JP2005164220A - 空気調和装置 - Google Patents

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伸樹 松井
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知宏 薮
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智 石田
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Abstract

【課題】熱交換器に吸着剤を直接担持させた空気調和装置において、吸着剤による除湿能力や加湿能力の低下を抑え、装置の信頼性を高める。
【解決手段】吸着剤を担持させた吸着熱交換器13,14 を通過する吸着用空気の除湿もしくは再生用空気の加湿を行う潜熱処理素子50を設ける。この潜熱処理素子50は、吸着用空気の流通通路と再生用空気の流通通路とに跨って配置されるとともに、回転式の吸着素子(吸着ロータ)により構成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に、吸着熱交換器を用いた空気調和装置に関するものである。
従来より、例えば、室内空気の顕熱処理と潜熱処理を別々に行うことのできる空気調和装置(空気調和システム)として、蒸気圧縮式冷凍サイクルにより主に空気の顕熱処理を行うとともに、空気中の水分を吸着/脱着可能な吸着剤により空気の潜熱処理を行うようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。この空気調和システムでは、室内で空気を循環させて顕熱処理をする空調機と、室外空気の湿度を調節して室内に供給することで潜熱処理をするデシカント外調機とを備えている。
上記デシカント外調機では、空気中の水分を吸着剤で吸着する吸湿動作と、吸着剤に吸着された水分を空気に放出する放湿(再生)動作とが交互に行われ、吸湿動作時には空気が減湿され、放湿動作時には空気が加湿される。そして、冷房運転時には室外空気を吸湿動作によって減湿して室内に供給し、暖房運転時には室外空気を放湿動作によって加湿して室内に供給するようにしている。
この従来のシステムでは、空調機とデシカント外調機が別々に設置されるため、大きな設置スペースが必要であり、コストも高くなりがちである。これに対し、空調機とデシカント外調機とを1つのケーシング内に収納して一体化することで1カ所に設置可能に構成することが可能としても、装置が大型になることは避けられず、しかも構成が複雑になりやすい問題がある。
また、デシカント外調機には吸着剤を再生するための加熱手段が必要であり、上記特許文献1のシステムでは、その加熱手段としてヒートポンプ装置を用いている。このため、従来の構成では、空調機の蒸気圧縮式冷凍サイクルとデシカント外調機のヒートポンプ装置とをそれぞれ別個に駆動することが必要であるために、COP(成績係数)が低下するおそれがある。
そこで、このような問題を解決するために、空気調和装置の冷媒回路に用いる熱交換器の少なくとも1つを、表面に吸着剤を担持した熱交換器(吸着熱交換器という)にすることが考えられる。このようにすると、冷媒回路を駆動するだけで、室内空気の潜熱処理及び顕熱処理を行えるうえ、吸着剤を再生することもできるので吸着剤の再生専用の加熱手段が不要となる。したがって、装置をコンパクトに構成することが可能となり、COPも向上する。
特開平09−318126号公報
ところで、吸着熱交換器を用いる場合、上記吸着剤は、冷媒が蒸発する際に冷媒に吸熱されて冷却され、この冷却時に室内空気または室外空気の水分を吸着する。このとき、冷媒は空気からも吸熱する。また、上記吸着剤は、冷媒が凝縮する際に冷媒が放熱することにより加熱され、この加熱時に水分を室内空気または室外空気へ放出する。このとき、冷媒は空気へも放熱する。
このように、上記構成では、吸着剤による水分の吸着と同時に空気の冷却が行われるとともに、吸着剤からの水分の放出と同時に空気の加熱が行われる。したがって、吸着剤による吸脱着効果が損なわれ、除湿能力や加湿能力が低下するおそれがある。これは、除加湿のみを行う装置についても同様である。
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的は、熱交換器に吸着剤を直接担持させた空気調和装置において、除湿能力や加湿能力の低下を抑えることである。
本発明は、吸着熱交換器(13,14) を通過する空気をさらに除湿もしくは加湿することのできる潜熱処理素子(50)を設けるようにしたものである。
具体的に、第1の発明は、熱媒体が流れる熱媒体回路(20,40) を備え、該熱媒体回路(20,40) 内に、熱媒体と空気とが熱交換を行う複数の熱交換器(11,12,13,14) を有する空気調和装置を前提としている。そして、この空気調和装置は、少なくとも1つの熱交換器(13,14) が、表面に吸着剤を担持した吸着熱交換器(13,14) により構成されるとともに、該吸着熱交換器(13,14) は、吸着剤による水分の吸着と該吸着剤の再生とが可能に構成され、上記吸着熱交換器(13,14) を通過する吸着用空気または再生用空気の流通路に、空気の潜熱処理を行う潜熱処理素子(50)が設けられていることを特徴としている。
この第1の発明では、吸着熱交換器(13,14) において室内空気の潜熱処理を行うことができる。具体的には、吸着剤を冷却しながら空気中の水分を吸着し、この空気を室内に供給することで室内を減湿できる一方で、吸着剤を加熱しながら空気中に水分を放出(吸着剤を再生)し、この空気を室内に供給することで室内を加湿できる。
この際、吸着熱交換器(13,14) を通過する吸着用空気または再生用空気は、上記潜熱処理素子(50)も通過する。したがって、この発明では、該潜熱処理素子(50)での吸着用空気の減湿または再生用空気の加湿と、吸着熱交換器(13,14) での吸着用空気の減湿または再生用空気の加湿を行うことができる。なお、室内空気の顕熱処理は、吸着熱交換器(13,14) で行うことも可能であるし、他の熱交換器(11,12) で行うことも可能である。また、場合によっては、潜熱処理のみを行うこととしてもよい。
第2の発明は、第1の発明と同様に、熱媒体が流れる熱媒体回路(20,40) を備え、該熱媒体回路(20,40) 内に、熱媒体と空気とが熱交換を行う複数の熱交換器(11,12,13,14) を有する空気調和装置を前提としている。そして、この空気調和装置は、上記複数の熱交換器(11,12,13,14) が、それぞれ表面に吸着剤を担持した第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)を含むとともに、各吸着熱交換器(13,14) は、吸着剤による水分の吸着と該吸着剤の再生とが可能に構成され、上記第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)の一方を通過する吸着用空気とその他方を通過する再生用空気の流通路に、空気の潜熱処理を行う潜熱処理素子(50)が設けられていることを特徴としている。
この第2の発明では、第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)において室内空気の潜熱処理を行うことができる。具体的には、第1吸着熱交換器(13)で吸着剤を冷却しながら空気中の水分を吸着すると同時に、第2吸着熱交換器(14)で吸着剤を加熱しながら空気中に水分を放出する(吸着剤を再生する)第1の運転動作と、第1吸着熱交換器(13)で吸着剤を加熱しながら空気中に水分を放出する(吸着剤を再生する)と同時に、第2吸着熱交換器(14)で吸着剤を冷却しながら空気中の水分を吸着する第2の運転動作とを交互に繰り返す際に、吸着剤で水分を奪った空気を室内に供給すると室内を減湿でき、吸着剤から水分を与えた空気を室内に供給すると室内を加湿できる。
この際、吸着熱交換器(13,14) を通過する吸着用空気または再生用空気は、上記潜熱処理素子(50)も通過する。したがって、この発明では、該潜熱処理素子(50)での吸着用空気の減湿または再生用空気の加湿と、吸着熱交換器(13,14) での吸着用空気の減湿または再生用空気の加湿を行うことができる。こうすることにより、空気の除湿能力または加湿能力が向上する。なお、室内空気の顕熱処理は、吸着熱交換器(13,14) で行うことも可能であるし、他の熱交換器(11,12) で行うことも可能である。また、場合によっては、潜熱処理のみを行うこととしてもよい。
