとなる。従っ
て、放熱器（22）の出口における冷媒のエンタルピを低
下させることができ、冷却能力を増大させてＣＯＰの向
上を図ることができる。

【００８５】−実施形態１の変形例− 上記実施形態１では、デシカントロータ（31）を用いて
調湿機構（30）を構成したが、これに代えて、調湿機構
（30）を以下のように構成してもよい。

【００８６】図４に示すように、本変形例に係る調湿機
構（30）は、循環回路（41）によって構成されている。
循環回路（41）は、吸湿部（42）と放湿部（45）とポン
プ（48）とを順に接続した閉回路である。また、循環回
路（41）には、液体吸収剤が充填されている。この液体
吸収剤としては、LiCl、LiBr、CaCl₂等の金属ハロゲン
化物の水溶液や、エチレングリコール、グリセリン等の
親水性の有機化合物の水溶液が例示される。

【００８７】吸湿部（42）は、第１ダクト通路（61）に
おける吸熱器（24）の上流に設けられている。吸湿部
（42）には、疎水性多孔膜によって空気側空間（43）と
液側空間（44）とが区画形成されている。吸湿部（42）
の空気側空間（43）には、第１ダクト通路（61）を流れ
る第１空気が導入される。吸湿部（42）の液側空間（4
4）には、液体吸収剤が導入される。吸湿部（42）で
は、第１空気に含まれる水分が疎水性多孔膜を透過し、
液体吸収剤に吸収される。

【００８８】放湿部（45）は、第２ダクト通路（62）に
おける放熱器（22）の下流に設けられている。放湿部
（45）には、疎水性多孔膜によって空気側空間（46）と
液側空間（47）とが区画形成されている。放湿部（45）
の空気側空間（46）には、第２ダクト通路（62）を流れ
る第２空気が導入される。放湿部（45）の液側空間（4
7）には、液体吸収剤が導入される。放湿部（45）で
は、液体吸収剤から水分が脱着し、脱着した水分が疎水
性多孔膜を透過して第２空気へ供給される。

【００８９】ポンプ（48）を駆動すると、循環回路（4
1）において液体吸収剤が循環する。具体的に、吸湿部
（42）において第１空気から水分を吸収した液体吸収剤
は、吸湿部（42）の液側空間（44）から放湿部（45）の
液側空間（47）へ送られる。放湿部（45）では、液体吸
収剤から水分が脱着され、これによって液体吸収剤が再
生される。再生された液体吸収剤は、放湿部（45）の液
側空間（47）から再び吸湿部（42）の液側空間（44）へ
送られる。この循環を繰り返すことによって、吸湿部
（42）における第１空気の減湿が連続して行われる。

【００９０】上述のように、本変形例では、吸湿部（4
2），放湿部（45）及びポンプ（48）を配管接続した循
環回路（41）で調湿機構（30）を構成している。このた
め、吸湿部（42）や放湿部（45）の配置を比較的自由に
決めることができ、調湿機構（30）の設計自由度を向上
させることができる。また、吸湿部（42）又は放湿部
（45）では、第１空気又は第２空気と液体吸収剤とを、
疎水性多孔膜を介して間接的に接触させている。このた
め、第１空気又は第２空気に液体吸収剤が混入するとい
った事態を確実に回避でき、第１空気の減湿と第２空気
による液体吸収剤の再生とを確実に行うことができる。

【００９１】

【発明の実施の形態２】本発明の実施形態２は、上記実
施形態１の空気調和装置（10）に、加湿冷却器（51）と
内部熱交換器（55）とを設けたものである。以下では、
実施形態１と異なる点について説明する。

