JP2005127531A - 調湿装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷媒回路の熱交換器に吸着剤を直接担持させた調湿装置における除湿能力あるいは加湿能力の向上を図る。
【解決手段】吸着剤が担持されている熱交換器３，５が配置された流通通路の上流側に、第１空気ＯＡと第２空気ＲＡとを熱交換させる空気熱交換器６を配置し、これらの空気を所定の温度に冷却または加温することで、吸着剤における空気に対する水分の吸着効果、あるいは吸着剤における空気への水分の脱着効果の向上を図るようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気の湿度調節を行う調湿装置に関し、特に水分の吸着と脱離とを行う吸着剤を備えた調湿装置に係るものである。
従来より、吸着剤による水分の吸着作用と脱着作用とを利用して空気の除湿または加湿を行う調湿装置が知られている。
この調湿装置は、ケーシング内に室外空気または室内空気を流通させる流通通路を有しており、この流通通路には、冷媒を循環させて蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路の配管（熱交換器）が配置されている。この配管は、冷媒の循環方向により蒸発器または凝縮器として機能する。さらに、流通通路には、吸着剤が封入された網目状部材からなるメッシュ容器が配管の周囲に設けられている。
上記メッシュ容器の吸着剤は、配管が蒸発器として機能する際に、冷媒に吸熱されて冷却される。そして、この冷却時に室内空気または室外空気の水分が網目状部材を介して吸着剤に吸着される。吸着剤により水分が吸着された室内空気または室外空気は、例えば夏期の除湿運転時に室内へ供給される。
一方、吸着剤は、配管が凝縮器として機能する際に、冷媒によって加熱される。そして、吸着剤に吸着された水分が、この加熱によって室内空気または室外空気へ放出され、この吸着剤が再生される。そして、吸着剤により水分が付与された室内空気または室外空気は、例えば冬期の加湿運転時に室内へ供給される（特許文献１参照）。
ところで、特許文献１に開示された調湿装置は、冷媒の循環により吸着剤を冷却または加熱する配管と、水分の吸着手段であるメッシュ容器とを個別に設けている。このため、この調湿装置は、熱交換器とメッシュ容器が別部材であることから、部品点数が多くなり、装置全体の構造が複雑化する、あるいは装置全体が大型化するという問題があった。
このような問題を解決する調湿装置として、上記吸着剤を熱交換器の表面に直接担持させるものが考えられる。この調湿装置では、熱交換器における冷媒の蒸発熱または凝縮熱を直接的に吸着剤の吸着または再生に利用することができるとともに、この熱交換器と吸着剤を一体形成できる。したがって、この調湿装置の部品点数が少なくなり、装置全体の構造を単純化、あるいは小型化できると考えられる。
特開平８−１８９６６７号公報
しかしながら、上述のような、熱交換器に吸着剤を直接担持させた調湿装置においては、室内空気または室外空気の加温または冷却と吸着剤による水分の吸脱着を同時に行うため、熱交換器の熱交換率が不十分となると、吸着剤による吸脱着効果が損なわれやすいと考えられる。この場合、この調湿装置の除湿能力、あるいは加湿能力が低下してしまうという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、冷媒回路の熱交換器に吸着剤を直接担持させた調湿装置における除湿能力あるいは加湿能力の向上を図ることにある。
本発明は、吸着剤が担持されている熱交換器が配置された流通通路の上流側に、第１空気と第２空気とを熱交換させる空気熱交換器を配置し、これらの空気を所定の温度に冷却または加温することで、吸着剤における空気に対する水分の吸着効果、あるいは吸着剤における空気への水分の脱着効果の向上を図るようにしたものである。
より具体的に、第１の発明は、水分の吸着と脱離とを行う吸着剤を備え、第１空気及び第２空気を所定の流通通路に取り込んで、空気の湿度調節を行う調湿装置を前提としている。そして、この調湿装置は、冷媒の循環により冷凍サイクルを行う冷媒回路(1)と、該冷媒回路(1)の冷媒の循環方向を切替可能な冷媒制御手段(9)と、上記流通通路を切替可能な空気制御手段(33a,33b)とを備え、上記冷媒回路(1)には、第１熱交換器(3)と第２熱交換器(5)とが設けられ、上記冷媒制御手段(9)は、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させる状態と、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させる状態とを切り換えるように構成され、上記空気制御手段(33a,33b)は、第１空気を第１熱交換器(3)へ流入させると同時に、第２空気を第２熱交換器(5)へ流入させる状態と、第１空気を第２熱交換器(5)へ流入させると同時に、第２空気を第１熱交換器(3)へ流入させる状態とを切り換えるように構成され、上記吸着剤は、少なくとも第１熱交換器(3)の表面に担持され、上記流通通路における第１，第２熱交換器(3,5)の上流側には、第１空気と第２空気とを互いに熱交換させる空気熱交換器(6)が配置されていることを特徴とするものである。
上記第１の発明では、調湿装置に第１空気と第２空気とが取り込まれる。この第１空気と第２空気とは、空気制御手段(33a,33b)により、一方の空気が第１熱交換器(3)へ流入し、他方の空気が第２熱交換器(5)へ流入する。また、第１熱交換器(3)と第２熱交換器(5)とは、冷媒制御手段(9)により冷媒回路(1)内の冷媒の循環方向を切り換えることで、一方の熱交換器が凝縮器として機能し、他方の熱交換器が蒸発器として機能する。
第１空気と第２空気とは、第１，第２熱交換器(3,5)の上流側において空気熱交換器(6)によって熱交換する。ここで、第１空気の温度が第２空気の温度より高い条件においては、第１空気が第２空気によって冷却される。冷却された第１空気は、空気制御手段(33a,33b)によって、例えば第１熱交換器(3)へ流入する。ここで、冷媒制御手段(9)によって、例えば第１熱交換器(3)が蒸発器として機能する場合、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤によって、第１空気の水分が吸着される。この際、第１空気は空気熱交換器(6)で冷却されているため、吸着剤による水分の吸着効果が向上する。
また、第１空気の温度が第２空気の温度よりも低い条件においては、第１空気が第２空気によって加温される。加温された第１空気は、空気制御手段(33a,33b)によって、例えば第２熱交換器(5)へ流入する。ここで、冷媒制御手段(9)によって、例えば第２熱交換器(5)が凝縮器として機能する場合、第２熱交換器(5)に担持された吸着剤の水分が第１空気へ放出される。この際、第１空気は予め空気熱交換器(6)で加温されているため、吸着剤による水分の脱着効果が向上する。
第２の発明は、第１の発明の調湿装置において、空気熱交換器(6)が、第１空気と第２空気とが互いに直交する方向に流れて熱交換する顕熱交換器で構成されていることを特徴とするものである。ここで「第１空気と第２空気とが互いに直交する」とは、必ずしも第１空気と第２空気が直角に交差する必要はなく、第１空気と第２空気とが互いに交差するのであれば、その角度は如何なる角度であっても良い。
上記第２の発明では、第１空気と第２空気とが直交流式の顕熱交換器によって顕熱交換する。
第３の発明は、第１の発明の調湿装置において、空気熱交換器(6)が、第１空気の流通通路と第２空気の流通通路とに跨って配置されるとともに回転可能な顕熱交換器で構成されていることを特徴とするものである。
上記第３の発明では、回転式（ロータ式）の顕熱交換器を回転させることで、第１空気が流通する顕熱交換器の部位と、第２空気が流通する顕熱交換器の部位とが変位し、第１空気と第２空気とが間接的に顕熱交換する。