第3の発明は、第2の発明の空気調和装置において、潜熱処理素子(50)が、吸着用空気の流通通路と再生用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に構成された吸着素子(50)(いわゆる回転式の吸着素子(50))であることを特徴としている。
この第3の発明では、回転式の吸着素子(50)を回転させることで、吸着用空気が流通して除湿される部位と、再生用空気が流通して加湿される部位とが変位し、吸着用空気と再生用空気とが間接的に潜熱交換する。
第4の発明は、第2の発明の空気調和装置において、潜熱処理素子(50)が、それぞれ水分の吸着と脱離とを行う第1吸着素子(51)(53)及び第2吸着素子(52)(54)により構成され、第1吸着素子(51)(53)で吸着用空気の水分を吸着すると同時に第2吸着素子(52)(54)を再生用空気で再生する動作と、第1吸着素子(51)(53)を再生用空気で再生すると同時に第2吸着素子(52)(54)で吸着用空気の水分を吸着する動作とを交互に行う(バッチ式の吸湿動作/放湿動作を行う)ように構成されていることを特徴としている。
この第4の発明では、第1吸着素子(51)(53)及び第2吸着素子(52)(54)でバッチ式の吸湿動作/放湿動作を行うことにより、吸着用空気と再生用空気が連続的に潜熱処理される。その際、第1吸着素子(51)及び第2吸着素子(52)(54)を流れる吸着用空気または再生用空気は、吸着熱交換器(13,14) も通過するので、空気の除湿能力または加湿能力が向上する。
第5の発明は、第4の発明の空気調和装置において、第1吸着素子(53)及び第2吸着素子(54)が、吸着用空気が流通する際に生じる吸着熱を吸熱する冷却用空気が流れるように構成されていることを特徴としている。
この第5の発明では、第1吸着素子(53)及び第2吸着素子(54)において、吸着用空気の水分を吸着するときに発生する吸着熱が、冷却用空気に吸熱される。ここで、吸着熱により吸着素子(53,54) の温度が上昇すると吸着性能が低下するが、このように冷却用空気で吸着熱を吸熱して吸着素子(53,54) の温度上昇を抑えることにより、吸着性能を高められる。
第6の発明は、第1から第5のいずれか1の発明の空気調和装置において、例えば図1,図2に示すように、熱媒体回路(20,40) が、1つの空気熱交換器(11)と、少なくとも2つの吸着熱交換器(13,14) とを備えていることを特徴としている。
この第6の発明では、2つの吸着熱交換器(13,14) を室内に設置し、その一方を蒸発器(または冷却器)とし、他方を凝縮器(または加熱器)としながら、蒸発器(または冷却器)となる吸着熱交換器(13,14) と凝縮器(または加熱器)となる吸着熱交換器(13,14) を交互に切り換えることで、室内空気の除湿や加湿を連続的に行うことができる。この場合、吸着熱交換器(13,14) は、主に室内空気の潜熱処理を行う一方、顕熱処理も行う。具体的に、水分の吸着時には、吸着開始直後ほど潜熱処理量(除湿量)が多く、吸着量が飽和状態に近づくに従って空気の顕熱処理量(冷却量)が多くなる状態で処理が行われる。また、再生時には、再生開始直後ほど潜熱処理量(加湿量)が多く、水分量が少なくなるに従って空気の顕熱処理量(加熱量)が多くなる状態で処理が行われる。
第7の発明は、第1から第5のいずれか1の発明の空気調和装置において、例えば図5,図6に示すように、熱媒体回路(20,40) が、少なくとも2つの空気熱交換器(11,12) と、少なくとも2つの吸着熱交換器(13,14) とを備えていることを特徴としている。
この第7の発明では、2つの吸着熱交換器(13,14) と1つの空気熱交換器(12)とを室内に配置し、吸着熱交換器(13,14) の一方を蒸発器(または冷却器)とし、他方を凝縮器(または加熱器)としながら、蒸発器(または冷却器)となる吸着熱交換器(13,14) と凝縮器(または加熱器)となる吸着熱交換器(13,14) を交互に切り換えることで、室内空気の除湿や加湿を連続的に行うことができる。また、上記の1つの空気熱交換器(11)を用い、室内空気の冷却や加熱を連続的に行うことができる。このため、この発明では、顕熱処理を行う空気熱交換器(12)と潜熱処理を行う吸着熱交換器(13,14) の両方を用いて、冷房時に除湿を連続的に行うこともできるし、暖房時に加湿を連続的に行うこともできる。
第8の発明は、第1から第7のいずれか1の発明の空気調和装置において、熱媒体回路(20)が、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)により構成されていることを特徴としている
この第8の発明では、吸着熱交換器(13,14) を冷媒回路(20)の蒸発器または凝縮器にすることで吸着剤における水分の吸着または再生を行うことが可能となり、空気熱交換器(11,12) を冷媒回路(20)の凝縮器または蒸発器にすることで空気の加熱または冷却を行うことが可能となる。この場合も冷媒回路(20)の複数の熱交換器(11,12,13,14) の少なくとも1つを吸着熱交換器(13,14) にするだけで吸着剤を再生できる。
第9の発明は、第1から第7のいずれか1の発明の空気調和装置において、熱媒体回路(40)が、冷温水の流れる冷温水回路(40)により構成されていることを特徴としている。
この第9の発明では、吸着熱交換器(13,14) を冷温水回路(40)の加熱器または冷却器にすることで吸着剤における水分の吸着または再生を行うことが可能となり、空気熱交換器(11,12) を冷温水回路(40)の加熱器または冷却器にすることで空気の加熱または冷却を行うことが可能となる。この場合も冷温水回路(40)の複数の熱交換器(11,12,13,14) の少なくとも1つを吸着熱交換器(13,14) にするだけで吸着剤を再生できる。
第10の発明は、第1から第7のいずれか1の発明の空気調和装置において、熱媒体回路(20,40) が、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と、冷温水が流れる冷温水回路(40)により構成されていることを特徴としている。
この第10の発明では、吸着熱交換器(13,14) を冷媒回路(20)の凝縮器もしくは蒸発器または冷温水回路(40)の加熱器もしくは冷却器にすることで吸着剤における水分の吸着または再生を行うことが可能となり、空気熱交換器(11,12) を冷媒回路(20)の凝縮器もしくは蒸発器または冷温水回路(40)の加熱器もしくは冷却器にすることで空気の加熱または冷却を行うことが可能となる。この場合も冷媒回路(20)及び冷温水回路(40)の複数の熱交換器(11,12,13,14) の少なくとも1つを吸着熱交換器(13,14) にするだけで吸着剤を再生できる。
第11の発明は、第1から第10のいずれか1の発明の空気調和装置において、吸着熱交換器(13,14) で吸着剤を冷却しながら該吸着熱交換器(13,14) を流れる空気の水分を吸着剤で吸着する吸湿動作と、吸着熱交換器(13,14) で吸着剤を加熱しながら該吸着熱交換器(13,14) を流れる空気に水分を放出させて吸着剤を再生する放湿動作とを、熱媒体回路(20,40) における熱媒体の流れと空気の流通とを切り換えて行う制御手段(15)を備えていることを特徴としている。
この第11の発明では、吸湿動作時には、吸着熱交換器(13,14) で吸着剤を冷却しながら、該吸着熱交換器(13,14) を流れる空気の水分が吸着剤に吸着される。また、放湿動作時には、吸着熱交換器(13,14) で吸着剤を加熱しながら、該吸着熱交換器(13,14) を流れる空気に水分を放出させることで、吸着剤が再生される。そして、制御手段(15)により、吸湿動作と放湿動作が交互に切り換えて行われる。
第12の発明は、第11の発明の空気調和装置において、制御手段(15)には、吸湿動作と放湿動作を切り換える時間間隔を潜熱負荷に応じて設定する切換間隔設定手段(16)が設けられていることを特徴としている。
また、第13の発明は、第12の発明の空気調和装置において、切換間隔設定手段(16)が、潜熱負荷が大きくなるほど吸湿動作と放湿動作を切り換える時間間隔の設定値を小さくするように構成されていることを特徴としている。
これらの第12,第13の発明では、吸着剤による水分の吸着量や放出量が、それぞれの運転開始直後は多く、時間が経つにつれて徐々に少なくなることから、室内の潜熱負荷が大きいときは切換頻度を多くすることで除湿量または加湿量を多くし、潜熱負荷が小さいときは切換頻度を少なくすることで除湿量または加湿量を少なくすることができる。つまり、潜熱負荷に見合った運転を確実に行うことが可能となる。