【００９２】図５に示すように、上記加湿冷却器（51）
は、第２ダクト通路（62）における放熱器（22）の上流
側に設けられている。加湿冷却器（51）には、図示しな
いが、空気側空間と水側空間とが透湿膜によって区画形
成されている。この空気側空間には、第２ダクト通路
（62）が接続されて第２空気が導入される。一方、水側
空間には、水配管（52）が接続されて水道水等が導入さ
れる。加湿冷却器（51）では、水側空間に導入された水
が、透湿膜を透過して空気側空間の第２空気へ供給され
る。そして、加湿冷却器（51）は、加湿することによっ
て第２空気を冷却するように構成されている。

【００９３】上記内部熱交換器（55）には、第１流路
（56）と第２流路（57）とが区画形成されている。この
第１流路（56）は、第１ダクト通路（61）における調湿
機構（30）と吸熱器（24）との間に接続されている。第
１流路（56）には、調湿機構（30）の吸湿部（32）で減
湿された第１空気が導入される。一方、第２流路（57）
は、第２ダクト通路（62）における加湿冷却器（51）と
放熱器（22）との間に接続されている。第２流路（57）
には、加湿冷却器（51）で冷却された第２空気が導入さ
れる。そして、内部熱交換器（55）は、第１流路（56）
の第１空気と第２流路（57）の第２空気とを熱交換させ
るように構成されている。

【００９４】−運転動作− 本実施形態２に係る空気調和装置（10）の冷房運転動作
を説明する。冷媒回路（20）及び調湿機構（30）の動作
は、上記実施形態１と同様である。以下では、第１ダク
ト通路（61）及び第２ダクト通路（62）を流れる空気の
状態変化について、図６の空気線図を参照しながら説明
する。

【００９５】第１ダクト通路（61）には、室内空気と室
外空気とが取り込まれる。第１ダクト通路（61）に取り
込まれた空気は、第１空気として第１ダクト通路（61）
内を流通する。そして、点Ｍの状態の第１空気は、調湿
機構（30）の吸湿部（32）へ送り込まれる。

【００９６】吸湿部（32）では、第１空気がデシカント
ロータ（31）と接触し、第１空気に含まれる水分がデシ
カントロータ（31）の固体吸着剤に吸着される。これに
よって第１空気が減湿される。そして、点Ｍの状態の第
１空気は等エンタルピ線に沿って変化し、絶対湿度が低
下すると共に温度が上昇して点Ｎの状態となる。

【００９７】点Ｎの状態の第１空気は、内部熱交換器
（55）の第１流路（56）へ導入される。この第１流路
（56）では、第１空気が第２流路（57）の第２空気に対
して放熱する。これによって第１空気が冷却され、絶対
湿度一定で温度が低下して点Ｏの状態となる。

【００９８】点Ｏの状態の第１空気は、吸熱器（24）へ
と送られる。吸熱器（24）では、冷媒回路（20）の冷媒
が第１空気から吸熱し、これによって第１空気が冷却さ
れる。つまり、点Ｏの状態の第１空気は、絶対湿度一定
で温度が低下して点Ｐの状態となる。そして、点Ｐの状
態の第１空気が室内に供給される。

【００９９】第２ダクト通路（62）には、室内空気と室
外空気とが取り込まれる。第２ダクト通路（62）に取り
込まれた空気は、第２空気として第２ダクト通路（62）
内を流通する。そして、点Ｑの状態の第２空気は、加湿
冷却器（51）へ送り込まれる。

【０１００】加湿冷却器（51）では、第２空気に対して
水分が供給され、第２空気の加湿が行われる。点Ｑの状
態の第２空気を加湿すると、等エンタルピ線に沿って変
化して、絶対湿度が上昇すると共に温度が低下して点Ｒ
の状態となる。つまり、第２空気は、加湿されることに
よって冷却される。

【０１０１】点Ｒの状態の第２空気は、内部熱交換器
（55）の第２流路（57）に導入される。この第２流路
（57）では、第２空気が第１流路（56）の第１空気から
吸熱する。この吸熱によって、第２空気は絶対湿度一定
で温度が上昇して点Ｓの状態となる。点Ｓの状態の第２
空気は、放熱器（22）へ送り込まれる。