第４の発明は、第１の発明の調湿装置において、空気熱交換器(6)は、全熱交換器で構成されていることを特徴とするものである。
上記第４の発明では、第１空気と第２空気とが全熱交換器によって顕熱交換する。さらに、第１空気と第２空気とが全熱交換器によって潜熱交換する。
第５の発明は、第１から第４のいずれか１の発明の調湿装置において、吸着剤が、第１熱交換器(3)の表面に担時され、冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)は、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着する吸着動作と、第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する再生動作とを切替可能に構成されていることを特徴とするものである。
上記第５の発明では、吸着剤が担持された第１熱交換器(3)における吸着動作と再生動作とが、空気制御手段(33a,33b)及び冷媒制御手段(9)によって切り換えられる。
ここで、第１空気の温度が第２空気の温度よりも高い条件では、空気熱交換器(6)において第１空気が第２空気によって冷却される。冷却された第１空気は、空気制御手段(33a,33b)によって、第１熱交換器(3)へ流入する。ここで、第１熱交換器(3)が蒸発器として機能する吸着動作では、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤によって、第１空気の水分が吸着される。この際、第１空気は予め空気熱交換器(6)で冷却されているため、吸着剤による水分の吸着効果が向上する。
また、第１空気の温度が第２空気の温度よりも低い条件では、空気熱交換器(6)において第１空気が第２空気によって加温される。加温された第１空気は、空気制御手段(33a,33b)によって、第１熱交換器(3)へ流入する。ここで、第１熱交換器(3)が凝縮器として機能する再生動作では、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤の水分が第１空気へ放出される。この際、第１空気は予め空気熱交換器(6)で加温されているため、吸着剤による水分の脱着効果が向上する。
第６の発明は、第１から第４のいずれか１の発明の調湿装置において、吸着剤が、第１熱交換器(3)の表面と第２熱交換器(5)の表面とにそれぞれ担持され、冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)は、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第１動作と、第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させて被処理空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第２動作とを切替可能に構成され、第１，第２動作によって吸着剤で水分が吸着された空気を室内に供給する除湿運転を行うように構成されていることを特徴とするものである。
上記第６の発明では、空気制御手段(33a,33b)と冷媒制御手段(9)とによって第１動作と第２動作とを切り換えながら連続的に除湿運転を行う。
第１空気の温度が第２空気の温度よりも高い条件では、空気熱交換器(6)において第１空気が第２空気によって冷却される。第１動作では、冷却された第１空気が、第１熱交換器(3)へ流入し、第１空気の水分が吸着される。また、第２動作では、冷却された第１空気が、第２熱交換器(5)へ流入し、第１空気の水分が吸着される。ここで、第１空気は予め空気熱交換器(6)で冷却されているため、第１動作及び第２動作における吸着剤の水分の吸着効果が向上する。
第７の発明は、第１から第４のいずれか１の発明の調湿装置において、吸着剤が、第１熱交換器(3)の表面と第２熱交換器(5)の表面とにそれぞれ担持され、冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)は、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第１動作と、第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第２動作とを切替可能に構成され、第１，第２動作によって吸着剤の水分が放出された空気を室内に供給する加湿運転を行うように構成されていることを特徴とするものである。
上記第７の発明では、空気制御手段(33a,33b)と冷媒制御手段(9)とによって第１動作と第２動作とを切り換えながら連続的に加湿運転を行う。
第１空気の温度が第２空気の温度よりも低い条件では、空気熱交換器(6)において第１空気が第２空気によって加温される。第１動作では、加温された第１空気が、第２熱交換器(5)へ流入し、吸着剤の水分が第１空気へ放出される。また、第２動作では、加温された第１空気が、第１熱交換器(3)へ流入し、吸着剤の水分が第１空気へ放出される。ここで、第１空気は予め空気熱交換器(6)で加温されているため、第１動作及び第２動作における吸着剤の水分の脱着効果が向上する。
第８の発明は、第１から第４のいずれか１の発明の調湿装置において、吸着剤が、第１熱交換器(3)の表面と第２熱交換器(5)の表面とにそれぞれ担持され、冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)は、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第１動作と、第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第２動作とを切替可能に構成され、第１，第２動作によって吸着剤で水分が吸着された空気を室内に供給する除湿運転と、第１，第２動作によって吸着剤の水分が放出された空気を室内に供給する加湿運転とを切り換えて行うように構成されているものである。
上記第８の発明では、空気制御手段(33a,33b)と冷媒制御手段(9)とによって上記除湿運転と上記加湿運転とを切り換えて行う。ここで、除湿運転時には、第６の発明で上述したように第１動作及び第２動作における吸着剤の水分の吸着効果が向上する。また、加湿運転時には、第７の発明で上述したように第１動作及び第２動作における吸着剤の水分の脱着効果が向上する。
第９の発明は、第１から第８のいずれか１の発明の調湿装置において、第１熱交換器(3)が収納される第１熱交換器室(71)と、第２熱交換器(5)が収納される第２熱交換器室(72)とが形成され、流通通路における第１，第２熱交換器室(71,72)の上流側には、第１流入通路(61)と第２流入通路(63)とが形成され、流通通路における第１，第２熱交換器室(71,72)の下流側には、第１流出通路(62)と第２流出通路(64)とが形成され、空気制御手段(33a,33b)は、第１流入通路(61)と第１熱交換器室(71)とを連通させると同時に、第２流入通路(63)と第２熱交換器室(72)とを連通させる状態と、第１流入通路(61)と第２熱交換器室(72)とを連通させると同時に、第２流入通路(63)と第１熱交換器室(71)とを連通させる状態とを切替可能な第１切替手段(33a)と、第１流出通路(62)と第１熱交換器室(71)を連通させると同時に、第２流出通路(64)と第２熱交換器室(72)を連通させる状態と、第１流出通路(62)と第２熱交換器室(72)とを連通させると同時に第２流出通路(64)と第１熱交換器室(71)とを連通させる状態とを切替可能な第２切替手段(33b)とを備えていることを特徴とするものである。
上記第９の発明では、上記空気制御手段(33a,33b)として、第１切替手段(33a)と第２切替手段(33b)を設けている。
第１空気が第２流入通路(63)を流通し、第２空気が第１流入通路(61)を流通する場合、第１切替手段(33a)により、第１空気が第１熱交換器室(71)と第２熱交換器室(72)の一方へ流入し、第２空気が第１熱交換器室(71)と第２熱交換器室(72)の他方へ流入する。