上記第1の発明によれば、吸着熱交換器(13,14) を通過する吸着用空気または再生用空気の流通路に、空気の潜熱処理を行う潜熱処理素子(50)を設けているので、吸着熱交換器(13,14) を通過する吸着用空気または再生用空気が、潜熱処理素子(50)も通過することになる。したがって、吸着用空気または再生用空気を潜熱処理素子(50)と吸着熱交換器(13,14) で処理できるため、空気の除湿能力または加湿能力を高めることが可能となる。
上記第2の発明によれば、第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)の一方を通過する吸着用空気とその他方を通過する再生用空気の流通路に、空気の潜熱処理を行う潜熱処理素子(50)を設けているので、吸着熱交換器(13,14) を通過する吸着用空気または再生用空気が、潜熱処理素子(50)も通過することになる。したがって、吸着用空気及び再生用空気を潜熱処理素子(50)と第1,第2吸着熱交換器(14)で処理できるため、空気の除湿能力または加湿能力を高めることが可能となる。
上記第3の発明によれば、潜熱処理素子(50)として回転式の吸着素子(50)を用いることで、吸着用空気と再生用空気とを間接的に潜熱交換することができる。回転式の吸着素子(50)は、回転速度を変化させることで、吸着用空気と再生用空気の潜熱交換率を変化させることができる。したがって、装置の調湿性能を調整することができる。
上記第4の発明によれば、潜熱処理素子(50)としてバッチ式の吸着素子(51,52)(53,54)を用いることで、吸着用空気と再生用空気を連続的に潜熱処理することができる。また、バッチ式の吸着素子(51,52)(53,54)は、吸着用空気が流れる状態と再生用空気が流れる状態とを切り換えることで、容易に吸湿動作と放湿動作を行うことができる。したがって、潜熱処理素子(50)に要するコストを削減することができる。
上記第5の発明によれば、第1吸着素子(53)及び第2吸着素子(54)に、吸着用空気が流通する際の吸着熱を吸熱する冷却用空気を流すようにしているので、各吸着素子(53,54) 吸着用空気の水分を吸着する際の温度上昇を抑えることにより吸着性能を高めることができる。したがって、空気の除湿能力を高められるとともに、再生時の水分放出量も増やせるので加湿能力も高められる。
上記第6の発明によれば、1つの空気熱交換器(11)と2つの吸着熱交換器(13,14) を用いることによって、冷房と除湿を連続的に行ったり、暖房と加湿を連続的に行ったりすることが可能となる。また、この発明では熱交換器(11,13,14)が3つでよいため、装置構成を簡単にすることができる。
上記第7の発明によれば、2つの空気熱交換器(11,12) と2つの吸着熱交換器(13,14) を用いることによって、冷房と除湿を連続的に行ったり、暖房と加湿を連続的に行ったりすることが可能である。また、冷房除湿時と暖房加湿時のいずれも、顕熱処理を行う空気熱交換器(11,12) と潜熱処理を行う吸着熱交換器(13,14) の両方を用いることにより、潜熱処理量や顕熱処理量を自在に制御することが可能となり、室内の快適性を高められる。
上記第8の発明によれば、熱媒体回路(20)として蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)を用いることにより、室内の潜熱負荷や顕熱負荷を処理することができる。また、吸着剤を再生するのに冷媒回路(20)以外の専用の加熱手段は不要であるため、装置構成が複雑になることも防止できる。
上記第9の発明によれば、熱媒体回路(40)として冷温水が循環する冷温水回路(40)を用いることにより、室内の潜熱負荷や顕熱負荷を処理することができる。また、吸着剤を再生するのに冷温水回路(40)以外の専用の加熱手段は不要であるため、装置構成が複雑になることも防止できる。
上記第10の発明によれば、熱媒体回路(20,40) として冷媒回路(20)と冷温水回路(40)を用いることにより、室内の潜熱負荷や顕熱負荷を処理することができる。また、吸着剤を再生するのに冷媒回路(20)及び冷温水回路(40)以外の専用の加熱手段は不要であるため、装置構成が複雑になることも防止できる。
上記第11の発明によれば、制御手段(15)により、吸湿動作と放湿動作が交互に行われる。そして、吸湿動作時に吸着剤に水分が吸着された空気を室内に供給することにより室内を除湿することができ、放湿動作時に吸着剤を再生した空気を室内に供給することにより室内を加湿することができる。
上記第12の発明によれば、吸湿動作と放湿動作を切り換える時間間隔を潜熱負荷に応じて設定する切換間隔設定手段(16)を設けており、特に第13の発明によれば潜熱負荷が大きくなるほど吸湿動作と放湿動作を切り換える時間間隔の設定値を小さくするようにしているので、室内の潜熱負荷が大きいときは切換頻度を多くすることで除湿量または加湿量を多くし、潜熱負荷が小さいときは切換頻度を少なくすることで除湿量または加湿量を少なくすることができ、室内の潜熱負荷に応じた快適な運転制御が可能となる。
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。
なお、以下の各実施形態のうち、実施形態1〜4は室内から室外に排出される空気の量が室内に供給される空気の量よりも多くなる排気扇タイプの空気調和装置(10)に本発明を適用した例であり、実施形態5〜9は室外に排出される空気の量と室内に供給される空気の量がバランスする換気扇タイプの空気調和装置(10)に本発明を適用した例である。
《発明の実施形態1》
実施形態1に係る空気調和装置(10)は、図1及び図2に示すように、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)を備えている。この空気調和装置(10)は、冷媒と空気とが熱交換を行う複数の熱交換器(11,13,14)を有している。また、この冷媒回路(20)は、上記の複数の熱交換器(11,13,14)として、1つの空気熱交換器(11)と2つの吸着熱交換器(13,14) とを備えている。吸着熱交換器(13,14) は、表面に吸着剤を担持した熱交換器であり、吸着剤により水分を吸脱着することで空気の潜熱処理を行うことができる。
上記空気熱交換器(11)及び吸着熱交換器(13,14) は、図示していないが、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おり、長方形板状に形成された多数のフィンと、このフィンを貫通する伝熱管とを備えている。そして、上記吸着熱交換器(13)において、上記各フィン及び伝熱管の外表面には、吸着剤がディップ成形(浸漬成形)により担持されている。吸着剤としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性又は吸水性を有する有機高分子ポリマー系材料、カルボン酸基又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、上記空気熱交換器(11)及び吸着熱交換器(13,14) 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、吸着熱交換器(13,14) の各フィン及び伝熱管の外表面に吸着剤を担持する方法は、ディップ成形に限らず、吸着剤としての性能を損なわない限りはどのような方法を用いてもよい。
上記冷媒回路(20)は、圧縮機(21)と、室外熱交換器(22)と、膨張機構(23)と、室内熱交換器(24)とが接続された閉回路に構成されるとともに、冷媒の循環方向を反転させる切換機構(25,26) を備えている。そして、室外熱交換器(22)が空気熱交換器(11)により構成され、室内熱交換器(24)が第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)とから構成されている。また、膨張機構(23)は、冷媒を第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)との間で減圧可能な膨張弁により構成され、切換機構(25,26) は、冷媒回路(20)内での全体的な冷媒の循環方向を反転させる第1四路切換弁(第1切換機構)(25)と、第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)との間での冷媒の流れ方向を反転させる第2四路切換弁(第2切換機構)(26)とから構成されている。