【０１０２】放熱器（22）では、冷媒回路（20）の冷媒
が第２空気に対して放熱し、これによって第２空気が加
熱される。そして、点Ｓの状態の第２空気は、絶対湿度
一定で温度が上昇して点Ｔの状態となる。点Ｔの状態の
第２空気は、調湿機構（30）の放湿部（33）へ送られ
る。

【０１０３】放湿部（33）では、第２空気がデシカント
ロータ（31）と接触する。つまり、放熱器（22）で加熱
された第２空気がデシカントロータ（31）と接触し、こ
れによってデシカントロータ（31）の固体吸着剤が加熱
される。加熱された固体吸着剤からは、水分が脱着す
る。固体吸着剤から脱着した水分は、第２空気へ供給さ
れる。従って、放湿部（33）において、点Ｔの状態の第
２空気は等エンタルピ線に沿って変化し、絶対湿度が上
昇すると共に温度が低下して点Ｕの状態となる。そし
て、点Ｕの状態の第２空気が室外へ排出される。

【０１０４】−実施形態２の効果− 本実施形態２では、加湿冷却器（51）において冷却した
第２空気を放熱器（22）へ送るようにしている。従っ
て、放熱器（22）においては、より低温の第２空気と冷
媒回路（20）の冷媒が熱交換することとなり、放熱器
（22）の出口における冷媒のエンタルピを低下させるこ
とが可能となる。このため、吸熱器（24）の入口におけ
る冷媒のエンタルピを低下させることができ、冷却能力
を増大させてＣＯＰ（成績係数）の向上を図ることがで
きる。

【０１０５】また、本実施形態２では、内部熱交換器
（55）を設け、調湿機構（30）の吸湿部（32）で減湿さ
れた第１空気を、加湿冷却器（51）で冷却された第２空
気によって冷却した後に吸熱器（24）へ送るようにして
いる。従って、吸熱器（24）においては、より低温の第
１空気と冷媒回路（20）の冷媒が熱交換することとな
り、吸熱器（24）の出口における冷媒のエンタルピを低
下させることが可能となる。このため、圧縮機（21）が
吸入する冷媒のエンタルピを低下させることができ、圧
縮機（21）への入力を削減できる。

【０１０６】また、本実施形態２では、換気のために室
内へ導入される室外空気が第１空気に含まれると共に、
換気のために室外へ排出される室内空気が第２空気に含
まれている。従って、内部熱交換器（55）において第１
空気と第２空気とを熱交換させることによって、室外へ
排出される室内空気の冷熱を、室内へ供給される第１空
気に回収することができる。このため、本実施形態２に
よれば、換気に伴う空調負荷の増大を抑制することが可
能となる。

【０１０７】

【発明の実施の形態３】本発明の実施形態３は、上記実
施形態２の空気調和装置（10）に第１切換弁（71）と第
２切換弁（72）とを設け、冷房運転と暖房運転とを切り
換えて行うことができるようにしたものである。これに
伴って、本実施形態３では、第１ダクト通路（61）及び
第２ダクト通路（62）の構成を変更している。以下で
は、上記実施形態２と異なる部分について説明する。

【０１０８】図７に示すように、本実施形態３におい
て、第１ダクト通路（61）は、その入口端が第１切換弁
（71）における第１のポートに接続され、その出口端が
第２切換弁（72）における第１のポートに接続されてい
る。一方、第２ダクト通路（62）は、その入口端が第１
切換弁（71）における第２のポートに接続され、その出
口端が第２切換弁（72）における第２のポートに接続さ
れている。

【０１０９】上記第１切換弁（71）には、第１ダクト通
路（61）及び第２ダクト通路（62）の他に、第１取入れ
通路（73）及び第２取入れ通路（74）が接続されてい
る。この第１切換弁（71）は、第１取入れ通路（73）と
第１ダクト通路（61）とが連通し且つ第２取入れ通路
（74）と第２ダクト通路（62）とが連通する状態と、第
１取入れ通路（73）と第２ダクト通路（62）とが連通し
且つ第２取入れ通路（74）と第１ダクト通路（61）とが
連通する状態とに切り換わるように構成されている。