また、第１空気が第１熱交換器室(71)を流通し、第２空気が第２熱交換器室(72)を流通する場合、第２切替手段(33b)により、第１空気が第１流出通路(62)と第２流出通路(64)の一方へ流入し、第２空気が第１流出通路(62)と第２流出通路(64)の他方へ流入する。
第１０の発明は、第９の発明の調湿装置において、第１熱交換器室(71)と第２熱交換器室(72)とは、互いに隣接して配置され、第１流入通路(61)と第１流出通路(62)とは、上記第１，第２熱交換器室(71,72)の各一面が連続する厚さ方向の一端面に沿って形成され且つ上記第１，第２熱交換器室(71,72)の厚さ方向に重畳して配置され、第２流入通路(63)と第２流出通路(64)とは、上記第１，第２熱交換器室(71,72)の各一面が連続する厚さ方向の一端面に対向する他端面に沿って形成され且つ上記第１，第２熱交換器室(71,72)の厚さ方向に重畳して配置されていることを特徴とするものである。
上記第１０の発明では、第１流入通路(61)と第１流出通路(62)とを形成する一面が、第１，第２熱交換器室(71,72)の連続する一端面で構成される。また、第２流入通路(63)と第２流出通路(64)とを形成する一面が、第１，第２熱交換器室(71,72)の連続する他端面で構成される。
上記第１の発明によれば、水分の吸着と脱離とを行う吸着剤を、第１，第２熱交換器(3,5)の少なくとも一方に設けることで、冷媒の蒸発熱または凝縮熱を直接的に吸着剤の吸着または再生に利用できるとともに、この調湿装置の部品点数が少なくなり、調湿装置全体の構造を単純化、あるいは小型化することができる。
ここで、本発明では、第１空気と第２空気とを熱交換させる空気熱交換器(6)を第１，第２熱交換器(3,5)の上流側に設けている。このため、例えば空気熱交換器(6)で冷却された第１空気が、蒸発器として機能する第１熱交換器(3)を流通する場合、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤における水分の吸着効果を向上することができる。したがって、この調湿装置を空気の除湿に用いる場合、除湿効果を向上することができる。また、例えば空気熱交換器(6)で加温された第１空気が、凝縮器として機能する第１熱交換器(3)を流通する場合、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤における水分の脱着効果を向上することができる。したがって、この調湿装置を空気の加湿に用いる場合、加湿効果を向上することができる。
上記第２の発明によれば、第１空気と第２空気とを直交流式の顕熱交換器によって熱交換させることができる。この直交流式の顕熱交換器は、比較的安価であり、ランニングコストもかからないため、空気熱交換器(6)に係るコストを削減することができる。
上記第３の発明によれば、第１空気と第２空気とを回転式の顕熱交換器によって熱交換させることができる。この回転式の顕熱交換器は、回転速度を変速することで、第１空気と第２空気との熱交換率を変更することができる。このため、第１空気または第２空気の温度調節を行うことができ、吸着剤における水分の吸着量、あるいは吸着剤における水分の脱着量を調整することができる。したがって、この調湿装置の湿度調整を細かく行うことができる。
上記第４の発明によれば、第１空気と第２空気とを全熱交換器によって熱交換させることができる。この全熱交換器は、第１空気と第２空気との潜熱交換を行うことができる。このため、第１空気の湿度が第２空気の湿度より高い場合、全熱交換器によって第１空気の水分が第２空気へ奪われる。したがって、この第１空気を除湿時に室内へ給気する場合、この調湿装置の除湿能力を向上することができる。また、第１空気の湿度が第２空気の湿度より低い場合、全熱交換器によって第２空気の水分が第１空気へ付与される。したがって、この第１空気を加湿時に室内へ給気する場合、この調湿装置の加湿能力を向上することができる。
上記第５の発明によれば、空気制御手段(33a,33b)及び冷媒制御手段(9)によって、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤における吸着動作と再生動作とを切り換えて行うことができる。
この際、第１熱交換器(3)の上流側には空気熱交換器(6)を設けているため、上記吸着動作における水分の吸着効果と、上記再生動作における水分の脱着効果とを、第１の発明で上述した作用効果により向上することができる。したがって、吸着動作と再生動作とを繰り返しながら間欠的な調湿を行う調湿装置における加湿能力及び除湿能力を向上することができる。
上記第６の発明によれば、空気制御手段(33a,33b)及び冷媒制御手段(9)によって、第１動作と第２動作とを切り換えて連続的な除湿運転を行うことができる。
この際、第１，第２熱交換器(3,5)の上流側には空気熱交換器(6)を設けているため、第１動作及び第２動作における吸着剤の水分の吸着効果を、第１の発明で上述した作用効果により向上することができる。したがって、連続的に除湿運転を行う調湿装置における除湿能力を向上することができる。
上記第７の発明によれば、空気制御手段(33a,33b)及び冷媒制御手段(9)によって、第１動作と第２動作とを切り換えて連続的な加湿運転を行うことができる。
この際、第１，第２熱交換器(3,5)の上流側には空気熱交換器(6)を設けているため、第１動作及び第２動作における吸着剤の水分の脱着効果を、第１の発明で上述した作用効果により向上することができる。したがって、連続的に加湿運転を行う調湿装置における加湿能力を向上することができる。
上記第８の発明によれば、空気制御手段(33a,33b)及び冷媒制御手段(9)によって、第１動作と第２動作とを繰り返しながら連続的な除湿運転と連続的な加湿運転とを切り換えて行うことができる。
この際、第１，第２熱交換器(3,5)の上流側には空気熱交換器(6)を設けているため、第１動作及び第２動作における吸着剤の水分の吸着効果と、第１動作及び第２動作における吸着剤の水分の脱着効果を、第１の発明で上述した作用効果により向上することができる。したがって、連続的な除湿運転と連続的な加湿運転とを切り換えて行う調湿装置における除湿能力及び加湿能力を向上することができる。
上記第９の発明によれば、第１流入通路(61)及び第２流入通路(63)に第１切替手段(33a)を設け、第１流出通路(62)及び第２流出通路(64)に第２切替手段(33b)を設けることで、上述した吸着動作及び再生動作、あるいは第１動作及び第２動作における空気の流れを形成することができる。したがって、第１，第２切替手段(33a,33b)によって複数のパターンで空気を流通させることができ、空気の流通通路が少なくなるため、この調湿装置をコンパクトにすることができる。
上記第１０の発明によれば、第１流入通路(61)と第１流出通路(62)とを形成する一面と、第１，第２熱交換器室(71,72)を形成する一面とを共用できるとともに、第２流入通路(63)と第２流出通路(64)とを形成する一面と、上記第１，第２熱交換器室(71,72)を形成する一面とを共用することができる。したがって、空気の流通通路及び第１，第２熱交換器室(71,72)をコンパクトに形成することができ、この調湿装置を小型化できる。
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。
《発明の実施形態》
本実施形態に係る調湿装置は、室内空気を室外へ排出するとともに室外空気を室内へ供給するいわゆる換気型の調湿装置である。また、この調湿装置は、減湿された空気を室内へ供給する除湿運転と、加湿された空気を室内へ供給する加湿運転とを切り換えて行うように構成されている。さらに、この調湿装置は、冷媒回路(1)と２つの吸着剤とを備えており、この吸着剤によってバッチ式の吸着／再生動作を行うように構成されている。
まず、調湿装置に備えられた冷媒回路(1)について、図１及び図２を参照しながら説明する。