上記冷媒回路(20)において、圧縮機(21)の吐出側は第1四路切換弁(25)の第1ポート(P1)に接続されている。第1四路切換弁(25)の第2ポート(P2)は空気熱交換器(11)に接続され、空気熱交換器(11)は第2四路切換弁(26)の第1ポート(P1)に接続されている。第2四路切換弁(26)の第2ポート(P2)は第1吸着熱交換器(13)に接続され、第1吸着熱交換器(13)は、膨張弁(23)と第2吸着熱交換器(14)とを介して第2四路切換弁(26)の第3ポート(P3)に接続されている。また、第2四路切換弁(26)の第4ポート(P4)は第1四路切換弁(25)の第3ポート(P3)に接続され、第1四路切換弁(25)の第4ポートは圧縮機(21)の吸入側に接続されている。
上記第1四路切換弁(25)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)が連通し、第3ポート(P3)と第4ポート(P4)が連通する第1の状態(図1(A),図1(B)の実線参照)と、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通し、第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が連通する第2の状態(図2(A),図2(B)の実線参照)とに切り換えることができる。また、上記第2四路切換弁(26)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)が連通し、第3ポート(P3)と第4ポート(P4)が連通する第1の状態(図1(A),図2(A)の実線参照)と、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通し、第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が連通する第2の状態(図1(B),図2(B)の実線参照)とに切り換えることができる。
この空気調和装置(10)では、装置構成の具体内容についての説明は省略するが、運転時に、吸着熱交換器(13,14) を通過する空気の流れを切り換えるための切換機構が設けられている。
また、この空気調和装置(10)は、第1吸着熱交換器(13)で吸着剤を冷却しながら該第1吸着熱交換器(13)を流れる空気の水分を吸着剤で吸着する吸湿動作を行うと同時に、第2吸着熱交換器(14)で吸着剤を加熱しながら該第2吸着熱交換器(14)を流れる空気に水分を放出して吸着剤を再生する放湿動作を行う運転(図1(B)及び図2(A)参照)と、第2吸着熱交換器(14)で吸着剤を冷却しながら該第2吸着熱交換器(14)を流れる空気の水分を吸着剤で吸着する吸湿動作を行うと同時に、第1吸着熱交換器(13)で吸着剤を加熱しながら該第1吸着熱交換器(13)を流れる空気に水分を放出して吸着剤を再生する放湿動作を行う運転(図1(A)及び図2(B)参照)とが可能に構成されている。以下の説明では、これらの2つの運転のうち、一方を第1運転、他方を第2運転という。
第1運転と第2運転を切り換えるため、上記空気調和装置(10)には、上記四路切換弁(25,26) と上記切換機構(図示せず)とを操作することにより、吸湿動作時と放湿動作時とで冷媒回路(20)における冷媒の流れと空気の流通とを切り換えるコントローラ(制御手段)(15)が設けられている。このコントローラ(15)は、吸湿動作と放湿動作を切り換える時間間隔を室内の潜熱負荷に応じて設定する切換タイマ(切換間隔設定手段)(16)を含んでいる。この切換タイマ(16)は、潜熱負荷が大きくなるほど吸湿動作と放湿動作を切り換える時間間隔の設定値を小さくするように構成されている。
さらに、この空気調和装置(10)は、後述する吸着用空気と再生用空気とを潜熱処理する潜熱処理素子(50)を備えている。この潜熱処理素子(50)は、吸着用空気の流通通路と再生用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回転式の吸着素子(吸着ロータ)により構成されている。この吸着ロータ(50)は、吸着用空気の流通通路においては吸着熱交換器(13,14) の上流側に位置し、再生用空気の流通通路においては吸着熱交換器(13,14) の下流側に位置している。
上記吸着ロータ(50)は、ハニカム構造などの通気性のある円板状基材と、この基材に担持された吸着剤とから構成され、吸着剤により水分を吸脱着することで空気の潜熱処理を行うことができる。この吸着ロータ(50)に用いる吸着剤としては、吸着熱交換器(13,14) の吸着剤と同様に、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性又は吸水性を有する有機高分子ポリマー系材料、カルボン酸基又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を用いることができる。
本実施形態において、冷房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室内空気(RA)であり、吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気(RA)である。また、暖房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室内空気(RA)であり、該吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気である。冷房運転時と暖房運転時のいずれも、吸着ロータ(50)において吸着用空気と再生用空気とを比べると、吸着用空気が低温であって相対湿度が高く、再生用空気が高温であって相対湿度が低いため、吸着用空気が減湿されて再生用空気が加湿される。
−運転動作−
(冷房除湿運転)
冷房除湿運転時、第1四路切換弁(25)は第1の状態に切り換わり、図1(A)の第1運転と図1(B)の第2運転とを交互に行う。そして、第1運転時は第2四路切換弁(26)が第1の状態に切り換わり、第2運転時は第2四路切換弁(26)が第2の状態に切り換わる。また、第1運転時と第2運転時のいずれも、膨張弁(23)は所定開度に絞られる。
この状態において、第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、空気熱交換器(11)と第1吸着熱交換器(13)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理と顕熱処理が行われる。つまり、第2吸着熱交換器(14)を通過する室内空気(RA)(吸着用空気)は、水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されてから徐々に冷却(顕熱処理)され、供給空気(SA)として室内に戻る。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生され、該再生用空気は高温になる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第1吸着熱交換器(13)と吸着ロータ(50)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
また、第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、空気熱交換器(11)と第2吸着熱交換器(14)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理と顕熱処理が行われる。つまり、第1吸着熱交換器(13)を通過する室内空気(RA)(吸着用空気)は、水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されてから徐々に冷却(顕熱処理)され、供給空気(SA)として室内に戻る。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生され、該再生用空気は高温になる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理できる。その際、第1運転と第2運転は、上記コントローラ(15)により、室内の潜熱負荷が大きくなるほど短い時間間隔で切り換えられる。これにより、室内の潜熱負荷が大きいときは切換頻度を多くすることで除湿量を多くして、室内の快適性を高めることができる。また、逆に室内の潜熱負荷が小さいときは、切換頻度を少なくすることで除湿量を少なくして、省エネ性を高められる。
(暖房加湿運転)
暖房加湿運転時、第1四路切換弁(25)は第2の状態に切り換わり、図2(A)の第1運転と図2(B)の第2運転とを交互に行う。そして、第1運転時は第2四路切換弁(26)が第1の状態に切り換わり、第2運転時は第2四路切換弁(26)が第2の状態に切り換わる。また、第1運転時と第2運転時のいずれも、膨張弁(23)は所定開度に絞られる。