【０１１０】第１取入れ通路（73）は、その出口端が第
１切換弁（71）における第３のポートに接続されてい
る。また、第１取入れ通路（73）は、その入口端が２つ
に分岐されて室内及び室外に開口し、室内空気及び室外
空気の両方を取り込む。この第１取入れ通路（73）に取
り込まれる室内空気と室外空気の割合は、例えば、室外
空気が１に対して室内空気が５程度に設定される。

【０１１１】第２取入れ通路（74）は、その出口端が第
１切換弁（71）における第４のポートに接続されてい
る。また、第２取入れ通路（74）は、その入口端が２つ
に分岐されて室内及び室外に開口し、室内空気及び室外
空気の両方を取り込む。この第２取入れ通路（74）に取
り込まれる室内空気と室外空気の割合は、例えば、室内
空気が１に対して室外空気が５程度に設定される。

【０１１２】上記第２切換弁（72）には、第１ダクト通
路（61）及び第２ダクト通路（62）の他に、給気ダクト
通路（75）及び排気ダクト通路（76）が接続されてい
る。この第２切換弁（72）は、第１ダクト通路（61）と
給気ダクト通路（75）とが連通し且つ第２ダクト通路
（62）と排気ダクト通路（76）とが連通する状態と、第
１ダクト通路（61）と排気ダクト通路（76）とが連通し
且つ第２ダクト通路（62）と給気ダクト通路（75）とが
連通する状態とに切り換わるように構成されている。

【０１１３】給気ダクト通路（75）は、その入口端が第
２切換弁（72）の第３のポートに接続される一方、その
出口端が室内に開口している。この給気ダクト通路（7
5）は、第２切換弁（72）を通じて導入された第１空気
又は第２空気を室内へ供給する。

【０１１４】排気ダクト通路（76）は、その入口端が第
２切換弁（72）の第４のポートに接続される一方、その
出口端が室外に開口している。この給気ダクト通路（7
5）は、第２切換弁（72）を通じて導入された第１空気
又は第２空気を室外へ排出する。

【０１１５】尚、図７においては、内部熱交換器（55）
が第１流路（56）の部分と第２流路（57）の部分とに分
離して示されているが、これは図示の便宜上そのように
記載されているだけである。つまり、本実施形態３にお
いても、上記実施形態２と同様に、内部熱交換器（55）
は、一体に形成されて第１流路（56）及び第２流路（5
7）を有し、第１流路（56）の第１空気と第２流路（5
7）の第２空気とを熱交換させるように構成されている
（図５参照）。

【０１１６】−運転動作− 先ず、本実施形態３に係る空気調和装置（10）の冷房運
転動作を説明する。

【０１１７】冷房運転時には、第１切換弁（71）及び第
２切換弁（72）が、図７に実線で示すように切り換えら
れる。この状態で、第１切換弁（71）を介して、第１取
入れ通路（73）と第１ダクト通路（61）とが連通すると
共に、第２取入れ通路（74）と第２ダクト通路（62）と
が連通する。また、第２切換弁（72）を介して、第１ダ
クト通路（61）と給気ダクト通路（75）とが連通すると
共に、第２ダクト通路（62）と排気ダクト通路（76）と
が連通する。