冷媒回路(1)は、図１に示すように、圧縮機構である圧縮機(7)と、冷媒制御手段である四路切換弁(9)と、第１熱交換器(3)と、膨張機構である膨張弁(11)と、第２熱交換器(5)とが順に接続されて閉回路となっている。この冷媒回路(1)は、冷媒が充填されており、この冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。なお、上記四路切替弁(9)には、冷媒回路(1)の配管が接続可能な第１から第４のポート(9a,9b,9c,9d)が設けられている。
この冷媒回路(1)において、圧縮機(7)の吐出口は、四路切替弁(9)の第１ポート(9a)に接続されている。また、四路切替弁(9)の第３ポート(9c)は、第１熱交換器(3)の一端と接続されている。第１熱交換器(3)の他端は、膨張弁(11)を介して第２熱交換器(5)の一端と接続されている。第２熱交換器(5)の他端は、四路切替弁(9)の第４ポート(9d)に接続されている。また、四路切替弁(9)の第２ポート(9b)は、圧縮機(7)の吸引口と接続されている。
上記四路切換弁(9)は第１ポート(9a)と第３ポート(9c)とが連通すると同時に第２ポート(9b)と第４ポート(9d)とが連通する状態（図１（Ａ）に示す状態）と、第１ポート(9a)と第４ポート(9d)とが連通すると同時に第２ポート(9b)と第３ポート(9c)とが連通する状態（図１(Ｂ)に示す状態）とに切り換え自在となっている。すなわち、上記冷媒制御手段(9)は、冷媒回路(1)内の冷媒の循環方向を切り換えることにより、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させると同時に第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させる状態と、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させると同時に第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させる状態とを切替可能に構成されている。
図２に示すように、第１熱交換器(3)及び第２熱交換器(5)は、それぞれクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。具体的に、第１熱交換器(3)及び第２熱交換器(5)は、長方形板状に形成されたアルミニウム製の多数のフィン(13)と、このフィン(13)を貫通する銅製の伝熱管(15)とを備えている。
上記各フィン(13)及び伝熱管(15)の外表面には、吸着剤がディップ成形（浸漬成形）により担持されている。この吸着剤としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性または吸水性を有する有機高分子ポリマー系材料、カルボン酸基またはスルホン酸基を有するイオン交換樹脂系材料、感温性高分子等の機能性高分子材料などが挙げられる。
なお、上記第１熱交換器(3)及び第２熱交換器(5)は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されているが、これに限らず、他の形式の熱交換器、例えば、コルゲートフィン式の熱交換器等であってもよい。
また、本実施形態では、各フィン(13)及び伝熱管(15)の外表面に吸着剤をディップ成形により担持しているが、これに限らず、吸着剤としての性能を損なわない限り、如何なる方法でその外表面に吸着剤を担持してもよい。
次に、本実施形態に係る調湿装置におけるケーシング(17)の内部構造について図３、図４、図５、及び図６に基づいて説明する。なお、図３(Ａ)は調湿装置の平面図、図３(Ｂ)は調湿装置の左側面図、図３(Ｃ)は調湿装置の右側面図、図３(Ｄ)は、調湿装置の後面図をそれぞれ示したものである。また、本実施形態の説明において、「上」「下」「左」「右」「前」「後」「手前」「奥」は、特にことわらない限り、図３に示す調湿装置を正面側（図３(Ａ)の下方向側）から視た場合の方向性を意味している。
ケーシング(17)は、直方体状の扁平な箱形に形成されている。ケーシング(17)は、最も奥側に第１パネル(17a)が形成され、最も手前側に第２パネル(17b)が形成されている。また、ケーシング(17)には、左側にケーシング左側板(17c)が形成されており、右側にケーシング右側板(17d)が形成されている。さらに、ケーシング(17)には、上側にケーシング天板(17e)が形成され、下側にケーシング底板(17f)が形成されている。
第１パネル(17a)には、その左側寄りの上部に室外空気(ＯＡ)を取り入れる第１吸込口（19）が形成されており、その右側寄りの上部に室内空気(ＲＡ)を取り入れる第２吸込口（21）が形成されている。一方、第２パネル(17b)には、その左側寄りに調湿空気(ＳＡ)を室内に供給する第１吹出口(23)が形成されており、その右側寄りに排出空気(ＥＡ)を室外に排出する第２吹出口（25）が形成されている。
ケーシング(17)の内部は、第１パネル(17a)から第２パネル(17b)へ向かう方向において大略的に３つの空間に仕切られている。
ケーシング(17)の第２パネル(17b)寄りに形成された空間は、左右に３つの空間に仕切られている。この３つの空間のうち、左側の空間は給気側流路(41)を構成し、右側の空間は排気側流路(42)を構成している。また、給気側流路(41)と排気側流路(42)とに挟まれた空間は、閉空間である収容空間(90)を構成している。この収容空間(90)には、冷媒回路(1)の圧縮機(7)が設置されている。
給気側流路(41)は、第１吹出口(23)を介して室内と連通している。この給気側流路(41)には、給気ファン(51)が設置されている。一方、排気側流路(42)は、第２吹出口(25)を介して室外と連通している。この排気側流路(42)には、排気ファン(52)が設置されている。
ケーシング(17)の第１パネル(17a)寄りに形成された空間は、さらに上下に仕切られている。そして、この上側の空間には、顕熱交換器（空気熱交換器）(6)が配置されている。この顕熱交換器(6)は、互いが交差するように形成された２つの熱交換通路(6a,6b)を備えたいわゆる直交流式の顕熱交換器である。この顕熱交換器(6)は、いずれの流路も開口していない一端面がケーシング天板(17e)に沿った姿勢で配置されている。そして、この第１パネル(17a)寄りの空間は、顕熱交換器(6)によって左右に仕切られている。
顕熱交換器(6)の左側の空間は吸込側左流路(43)を構成し、右側の空間は吸込側右流路(44)を構成している。吸込側左流路(43)は、第１吸込口(19)を介して室外と連通している。一方、吸込側右流路(44)は、第２吸込口(21)を介して室内と連通している。
ケーシング(17)の奥行き方向の中央に形成された空間は、前後方向に延びて形成された左側仕切板(20a)及び右側仕切板(20b)によって大略的に左右の３つの空間に仕切られている。さらに、左側仕切板(20a)と右側仕切板(20b)との間の空間は、中央仕切板(20c)によって、第１熱交換器室(71)と第２熱交換器室(72)とに仕切られている。
第１熱交換器室(71)は、中央仕切板(20c)の奥側に形成されており、上記第１熱交換器(3)が設置されている。一方、第２熱交換器室(72)は、中央仕切板(20c)の手前側に形成されており、上記第２熱交換器(5)が配置されている。そして、第１熱交換器室(71)と第２熱交換器室(72)とが互いに隣接して配置形成されている。
左側仕切板(20a)の左側の空間は、上下に仕切られている。そして、この空間は、上側の空間が左側上部流路（第１流入通路）(61)を構成し、下側の空間が左側下部流路（第１流出通路）(62)を構成している。すなわち、左側上部流路(61)と左側下部流路(62)とは、第１熱交換室(71)及び第２熱交換室(72)の各一面が連続する厚さ方向の一端面(左側仕切板(20a))に沿って形成され、且つ上記第１熱交換室(71)及び第２熱交換室(72)の厚さ方向（上下方向）に重畳して配置されている。