この状態において、第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第2吸着熱交換器(14)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)と空気熱交換器(11)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理と顕熱処理が行われる。つまり、第2吸着熱交換器(14)を通過する室内空気(RA)(再生用空気)は、該第2吸着熱交換器(14)を再生することで加湿(潜熱処理)されてから徐々に加熱(顕熱処理)され、供給空気(SA)として室内に戻る。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)とで2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)で2度水分が奪われてから室外に排出される。
また、第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第1吸着熱交換器(13)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)と空気熱交換器(11)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理と顕熱処理が行われる。つまり、第1吸着熱交換器(13)を通過する室内空気(RA)(再生用空気)は、該第1吸着熱交換器(13)を再生することで加湿(潜熱処理)されてから徐々に加熱(顕熱処理)され、供給空気(SA)として室内に戻る。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加熱される。このため、再生用空気は(第1吸着熱交換器(139と吸着ロータ(50)とで2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)で2度水分が奪われてから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転を交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷に応じた時間間隔で切り換えることができる。
−実施形態1の効果−
この実施形態1によれば、冷房除湿運転時には、吸着用空気(室内空気(RA))を吸着ロータ(50)と吸着熱交換器(13,14)で2段階に減湿しているので、装置の除湿能力を高められる。また、暖房加湿運転時には、再生用空気(室内空気(RA))を吸着熱交換器(13,14)と吸着ロータ(50)で2段階に加湿しているので、装置の加湿能力を高められる。
また、この実施形態1では、室内の潜熱負荷が大きいときは第1運転と第2運転の切換頻度を多くし、逆に潜熱負荷が小さいときは第1運転と第2運転の切換頻度を少なくしている。このことにより、室内の快適性と省エネ性のバランスに優れた運転を行うことが可能となる。
《発明の実施形態2》
実施形態2に係る空気調和装置(10)は、潜熱処理素子(50)として、実施形態1の吸着ロータの代わりに、2つの吸着素子(第1吸着素子(51)及び第2吸着素子(52))を用いた例である。
第1吸着素子(51)及び第2吸着素子(52)は、それぞれ、水分の吸着と脱離とを行うように構成されている。そして、第1吸着素子(51)で吸着用空気の水分を吸着すると同時に第2吸着素子(52)を再生用空気で再生する動作と、第1吸着素子(51)を再生用空気で再生すると同時に第2吸着素子(52)で吸着用空気の水分を吸着する動作とを交互に行うように、空気の流通路と、冷媒回路における冷媒の流れ方向とが切り換えられる。
上記吸着素子(51,52) を除いて、実施形態2の構成は実施形態1と同じである。このため、吸着素子(51,52) 以外の構成に関する具体的な説明は、ここでは省略する。
−運転動作−
(冷房除湿運転)
冷房除湿運転時、第1四路切換弁(25)は第1の状態に切り換わり、図3(A)の第1運転と図3(B)の第2運転とを交互に行う。そして、第1運転時は第2四路切換弁(26)が第1の状態に切り換わり、第2運転時は第2四路切換弁(26)が第2の状態に切り換わる。また、第1運転時と第2運転時のいずれも、膨張弁(23)は所定開度に絞られる。
この状態において、第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、空気熱交換器(11)と第1吸着熱交換器(13)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理と顕熱処理が行われる。つまり、第2吸着熱交換器(14)を通過する室内空気(RA)(吸着用空気)は、水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されてから徐々に冷却(顕熱処理)され、供給空気(SA)として室内に戻る。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生され、該再生用空気は高温になる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記第1吸着素子(51)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、第2吸着素子(52)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は第1吸着素子(51)と第2吸着熱交換器(14)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第1吸着熱交換器(13)と第2吸着素子(52)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
また、第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、空気熱交換器(11)と第2吸着熱交換器(14)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理と顕熱処理が行われる。つまり、第1吸着熱交換器(13)を通過する室内空気(RA)(吸着用空気)は、水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されてから徐々に冷却(顕熱処理)され、供給空気(SA)として室内に戻る。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生され、該再生用空気は高温になる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記第2吸着素子(52)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、第1吸着素子(51)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は第2吸着素子(52)と第1吸着熱交換器(13)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と第1吸着素子(51)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理できる。その際、第1運転と第2運転は、上記コントローラ(15)により、室内の潜熱負荷が大きくなるほど短い時間間隔で切り換えられる。これにより、室内の潜熱負荷が大きいときは切換頻度を多くすることで除湿量を多くして、室内の快適性を高めることができる。また、逆に室内の潜熱負荷が小さいときは、切換頻度を少なくすることで除湿量を少なくして、省エネ性を高められる。
(暖房加湿運転)
暖房加湿運転時、第1四路切換弁(25)は第2の状態に切り換わり、図4(A)の第1運転と図4(B)の第2運転とを交互に行う。そして、第1運転時は第2四路切換弁(26)が第1の状態に切り換わり、第2運転時は第2四路切換弁(26)が第2の状態に切り換わる。また、第1運転時と第2運転時のいずれも、膨張弁(23)は所定開度に絞られる。