【０１１８】本実施形態３の空気調和装置（10）は、上
記実施形態２のものと同様の動作を行って室内を冷房す
る。具体的に、第１取入れ通路（73）に取り込まれた空
気は、第１空気として第１ダクト通路（61）へ導入され
る。第１空気は、調湿機構（30）の吸湿部（32）、内部
熱交換器（55）の第１流路（56）、吸熱器（24）を順に
流れる。そして、第１空気は、減湿されて冷却された後
に、給気ダクト通路（75）を通じて室内に供給される。
一方、第２取入れ通路（74）に取り込まれた空気は、第
２空気として第２ダクト通路（62）へ導入される。第２
空気は、加湿冷却器（51）、内部熱交換器（55）の第２
流路（57）、放熱器（22）、調湿機構（30）の放湿部
（33）を順に流れる。そして、第２空気は、冷媒から吸
熱して固体吸着剤の再生に利用された後に、排気ダクト
通路（76）を通じて室外に排出される。

【０１１９】次に、本実施形態３に係る空気調和装置
（10）の暖房運転動作を説明する。

【０１２０】暖房運転時には、第１切換弁（71）及び第
２切換弁（72）が、図７に破線で示すように切り換えら
れる。この状態で、第１切換弁（71）を介して、第１取
入れ通路（73）と第２ダクト通路（62）とが連通すると
共に、第２取入れ通路（74）と第１ダクト通路（61）と
が連通する。また、第２切換弁（72）を介して、第１ダ
クト通路（61）と排気ダクト通路（76）とが連通すると
共に、第２ダクト通路（62）と給気ダクト通路（75）と
が連通する。

【０１２１】暖房運転時において、冷媒回路（20）及び
調湿機構（30）の動作は、冷房運転時と同様である。ま
た、暖房運転時には、水配管（52）による加湿冷却器
（51）への給水は行われない。即ち、加湿冷却器（51）
における第２空気の冷却は行われない。

【０１２２】第２取入れ通路（74）に取り込まれた空気
は、第１空気として第１ダクト通路（61）へ導入され
る。第１空気は、調湿機構（30）の吸湿部（32）へ送ら
れ、第１空気に含まれる水分がデシカントロータ（31）
の固体吸着剤に吸着される。吸湿部（32）で減湿された
第１空気は、内部熱交換器（55）の第１流路（56）を流
れ、第２流路（57）の第２空気に対して放熱した後に吸
熱器（24）へ送られる。吸熱器（24）では、冷媒回路
（20）の冷媒が第１空気から吸熱して蒸発する。これに
よって、第１空気の温度が低下する。吸熱器（24）にお
いて温度の低下した第１空気は、排気ダクトを通じて室
外に排出される。

【０１２３】一方、第１取入れ通路（73）に取り込まれ
た空気は、第２空気として第２ダクト通路（62）へ導入
される。第２空気は、加湿冷却器（51）を通過した後に
内部熱交換器（55）の第２流路（57）へ導入され、第１
流路（56）の第１空気から吸熱した後に放熱器（22）へ
送られる。放熱器（22）では、冷媒回路（20）の冷媒が
第２空気に対して放熱する。つまり、第２空気が加熱さ
れる。放熱器（22）で加熱された第２空気は、調湿機構
（30）の放湿部（45）へ送られる。放湿部（45）では、
第２空気との接触によりデシカントロータ（31）の固体
吸着剤から水分が脱着し、脱着した水分が第２空気に供
給される。つまり、第２空気が加湿される。この加熱さ
れて加湿された第２空気は、給気ダクト通路（75）を通
じて室内に供給される。

【０１２４】上述のように、暖房運転時において、換気
のために室内へ導入される室外空気が第２空気に含まれ
ると共に、換気のために室外へ排出される室内空気が第
１空気に含まれている。従って、内部熱交換器（55）に
おいて第１空気と第２空気とを熱交換させることによっ
て、室外へ排出される室内空気の温熱を、室内へ供給さ
れる第２空気に回収することができる。このため、換気
に伴う顕熱負荷の増大を抑制することが可能となる。

【０１２５】また、調湿機構（30）においては、第１空
気から奪った水分によって第２空気の加湿が行われる。
従って、室外へ排出される室内空気に含まれる水分を、
室内へ供給される第２空気に回収することができる。こ
のため、換気に伴う潜熱負荷の増大を抑制することが可
能となる。