左側上部流路(61)は、上記顕熱交換器(6)の第１熱交換通路(6a)を介して吸込側右流路(44)と連通している一方、給気側流路(41)から仕切られている。左側下部流路(62)は、給気側流路(41)と連通している一方、いずれの吸込側の流路からも仕切られている。
右側仕切板(20b)の右側の空間は、上下に仕切られている。そして、この空間は、上側の空間が右側上部流路（第２流入通路）(63)を構成し、下側の空間が右側下部流路（第２流出通路）(64)を構成している。すなわち、右側上部流路(63)と右側下部流路(64)とは、第１熱交換器室(71)及び第２熱交換器室(72)の各一面が連続する端面で上記一端面に対向する対向面（右側仕切板(20b)）に沿って形成され、且つ上記第１熱交換器室(71)及び第２熱交換器室(72)の厚さ方向に重畳して配置されている。
右側上部流路(63)は、上記顕熱交換器(6)の第２熱交換通路(6b)を介して吸込側左流路(43)と連通している一方、排気側流路(42)から仕切られている。右側下部流路(64)は、排気側流路(42)と連通する一方、いずれの吸込側の流路からも仕切られている。
左側仕切板(20a)には、図３(Ｂ)に示すように、第１左上開口(31a)、第２左上開口(31b)、第１左下開口(31c)、及び第２左下開口(31d)が形成されている。第１左上開口(31a)は、左側仕切板(20a)における奥側の上部に形成され、第２左上開口(31b)は、左側仕切板(20a)における手前側の上部に形成されている。また、第１左下開口(31c)は、左側仕切板(20a)における奥側の下部に形成され、第２左下開口(31d)は、左側仕切板(20a)における手前側の下部に形成されている。
右側仕切板(20b)には、図３(Ｃ)に示すように、第１右上開口(32a)、第２右上開口(32b)、第１右下開口(32c)、及び第２右下開口(32d)が形成されている。第１右上開口(32a)は、右側仕切板(20b)における奥側の上部に形成され、第２右上開口(32b)は、右側仕切板(20b)における手前側の上部に形成されている。また、第１右下開口(32c)は、右側仕切板(20b)における奥側の下部に形成され、第２右下開口(32d)は、右側仕切板(20b)における手前側の下部に形成されている。
上記左側上部流路(61)、左側下部流路(62)、右側上部流路(63)、及び右側下部流路(64)には、上記第１，第２熱交換器室(71,72)との連通状態を切り換える切替手段(33a,33b)が構成されている。この切替手段(33a,33b)は、左側上部流路(61)及び右側上部流路(63)における第１開閉ダンパ（第１切替手段）(33a)と、左側下部流路(62)及び右側下部流路(64)における第２開閉ダンパ（第２切替手段）(33b)とで構成されている。
第１開閉ダンパ(33a)は、第１左上開口(31a)、第２左上開口(31b)、第１右上開口(32a)、及び第２右上開口(32b)にそれぞれ開閉自在に備えられている。第１開閉ダンパ(33a)は、左側上部流路(61)と第１熱交換器室(71)とを連通させると同時に、右側上部流路(63)と第２熱交換器室(72)とを連通させる状態（図５の状態）と、左側上部流路(61)と第２熱交換器室(72)とを連通させると同時に、右側上部流路(63)と第１熱交換器室(71)とを連通させる状態（図４の状態）とを空気制御手段(33a,33b)によって切替可能に構成されている。
より具体的に、第１開閉ダンパ(33a)が図５の状態となると、第１左上開口(31a)が開いて左側上部流路(61)と第１熱交換器室(71)とが互いに連通するとともに、第２右上開口(32b)が開いて右側上部流路(63)と第２熱交換器室(72)とが互いに連通する。一方、第１開閉ダンパ(33a)が図４の状態となると、第２左上開口(31b)が開いて左側上部流路(61)と第２熱交換器室(72)とが互いに連通するとともに、第１右上開口(32a)が開いて右側上部流路(63)と第１熱交換器室(71)とが互いに連通する。
第２開閉ダンパ(33b)は、第１左下開口(31c)、第２左下開口(31d)、第１右下開口(32c)、及び第２右下開口(32d)にそれぞれ開閉自在に備えられている。第２開閉ダンパ(33b)は、左側下部流路(62)と第１熱交換器室(71)とを連通させると同時に、右側下部流路(64)と第２熱交換器室(72)とを連通させる状態（図４の状態）と、左側下部流路(62)と第２熱交換器室(72)とを連通させると同時に、右側下部流路(64)と第１熱交換器室(71)とを連通させる状態（図５の状態）とを空気制御手段(33a,33b)によって切替可能に構成されている。
より具体的に、第２開閉ダンパ(33b)が図４の状態となると、第１左下開口(31c)が開いて左側下部流路(62)と第１熱交換器室(71)とが互いに連通するとともに、第２右下開口(32d)が開いて右側下部流路(64)と第２熱交換器室(72)とが互いに連通する。一方、第２開閉ダンパ(33b)が図５の状態となると、第２左下開口(31d)が開いて左側下部流路(62)と第２熱交換器室(72)とが互いに連通するとともに、第１右下開口(32c)が開いて右側下部流路(64)と第１熱交換器室(71)とが互いに連通する。
上記開閉ダンパ(33a,33b)は、図６(Ａ)及び図６(Ｂ)に示すように、長方形状の羽根部(34)と、羽根部(34)の中央部に設けられた軸部(35)とを有している。この羽根部(34)は、上記左側仕切板(20a)及び上記右側仕切板(20b)の開口(31a,…,32a,…)に、軸部(35)によって回転自在に支持されている。この開閉ダンパ(33a,33b)は、羽根部(34)を水平方向にさせることによって、開口(31a,…,32a,…)を開いた状態（図６(Ｂ)の状態）にするように構成され、羽根部(34)を鉛直方向にさせることによって、開口(31a,…,32a,…)を閉じた状態(図６(Ａ)の状態)にするように構成されている。
−運転動作−
次に、上述した調湿装置の運転動作について説明する。この調湿装置では、第１空気と第２空気を取り込んで室内へ供給するか、あるいは室外へ排出する。また、この調湿装置は、空気制御手段(33a,33b)によって、第１空気を第１熱交換器(3)へ流入させると同時に第２空気を第２熱交換器(5)へ流入させる状態と、第１空気を第２熱交換器(5)へ流入させると同時に第２空気を第１熱交換器(3)へ流入させる状態とを切り換えるように構成されている。また、この調湿装置は、冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)によって、第１動作と第２動作とを交互に切替えながら除湿運転または加湿運転を連続的に行うように構成されている。
《除湿運転》
夏期における除湿運転について、図１、図４、図５を参照しながら説明する。
図４に示すように、除湿運転において、給気ファン(51)を起動すると、室外空気(ＯＡ)が第１吸込口(19)を通じてケーシング(17)内に取り込まれる。この室外空気は第１空気として吸込側左流路(43)へ流入する。一方、排気ファン(52)を駆動すると、室内空気(ＲＡ)が第２吸込口(21)を通じてケーシング(17)内に取り込まれる。この室内空気は第２空気として吸込側右流路(44)へ流入する。
顕熱交換器(6)においては、吸込側左流路(43)より第２熱交換通路(6b)へ第１空気が流入する一方、吸込側右流路(44)より第１熱交換通路(6a)へ第２空気が流入する。ここで、除湿運転が行われる夏期においては、室外空気である第１空気が３４℃程度であるのに対し、室内空気である第２空気は２６℃程度である。このため、顕熱交換器(6)では、第１空気と第２空気とが熱交換し、第１空気が第２空気へ放熱する。そして、第１空気は顕熱交換器(6)で冷却された後に右側上部流路(63)へ流入する。一方、第２空気は顕熱交換器(6)で加温された後に左側上部流路(61)へ流入する。