この状態において、第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第2吸着熱交換器(14)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)と空気熱交換器(11)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理と顕熱処理が行われる。つまり、第2吸着熱交換器(14)を通過する室内空気(RA)(再生用空気)は、該第2吸着熱交換器(14)を再生することで加湿(潜熱処理)されてから徐々に加熱(顕熱処理)され、供給空気(SA)として室内に戻る。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記第2吸着素子(52)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、第1吸着素子(51)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と第1吸着素子(51)とで2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は第2吸着素子(52)と第1吸着熱交換器(13)で吸着剤に2度水分が奪われてから室外に排出される。
また、第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第1吸着熱交換器(13)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)と空気熱交換器(11)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理と顕熱処理が行われる。つまり、第1吸着熱交換器(13)を通過する室内空気(RA)(再生用空気)は、該第1吸着熱交換器(13)を再生することで加湿(潜熱処理)されてから徐々に加熱(顕熱処理)され、供給空気(SA)として室内に戻る。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記第1吸着素子(51)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、第2吸着素子(52)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加熱される。このため、再生用空気は第1吸着熱交換器(13)と第2吸着素子(52)とで2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は第1吸着素子(51)と第2吸着熱交換器(14)で吸着剤に2度水分が奪われてから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転を交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷に応じた時間間隔で切り換えることができる。
−実施形態2の効果−
この実施形態2によれば、冷房除湿運転時には、吸着用空気(室内空気(RA))を吸着素子(51,52) と吸着熱交換器(13,14)で2段階に減湿しているので、装置の除湿能力を高められる。また、暖房加湿運転時には、再生用空気(室内空気(RA))を吸着熱交換器(13,14)と吸着素子(51,52) で2段階に加湿しているので、装置の加湿能力を高められる。
また、実施形態1と同様に、室内の潜熱負荷が大きいときは第1運転と第2運転の切換頻度を多くし、逆に潜熱負荷が小さいときは第1運転と第2運転の切換頻度を少なくすることにより、室内の快適性と省エネ性のバランスに優れた運転を行うことが可能となる。
《発明の実施形態3》
実施形態3に係る空気調和装置(10)は、図5及び図6に示すように、実施形態1,2とは冷媒回路(20)の構成を変更した例である。この冷媒回路(20)は、冷媒と空気とが熱交換を行う複数の熱交換器(11,12,13,14) として、2つの空気熱交換器(11,12) と2つの吸着熱交換器(13,14) とを備えている。
この冷媒回路(20)は、上記実施形態1,2と同様に、圧縮機(21)と、室外熱交換器(22)と、膨張機構(23)と、室内熱交換器(24)とが接続された閉回路に構成されるとともに、冷媒の循環方向を反転させる切換機構として四路切換弁(25,26) を備えている。そして、室外熱交換器(22)が第1空気熱交換器(11)により構成され、室内熱交換器(24)が、膨張機構(23)を介して互いに直列に接続された第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)と、第2空気熱交換器(12)とから構成されている。
上記切換機構(25,26) は、冷媒回路(20)内での全体的な冷媒の循環方向を反転させる第1四路切換弁(第1切換機構)(25)と、第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)との間での冷媒の流れ方向を反転させる第2四路切換弁(第2切換機構)(26)とから構成されている。
上記冷媒回路(20)において、圧縮機(21)の吐出側は第1四路切換弁(25)の第1ポート(P1)に接続されている。第1四路切換弁(25)の第2ポート(P2)は第1空気熱交換器(11)に接続され、この第1空気熱交換器(11)は第2四路切換弁(26)の第1ポート(P1)に接続されている。第2四路切換弁(26)の第2ポート(P2)は第1吸着熱交換器(13)に接続され、第1吸着熱交換器(13)には膨張弁(23)と第2吸着熱交換器(14)が順に直列に接続されている。第2吸着熱交換器(14)は第2四路切換弁(26)の第3ポート(P3)に接続され、第2四路切換弁(26)の第4ポート(P4)は第2空気熱交換器(12)を介して第1四路切換弁(25)の第3ポート(P3)に接続されている。また、第1四路切換弁(25)の第4ポート(P4)は圧縮機(21)の吸入側に接続されている。
上記第1四路切換弁(25)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)が連通し、第3ポート(P3)と第4ポート(P4)が連通する第1の状態(図5(A),図5(B)の実線参照)と、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通し、第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が連通する第2の状態(図6(A),図6(B)の実線参照)とに切り換えることができる。
また、上記第2四路切換弁(26)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)が連通し、第3ポート(P3)と第4ポート(P4)が連通する第1の状態(図5(A),図6(A)の実線参照)と、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通し、第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が連通する第2の状態(図5(B),図6(B)の実線参照)とに切り換えることができる。
さらに、この空気調和装置(10)は、第1空気と第2空気とが熱交換を行う潜熱処理素子(50)を備えている。この潜熱処理素子(50)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吸着ロータ(50)により構成されている。
本実施形態において、冷房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室内空気(RA)であり、吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気(RA)である。また、暖房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室内空気(RA)であり、該吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気(RA)である。冷房運転時と暖房運転時のいずれも、吸着ロータ(50)において吸着用空気と再生用空気とを比べると、吸着用空気が低温であって相対湿度が高く、再生用空気が高温であって相対湿度が低いため、吸着用空気が減湿されて再生用空気が加湿される。
−運転動作−
次に、この空気調和装置(10)の運転動作について説明する。
(冷房除湿運転)
冷房除湿運転時、第1四路切換弁(25)は第1の状態に切り換わり、図5(A)の第1運転と図5(B)の第2運転とを交互に行う。そして、第1運転時は第2四路切換弁(26)が第1の状態に切り換わり、第2運転時は第2四路切換弁(26)が第2の状態に切り換わる。また、第1運転時と第2運転時のいずれも、膨張弁(23)は所定開度に絞られる。