【０１２６】また、本実施形態３では、調湿機構（30）
において減湿された第１空気を吸熱器（24）へ送ってい
る。従って、暖房運転時において、吸熱器（24）に霜が
付着することはなく、吸熱器（24）での着霜を防止する
ことができる。このため、吸熱器（24）の霜を融かすた
めのデフロスト運転が不要となり、継続して暖房運転を
行うこと可能となって暖房能力を向上させることができ
る。

【０１２７】

【発明のその他の実施の形態】−第１の変形例− 上記実施形態１，２においては、冷房運転を行うように
しているが、これに代えて、暖房運転を行うようにして
もよい。この場合、第１ダクト通路（61）の出口端が室
外に開口する一方、第２ダクト通路（62）の出口端が室
内に開口する。そして、放熱器（22）において加熱さ
れ、調湿機構（30）の放湿部（33）において加湿された
第２空気を室内に供給し、室内の暖房を行う。一方、調
湿機構（30）の吸湿部（32）において減湿され、吸熱器
（24）において冷却された第１空気は、室外に排出され
る。

【０１２８】本変形例では、吸熱器（24）に送られる第
１空気に暖かい室内空気が含まれることとなる。従っ
て、吸熱器（24）における冷媒の蒸発温度をより高く設
定でき、圧縮機（21）への入力を削減してＣＯＰの向上
を図ることが可能となる。

【０１２９】また、本変形例では、調湿機構（30）にお
いて減湿された第１空気を吸熱器（24）へ送っている。
従って、暖房運転時において、吸熱器（24）に霜が付着
することはなく、吸熱器（24）での着霜を防止すること
ができる。このため、吸熱器（24）の霜を融かすための
デフロスト運転が不要となり、継続して暖房運転を行う
こと可能となって暖房能力を向上させることができる。

【０１３０】−第２の変形例− 上記実施形態１，２，３においては、冷媒回路（20）の
膨張機構を膨張弁（23）により構成しているが、これに
代えて、キャピラリチューブや膨張タービンによって膨
張機構を構成してもよい。特に、膨張機構を膨張タービ
ンにより構成すると、冷媒回路（20）において冷媒が膨
張する際の膨張仕事を、動力として回収することが可能
となる。そして、膨張タービンにより回収した動力を圧
縮機（21）の駆動に利用すれば、圧縮機（21）の駆動に
要する動力を削減でき、ＣＯＰの向上を図ることができ
る。

【０１３１】−第３の変形例− 上記実施形態１，２，３においては、第１空気と第２空
気を、共に室内空気と室外空気の混合空気としている
が、これに代えて、第１空気及び第２空気を以下のよう
に構成してもよい。

【０１３２】先ず、第１空気と第２空気の両方を室内空
気としてもよい。また、第１空気を室内空気とし、第２
空気を室外空気としてもよい。また、第１空気を室内空
気とし、第２空気を室内空気と室外空気の混合空気とし
てもよい。また、第１空気と第２空気の両方を室外空気
としてもよい。また、第１空気を室外空気とし、第２空
気を室内空気としてもよい。また、第１空気を室外空気
とし、第２空気を室内空気と室外空気の混合空気として
もよい。また、第１空気を 室内空気と室外空気の混合
空気とし、第２空気を室内空気としてもよい。また、第
１空気を 室内空気と室外空気の混合空気とし、第２空
気を室外空気としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の効果を説明するためのモリエル線図で
ある。