次に、除湿運転における第１動作について説明する。この第１動作では、図１に示す冷媒回路(1)が冷媒制御手段(9)により図１(Ｂ)の状態となり、第１熱交換器(3)が蒸発器として機能するとともに第２熱交換器(5)が凝縮器として機能する。また、空気制御手段(33a,33b)によって第１，第２開閉ダンパ(33a,33b)が図４に示す状態となり、第１空気が第１熱交換器(3)へ流入するとともに、第２空気が第２熱交換器(5)へ流入する。すなわち、第１動作では、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて第１空気の水分を吸着剤によって吸着すると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を第２空気へ放出する動作が行われる。
顕熱交換器(6)で冷却された第１空気は、右側上部流路(63)から第１右上開口(32a)を通って第１熱交換器室(71)へ流入する。第１熱交換器室(71)へ流入した第１空気は、第１熱交換器(3)で冷却されるとともに、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤によって水分が吸着される。このようにして第１熱交換器室(71)で冷却及び減湿された第１空気は、第１左下開口(31c)を通じて左側下部流路(62)へ流入する。
一方、顕熱交換器(6)で加温された第２空気は、左側上部流路(61)から第２左上開口(31b)を通って第２熱交換器室(72)へ流入する。第２熱交換器室(72)へ流入した第２空気は、第２熱交換器(5)で加温されるとともに、第２熱交換器(5)に担持された吸着剤を再生する。この際、吸着剤の水分が脱離して第２空気へ放出される。このようにして第２熱交換器室(72)で吸着剤の再生に利用された第２空気は、第２右下開口(32d)を通じて右側下部流路(64)へ流入する。
左側下部流路(62)へ流入した第１空気は、給気側流路(41)を通過した後、第１吹出口(23)より調湿空気（除湿空気）(ＳＡ)として室内へ供給される。一方、右側下部流路(64)へ流入した第２空気は、排気側流路(42)を通過した後、第２吹出口(25)より排出空気(ＥＡ)として室外へ排出される。
次に、除湿運転における第２動作について説明する。この第２動作では、図１に示す冷媒回路(1)が冷媒制御手段(9)により図１(Ａ)の状態となり、第１熱交換器(3)が凝縮器として機能するとともに第２熱交換器(5)が蒸発器として機能する。また、空気制御手段(33a,33b)によって第１，第２開閉ダンパ(33a,33b)が図５に示す状態となり、第１空気が第２熱交換器(5)へ流入するとともに、第２空気が第１熱交換器(3)へ流入する。すなわち、第２動作では、第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させて第１空気の水分を吸着剤によって吸着すると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を第２空気へ放出する動作が行われる。
顕熱交換器(6)で冷却された第１空気は、右側上部流路(63)から第２右上開口(32b)を通って第２熱交換器室(72)へ流入する。第２熱交換器室(72)へ流入した第１空気は、第２熱交換器(5)で冷却されるとともに、第２熱交換器(5)に担持された吸着剤によって水分が吸着される。このようにして第２熱交換器室(72)で冷却及び減湿された第１空気は、第２左下開口(31d)を通じて左側下部流路(62)へ流入する。
一方、顕熱交換器(6)で加温された第２空気は、左側上部流路(61)から第１左上開口(31a)を通って第１熱交換器室(71)へ流入する。第１熱交換器室(71)へ流入した第２空気は、第１熱交換器(3)で加温されるとともに、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤を再生する。この際、吸着剤の水分が脱離して第２空気へ放出される。このようにして第１熱交換器室(71)で吸着剤の再生に利用された第２空気は、第１右下開口(32c)を通じて右側下部流路(64)へ流入する。
左側下部流路(62)へ流入した第１空気は、給気側流路(41)を通過した後、第１吹出口(23)より調湿空気（除湿空気）(ＳＡ)として室内へ供給される。一方、右側下部流路(64)へ流入した第２空気は、排気側流路(42)を通過した後、第２吹出口(25)より排出空気(ＥＡ)として室外へ排出される。
《加湿運転》
冬期における加湿運転について、図１、図４、図５を参照しながら説明する。
図５に示すように、加湿運転において、給気ファン(51)を起動すると、室外空気(ＯＡ)が第１吸込口(19)を通じてケーシング(17)内に取り込まれる。この室外空気は第１空気として吸込側左流路(43)へ流入する。一方、排気ファン(52)を駆動すると、室内空気(ＲＡ)が第２吸込口(21)を通じてケーシング(17)内に取り込まれる。この室内空気は第２空気として吸込側右流路(44)へ流入する。
顕熱交換器(6)においては、吸込側左流路(43)より第２熱交換通路(6b)へ第１空気が流入する一方、吸込側右流路(44)より第１熱交換通路(6a)へ第２空気が流入する。ここで、加湿運転が行われる冬期においては、室外空気である第１空気が０℃程度であるのに対し、室内空気である第２空気は２０℃程度である。このため、顕熱交換器(6)では、第１空気と第２空気とが熱交換し、第２空気が第１空気へ放熱する。そして、第１空気は顕熱交換器(6)で加温された後に右側上部流路(63)へ流入する。一方、第２空気は顕熱交換器(6)で冷却された後に左側上部流路(61)へ流入する。
次に、加湿運転における第１動作について説明する。この第１動作では、図１に示す冷媒回路(1)が冷媒制御手段(9)により図１(Ｂ)の状態となり、第１熱交換器(3)が蒸発器として機能するとともに第２熱交換器(5)が凝縮器として機能する。また、空気制御手段(33a,33b)によって第１，第２開閉ダンパ(33a,33b)が図５に示す状態となり、第１空気が第２熱交換器(5)へ流入するとともに、第２空気が第１熱交換器(3)へ流入する。すなわち、第１動作では、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を第１空気へ放出すると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて第２空気の水分を吸着剤によって吸着する動作が行われる。
顕熱交換器(6)で加温された第１空気は、右側上部流路(63)から第２右上開口(32b)を通って第２熱交換器室(72)へ流入する。第２熱交換器室(72)へ流入した第１空気は、第２熱交換器(5)で加温されるとともに、第２熱交換器(5)に担持された吸着剤を再生する。この際、吸着剤の水分が脱離して第１空気へ放出される。このようにして第２熱交換器室(72)で加温及び加湿された第１空気は、第２左下開口(31d)を通じて左側下部流路(62)へ流入する。
一方、顕熱交換器(6)で冷却された第２空気は、左側上部流路(61)から第１左上開口(31a)を通って第１熱交換器室(71)へ流入する。第１熱交換器室(71)へ流入した第１空気は、第１熱交換器(3)で冷却されるとともに、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤によって水分が吸着される。このようにして第１熱交換器室(71)で吸着剤へ水分を付与した第２空気は、第１右下開口(32c)を通じて右側下部流路(64)へ流入する。
左側下部流路(62)へ流入した第１空気は、給気側流路(41)を通過した後、第１吹出口(23)より調湿空気（加湿空気）(ＳＡ)として室内へ供給される。一方、右側下部流路(64)へ流入した第２空気は、排気側流路(42)を通過した後、第２吹出口(25)より排出空気(ＥＡ)として室外へ排出される。