この状態において、第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第1空気熱交換器(11)と第1吸着熱交換器(13)とで凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)と第2空気熱交換器(12)とで蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室内空気(RA)は、一部(吸着用空気)が第2吸着熱交換器(14)を通過する際に水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されて室内に戻り、他の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に冷却(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)の他の一部(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生される。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第1吸着熱交換器(13)と吸着ロータ(50)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
また、第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第1空気熱交換器(11)と第2吸着熱交換器(14)とで凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)と第2空気熱交換器(12)とで蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室内空気(RA)は、一部(吸着用空気)が第1吸着熱交換器(13)を通過する際に水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されて室内に戻り、他の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に冷却(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)の他の一部(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生される。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気(RA)が加湿される。このため、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理することができる。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷が大きくなるほど短い時間間隔で切り換えられる。これにより、室内の潜熱負荷が大きいときは切換頻度を多くすることで除湿量を多くして室内の快適性を高め、逆に室内の潜熱負荷が小さいときは切換頻度を少なくすることで除湿量を少なくして省エネ性を高められる。
(暖房加湿運転)
暖房加湿運転時、第1四路切換弁(25)は第2の状態に切り換わり、図6(A)の第1運転と図6(B)の第2運転とを交互に行う。そして、第1運転時は第2四路切換弁(26)が第1の状態に切り換わり、第2運転時は第2四路切換弁(26)が第2の状態に切り換わる。また、第1運転時と第2運転時のいずれも、膨張弁(23)は所定開度に絞られる。
この状態において、第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第2空気熱交換器(12)と第2吸着熱交換器(14)とで凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)と第1空気熱交換器(11)とで蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室内空気(RA)は、一部(再生用空気)が第2吸着熱交換器(14)を通過する際に吸着剤を再生することで加湿(潜熱処理)されて室内に戻り、他の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に加熱(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)の他の一部(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿され、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿される。このため、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)とで2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)で吸着剤に2度水分を奪われてから室外に排出される。
また、第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第2空気熱交換器(12)と第1吸着熱交換器(13)とで凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)と第1空気熱交換器(11)とで蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室内空気(RA)は、一部(再生用空気)が第1吸着熱交換器(13)を通過する際に吸着剤を再生することで加湿(潜熱処理)されて室内に戻り、他の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に加熱(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
第2吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)の他の一部(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿され、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿される。このため、再生用空気は第1吸着熱交換器(13)と吸着ロータ(50)とで2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)で吸着剤に2度水分を奪われてから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷に応じた時間間隔で切り換えられる。
−実施形態3の効果−
この実施形態3によれば、冷房除湿運転時には、吸着用空気(室内空気(RA))を吸着ロータ(50)と吸着熱交換器(13,14)で2段階に減湿しているので、装置の除湿能力を高められる。また、暖房加湿運転時には、再生用空気(室内空気(RA))を吸着熱交換器(13,14)と吸着ロータ(50)で2段階に加湿しているので、装置の加湿能力を高められる。
また、実施形態1,2と同様に、室内の潜熱負荷が大きいときは第1運転と第2運転の切換頻度を多くし、逆に潜熱負荷が小さいときは第1運転と第2運転の切換頻度を少なくすることにより、室内の快適性と省エネ性のバランスに優れた運転を行うことが可能となる。
《発明の実施形態4》
実施形態4に係る空気調和装置(10)は、図7及び図8に示すように、実施形態1〜3とは冷媒回路(20)の構成を変更した例である。この冷媒回路(20)は、冷媒と空気とが熱交換を行う複数の熱交換器(11,12,13,14) として、実施形態3と同様に、2つの空気熱交換器(11,12) と2つの吸着熱交換器(13,14) とを備えている。
この冷媒回路(20)は、上記各実施形態と同様に、圧縮機(21)と、室外熱交換器(22)と、膨張機構(23)と、室内熱交換器(24)とが接続された閉回路に構成されるとともに、冷媒の循環方向を反転させる切換機構として四路切換弁(25,26) を備えている。膨張機構は第1膨張弁(第1膨張機構)(31)と第2膨張弁(第2膨張機構)(32)とから構成されている。また、室外熱交換器(22)は第1空気熱交換器(11)により構成され、室内熱交換器(24)は、第2膨張弁(32)を介して互いに直列に接続された第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)と、第2空気熱交換器(12)とから構成されている。