【図２】実施形態１に係る空気調和装置の概略構成図で
ある。

【図３】実施形態１に係る空気調和装置の動作を説明す
るための空気線図である。

【図４】実施形態１の変形例に係る空気調和装置の概略
構成図である。

【図５】実施形態２に係る空気調和装置の概略構成図で
ある。

【図６】実施形態２に係る空気調和装置の動作を説明す
るための空気線図である。

【図７】実施形態３に係る空気調和装置の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

（20） 冷媒回路 （21） 圧縮機 （22） 放熱器 （23） 膨張弁（膨張機構） （24） 吸熱器 （30） 調湿機構 （31） デシカントロータ （41） 循環回路 （42） 吸湿部 （45） 放湿部 （51） 加湿冷却器 （55） 内部熱交換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L053 BC03 4D052 AA08 CB01 DA06 DB01 DB04 HA01 HA03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機（21）、放熱器（22）、膨張機構
   （23）及び吸熱器（24）が設けられると共に冷媒が充填
   され、超臨界圧に圧縮された冷媒が放熱器（22）で第２
   空気へ放熱し、且つ膨張後の冷媒が吸熱器（24）で第１
   空気から吸熱して冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）
   と、 吸湿及び放湿を行う湿度媒体を有すると共に、上記吸熱
   器（24）へ供給される第１空気を上記湿度媒体の吸湿に
   よって減湿し、且つ上記放熱器（22）で加熱された第２
   空気に対して上記湿度媒体が放湿する調湿機構（30）と
   を備えている空気調和装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の空気調和装置において、 第２空気を加湿することによって冷却し、冷却後の第２
   空気を放熱器（22）へ供給するための加湿冷却器（51）
   を備えている空気調和装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の空気調和装置において、 加湿冷却器（51）は、水分を透過させる透湿膜を備え、
   該透湿膜を介して第２空気へ水分を供給するように構成
   されている空気調和装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の空気調和装置において、 調湿機構（30）で減湿された第１空気と加湿冷却器（5
   1）で冷却された第２空気とを熱交換させ、熱交換後の
   第１空気を吸熱器（24）へ供給し、且つ熱交換後の第２
   空気を放熱器（22）へ供給するための内部熱交換器（5
   5）を備えている空気調和装置。
5. 【請求項５】 請求項１又は２記載の空気調和装置にお
   いて、 調湿機構（30）は、固体吸着剤を湿度媒体として有し、
   該固体吸着剤に対する水分の吸着と脱着により吸湿と放
   湿を行うように構成されている空気調和装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載の空気調和装置において、 調湿機構（30）は、固体吸着剤が設けられて第１空気及
   び第２空気と接触するデシカントロータ（31）を備えて
   いる空気調和装置。
7. 【請求項７】 請求項１又は２記載の空気調和装置にお
   いて、 調湿機構（30）は、液体吸収剤を湿度媒体として有し、
   該液体吸収剤に対する水分の吸収と脱着により吸湿と放
   湿を行うように構成されている空気調和装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の空気調和装置において、 調湿機構（30）は、第１空気の水分が疎水性多孔膜を透
   過して液体吸収剤に吸収される吸湿部（42）と、液体吸
   収剤から脱着した水分が疎水性多孔膜を透過して第２空
   気へ放出される放湿部（45）とを有して、吸湿部（42）
   と放湿部（45）の間で液体吸収剤を循環させる循環回路
   （41）により構成されている空気調和装置。
9. 【請求項９】 請求項１，２又は４記載の空気調和装置
   において、 第１空気は、室内空気と室外空気の混合空気によって構
   成されている空気調和装置。
10. 【請求項１０】 請求項１，２，４又は９記載の空気調
    和装置において、 第２空気は、室内空気と室外空気の混合空気によって構
    成されている空気調和装置。
11. 【請求項１１】 請求項１，２又は４記載の空気調和装
    置において、 第１空気を室内に供給して第２空気を室外に排出する冷
    房運転と、第２空気を室内に供給して第１空気を室外に
    排出する暖房運転とを切り換えて行うように構成されて
    いる空気調和装置。
12. 【請求項１２】 請求項１，２又は４記載の空気調和装
    置において、 冷媒回路（20）には、冷媒としてＣＯ₂が充填されてい
    る空気調和装置。