次に、加湿運転における第２動作について説明する。この第２動作では、図１に示す冷媒回路(1)が冷媒制御手段(9)により図１(Ａ)の状態となり、第１熱交換器(3)が凝縮器として機能するとともに第２熱交換器(5)が蒸発器として機能する。また、空気制御手段(33a,33b)によって第１，第２開閉ダンパ(33a,33b)が図４に示す状態となり、第１空気が第１熱交換器(3)へ流入するとともに、第２空気が第２熱交換器(5)へ流入する。すなわち、第２動作では、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を第１空気へ放出すると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させて第２空気の水分を吸着剤によって吸着する動作が行われる。
顕熱交換器(6)で加温された第１空気は、右側上部流路(63)から第１右上開口(32a)を通って第１熱交換器室(71)へ流入する。第１熱交換器室(71)へ流入した第１空気は、第１熱交換器(3)で加温されるとともに、第１熱交換器(3)に担持された吸着剤を再生する。この際、吸着剤の水分が脱離して第１空気へ放出される。このようにして第１熱交換器室(71)で加温及び加湿された第１空気は、第１左下開口(31c)を通じて左側下部流路(62)へ流入する。
一方、顕熱交換器(6)で冷却された第２空気は、左側上部流路(61)から第２左上開口(31b)を通って第２熱交換器室(72)へ流入する。第２熱交換器室(72)へ流入した第２空気は、第２熱交換器(5)で冷却されるとともに、第２熱交換器(5)に担持された吸着剤によって水分が吸着される。このようにして第２熱交換器室(72)で吸着剤へ水分を付与した第２空気は、第２右下開口(32d)を通じて右側下部流路(64)へ流入する。
左側下部流路(62)へ流入した第１空気は、給気側流路(41)を通過した後、第１吹出口(23)より調湿空気（加湿空気）(ＳＡ)として室内へ供給される。一方、右側下部流路(64)へ流入した第２空気は、排気側流路(42)を通過した後、第２吹出口(25)より排出空気(ＥＡ)として室外へ排出される。
−実施形態の効果−
本実施形態では、以下の効果が発揮される。
本実施形態では、第１，第２熱交換器(3,5)の上流側に顕熱交換器(6)を配置している。このため、夏期の除湿運転時において、室外空気である第１空気と室内空気である第２空気が顕熱交換器(6)で熱交換すると第１空気が冷却される。
ここで、第１動作において、第１熱交換器(3)の吸着剤で水分が吸着される第１空気は、外気温度よりも温度が低い状態となっている。したがって、第１動作における吸着剤の水分の吸着効果が向上する。一方、第２動作において、第２熱交換器(5)の吸着剤で水分が吸着される第１空気は、外気温度よりも温度が低い状態となっている。したがって、第２動作における第１空気の水分の吸着効果が向上する。このようにすると、第１動作と第２動作とを繰り返して行う除湿運転時における吸着剤の水分吸着量を多くすることができ、この調湿装置の除湿能力を向上することができる。
また、冬期の加湿運転時において、室外空気である第１空気と室内空気である第２空気が顕熱交換器(6)で熱交換すると、第１空気が加温される。
ここで、第１動作において、第２熱交換器(5)の吸着剤を再生する第１空気は、外気温度よりも温度が高い状態となっている。したがって、第１動作における吸着剤の水分の脱着効果が向上する。一方、第２動作において、第１熱交換器(3)の吸着剤を再生する第１空気は、外気温度よりも温度が高い状態となっている。したがって、第２動作における吸着剤の水分の脱着効果が向上する。このようにすると、第１動作と第２動作とを繰り返して行う加湿運転時における吸着剤からの水分脱着量を多くすることができ、この調湿装置の加湿能力を向上することができる。
《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
本実施形態では、第１熱交換器(3)と第２熱交換器(5)との双方に吸着剤を担持させている。しかしながら、この吸着剤を第１熱交換器(3)のみに担持させることもできる。この場合、調湿装置は、冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)によって、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させると同時に第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着する吸着動作と、第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する再生動作とを切り換えて行う。すなわち、この調湿装置は、吸着動作と再生動作を繰り返して間欠的な調湿運転を行うものである。
この調湿装置においても、第１熱交換器(3)の上流側には顕熱交換器(6)を設けることで、例えば除湿時には、顕熱交換器(6)による第１空気の冷却によって吸着動作における水分の吸着効果が向上でき、例えば加湿時には、顕熱交換器(6)による第１空気の加温によって再生動作における水分の脱着効果が向上する。したがって、吸着動作と再生動作とを繰り返して半連続的な調湿運転を行う調湿装置において、除湿能力及び加湿能力を向上することができる。
また、本実施形態に係る調湿装置は、空気制御手段(33a,33b)及び冷媒制御手段(9)によって、除湿運転と加湿運転とを切り換えて行うように構成されている。しかしながら、この調湿装置は、除湿運転のみを行うものであってもよいし、加湿運転のみを行うものであってもよい。
除湿運転のみを行う調湿装置においては、例えば顕熱交換器(6)による第１空気の冷却によって第１，第２動作時における吸着剤の水分の吸着効果が向上し、この調湿装置の除湿能力を向上することができる。一方、加湿運転のみを行う調湿装置においては、例えば顕熱交換器(6)による第１空気の加温によって第１，第２動作時における吸着剤の水分の脱着効果が向上し、この調湿装置の加湿能力を向上することができる。
さらに、本実施形態では、空気熱交換器(6)として直交流式の顕熱交換器(6)を用いている。しかしながら、空気熱交換器(6)は必ずしも直交流式の顕熱交換器に限るものではなく、回転式の顕熱交換器であってもよいし、全熱交換器であってもよく、第１空気と第２空気とを熱交換可能なものであればどのようなものであってもよい。
この空気熱交換器(6)として、第１空気の流通通路と第２空気の流通通路とに跨って配置され回転可能な回転式の顕熱交換器を用いた場合、この顕熱交換器の回転速度を変速することで、第１空気と第２空気との熱交換率を変更することができる。したがって、第１空気または第２空気の温度調節を行うことができ、吸着剤における水分の吸着量、あるいは吸着剤における水分の脱着量を調整することができる。
また、この空気熱交換器(6)として、全熱交換器を用いた場合、第１空気と第２空気の顕熱に加えて、第１空気と第２空気の潜熱も交換することができる。この場合、第１空気の湿度が第２空気の湿度より高い場合、全熱交換器によって第１空気の水分が第２空気へ奪われる。したがって、この第１空気を調湿装置の除湿運転に用いる際に、この調湿装置の除湿能力を向上することができる。また、第１空気の湿度が第２空気の湿度より低い場合、全熱交換器によって第２空気の水分が第１空気へ付与される。したがって、この第１空気を調湿装置の加湿運転に用いる際に、この調湿装置の加湿能力を向上することができる。
また、本実施形態に係る調湿装置は、室内空気を室外へ排出するとともに室外空気を室内へ供給するいわゆる換気型の調湿装置であるが、第１切替手段(33a)及び第２切替手段(33b)の切替状態を変更することで、例えば室内空気を処理して室内へ供給するとともに、室外空気を処理して室外へ排出する循環型の調湿運転を行うこともできる。
図１(Ａ)は、本実施形態に係る調湿装置の平面図であり、図１(Ｂ)は、その左側面図、図１(Ｃ)は、その右側面図、図１(Ｄ)は、その後面図である。 本実施形態に係る調湿装置の冷媒回路を示す回路図である。 本実施形態に係る調湿装置の熱交換器の概略斜視図である。 図４(Ａ)は、本実施形態に係る調湿装置の運転例を示す平面図であり、図４(Ｂ)は、その左側面図、図４(Ｃ)は、その右側面図、図４(Ｄ)は、その後面図である。 図５(Ａ)は、本実施形態に係る調湿装置の運転例を示す平面図であり、図５(Ｂ)は、その左側面図、図５(Ｃ)は、その右側面図、図５(Ｄ)は、その後面図である。 図６(Ａ)は、切替手段が閉じた状態である概略側面図、図６(Ｂ)は、切替手段が開いた状態である概略側面図である。
符号の説明
(1) 冷媒回路
(3) 第１熱交換器
(5) 第２熱交換器
(6) 空気熱交換器
(9) 冷媒制御手段
(17) ケーシング
(33a) 第１切替手段
(33b) 第２切替手段
(61) 第１流入通路
(62) 第２流入通路
(63) 第１流出通路
(64) 第２流出通路
(71) 第１熱交換器室
(72) 第２熱交換器室

Claims (10)

  1. 水分の吸着と脱離とを行う吸着剤を備え、第１空気及び第２空気を所定の流通通路に取り込んで、空気の湿度調節を行う調湿装置であって、
    冷媒の循環により冷凍サイクルを行う冷媒回路(1)と、該冷媒回路(1)の冷媒の循環方向を切替可能な冷媒制御手段(9)と、上記流通通路を切替可能な空気制御手段(33a,33b)とを備え、
    上記冷媒回路(1)には、第１熱交換器(3)と第２熱交換器(5)とが設けられ、
    上記冷媒制御手段(9)は、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させる状態と、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させる状態とを切り換えるように構成され、
    上記空気制御手段(33a,33b)は、第１空気を第１熱交換器(3)へ流入させると同時に、第２空気を第２熱交換器(5)へ流入させる状態と、第１空気を第２熱交換器(5)へ流入させると同時に、第２空気を第１熱交換器(3)へ流入させる状態とを切り換えるように構成され、
    上記吸着剤は、少なくとも第１熱交換器(3)の表面に担持され、
    上記流通通路における第１，第２熱交換器(3,5)の上流側には、第１空気と第２空気とを互いに熱交換させる空気熱交換器(6)が配置されていることを特徴とする調湿装置。
  2. 請求項１に記載の調湿装置において、
    空気熱交換器(6)は、第１空気と第２空気とが互いに直交する方向に流れて熱交換する顕熱交換器で構成されていることを特徴とする調湿装置。
  3. 請求項１に記載の調湿装置において、
    空気熱交換器(6)は、第１空気の流通通路と第２空気の流通通路とに跨って配置されるとともに回転可能な顕熱交換器で構成されていることを特徴とする調湿装置。
  4. 請求項１に記載の調湿装置において、
    空気熱交換器(6)は、全熱交換器で構成されていることを特徴とする調湿装置。
  5. 請求項１から４のいずれか１に記載の調湿装置において、
    吸着剤は、第１熱交換器(3)の表面に担時され、
    冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)は、
    第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着する吸着動作と、
    第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する再生動作とを切替可能に構成されていることを特徴とする調湿装置。
  6. 請求項１から４のいずれか１に記載の調湿装置において、
    吸着剤は、第１熱交換器(3)の表面と第２熱交換器(5)の表面とにそれぞれ担持され、
    冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)は、
    第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第１動作と、
    第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第２動作とを切替可能に構成され、
    第１，第２動作によって吸着剤で水分が吸着された空気を室内に供給する除湿運転を行うように構成されていることを特徴とする調湿装置。
  7. 請求項１から４のいずれか１に記載の調湿装置において、
    吸着剤は、第１熱交換器(3)の表面と第２熱交換器(5)の表面とにそれぞれ担持され、
    冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)は、
    第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第１動作と、
    第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第２動作とを切替可能に構成され、
    第１，第２動作によって吸着剤の水分が放出された空気を室内に供給する加湿運転を行うように構成されていることを特徴とする調湿装置。
  8. 請求項１から４のいずれか１に記載の調湿装置において、
    吸着剤は、第１熱交換器(3)の表面と第２熱交換器(5)の表面とにそれぞれ担持され、
    冷媒制御手段(9)及び空気制御手段(33a,33b)は、
    第１熱交換器(3)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第２熱交換器(5)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第１動作と、
    第２熱交換器(5)の冷媒を蒸発させて空気の水分を吸着剤により吸着すると同時に、第１熱交換器(3)の冷媒を凝縮させて吸着剤の水分を空気へ放出する第２動作とを切替可能に構成され、
    第１，第２動作によって吸着剤で水分が吸着された空気を室内に供給する除湿運転と、第１，第２動作によって吸着剤の水分が放出された空気を室内に供給する加湿運転とを切り換えて行うように構成されている調湿装置。
  9. 請求項１から８のいずれか１に記載の調湿装置において、
    第１熱交換器(3)が収納される第１熱交換器室(71)と、第２熱交換器(5)が収納される第２熱交換器室(72)とが形成され、
    流通通路における第１，第２熱交換器室(71,72)の上流側には、第１流入通路(61)と第２流入通路(63)とが形成され、
    流通通路における第１，第２熱交換器室(71,72)の下流側には、第１流出通路(62)と第２流出通路(64)とが形成され、
    空気制御手段(33a,33b)は、
    第１流入通路(61)と第１熱交換器室(71)とを連通させると同時に、第２流入通路(63)と第２熱交換器室(72)とを連通させる状態と、第１流入通路(61)と第２熱交換器室(72)とを連通させると同時に、第２流入通路(63)と第１熱交換器室(71)とを連通させる状態とを切替可能な第１切替手段(33a)と、
    第１流出通路(62)と第１熱交換器室(71)を連通させると同時に、第２流出通路(64)と第２熱交換器室(72)を連通させる状態と、第１流出通路(62)と第２熱交換器室(72)とを連通させると同時に第２流出通路(64)と第１熱交換器室(71)とを連通させる状態とを切替可能な第２切替手段(33b)とを備えていることを特徴とする調湿装置。
  10. 請求項９に記載の調湿装置において、
    第１熱交換器室(71)と第２熱交換器室(72)とは、互いに隣接して配置され、
    第１流入通路(61)と第１流出通路(62)とは、上記第１，第２熱交換器室(71,72)の各一面が連続する厚さ方向の一端面に沿って形成され且つ上記第１，第２熱交換器室(71,72)の厚さ方向に重畳して配置され、
    第２流入通路(63)と第２流出通路(64)とは、上記第１，第２熱交換器室(71,72)の各一面が連続する厚さ方向の一端面に対向する他端面に沿って形成され且つ上記第１，第２熱交換器室(71,72)の厚さ方向に重畳して配置されていることを特徴とする調湿装置。
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