上記切換機構(25,26) は、冷媒回路(20)内での全体的な冷媒の循環方向を反転させる第1四路切換弁(第1切換機構)(25)と、第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)との間での冷媒の流れ方向を反転させる第2四路切換弁(第2切換機構)(26)とから構成されている。
上記冷媒回路(20)において、圧縮機(21)の吐出側は第1四路切換弁(25)の第1ポート(P1)に接続されている。第1四路切換弁(25)の第2ポート(P2)は第1空気熱交換器(11)に接続され、この第1空気熱交換器(11)には第1膨張弁(31)と第2空気熱交換器(12)が順に直列に接続されている。第2空気熱交換器(12)は第1四路切換弁(25)の第3ポート(P3)に接続され、第1四路切換弁(25)の第4ポート(P4)は圧縮機(21)の吸入側に接続されている。
上記第1四路切換弁(25)の第2ポート(P2)には、上記第1空気熱交換器(11)と並列に第2四路切換弁(26)の第1ポート(P1)が接続され、第2四路切換弁(26)の第2ポート(P2)には、第1吸着熱交換器(13)、第2膨張弁(32)、及び第2吸着熱交換器(14)が順に直列に接続されている。第2吸着熱交換器(14)は第2四路切換弁(26)の第3ポート(P3)に接続され、第2四路切換弁(26)の第4ポート(P4)は第1四路切換弁(25)の第3ポート(P3)に対して第2空気熱交換器(12)と並列に接続されている。
以上により、上記冷媒回路(20)では、圧縮機(21)と、第1空気熱交換器(11)と、第1膨張機構(31)と、第2空気熱交換器(12)とが順に接続されるとともに、第1空気熱交換器(11)、第1膨張機構(31)及び第2空気熱交換器(12)と並列に、第1吸着熱交換器(13)、第2膨張機構(32)及び第2吸着熱交換器(14)が接続されている。
上記第1四路切換弁(25)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)が連通し、第3ポート(P3)と第4ポート(P4)が連通する第1の状態(図7(A),図7(B)の実線参照)と、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通し、第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が連通する第2の状態(図8(A),図8(B)の実線参照)とに切り換えることができる。
また、上記第2四路切換弁(26)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)が連通し、第3ポート(P3)と第4ポート(P4)が連通する第1の状態(図7(A),図8(A)の実線参照)と、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通し、第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が連通する第2の状態(図7(B),図8(B)の実線参照)とに切り換えることができる。
さらに、この空気調和装置(10)は、吸着用空気と再生用空気の潜熱処理を行う潜熱処理素子(50)を備えている。この潜熱処理素子(50)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吸着ロータ(50)により構成されている。
本実施形態において、冷房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室内空気(RA)であり、吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気(RA)である。また、暖房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室内空気(RA)であり、該吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気(RA)である。冷房運転時と暖房運転時のいずれも、吸着ロータ(50)において吸着用空気と再生用空気とを比べると、吸着用空気が低温であって相対湿度が高く、再生用空気が高温であって相対湿度が低いため、吸着用空気が減湿されて再生用空気が加湿される。
−運転動作−
次に、この空気調和装置(10)の運転動作について説明する。
(冷房除湿運転)
冷房除湿運転時、第1四路切換弁(25)は第1の状態に切り換わり、図7(A)の第1運転と図7(B)の第2運転とを交互に行う。そして、第1運転時は第2四路切換弁(26)が第1の状態に切り換わり、第2運転時は第2四路切換弁(26)が第2の状態に切り換わる。また、第1運転時と第2運転時のいずれも、第1膨張弁(31)及び第2膨張弁(32)は所定開度に絞られる。
この状態において、第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒の一部は、第1空気熱交換器(11)で凝縮した後、第1膨張弁(31)で膨張し、第2空気熱交換器(12)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。また、圧縮機(21)から吐出された冷媒の残りは、第1吸着熱交換器(13)で凝縮した後、第2膨張弁(32)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室内空気(RA)は、一部(吸着用空気)が第2吸着熱交換器(14)を通過する際に水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されて室内に戻り、他の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に冷却(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)の他の一部(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生される。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第1吸着熱交換器(13)と吸着ロータ(50)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
また、第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒の一部は、第1空気熱交換器(11)で凝縮した後、第1膨張弁(31)で膨張し、第2空気熱交換器(12)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。圧縮機(21)から吐出された冷媒の残りは、第2吸着熱交換器(14)で凝縮した後、第2膨張弁(32)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。
その際、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室内空気(RA)は、一部(吸着用空気)が第1吸着熱交換器(13)を通過する際に水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されて室内に戻り、他の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に冷却(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)の他の一部(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生される。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷が大きくなるほど短い時間間隔で切り換えられる。これにより、室内の潜熱負荷が大きいときは切換頻度を多くすることで除湿量を多くして室内の快適性を高め、逆に室内の潜熱負荷が小さいときは切換頻度を少なくすることで除湿量を少なくして省エネ性を高められる。
(暖房加湿運転)
暖房加湿運転時、第1四路切換弁(25)は第2の状態に切り換わり、図8(A)の第1運転と図8(B)の第2運転とを交互に行う。そして、第1運転時は第2四路切換弁(26)が第1の状態に切り換わり、第2運転時は第2四路切換弁(26)が第2の状態に切り換わる。また、第1運転時と第2運転時のいずれも、膨張弁(23)は所定開度に絞られる。
この状態において、第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒の一部は、第2空気熱交換器(12)で凝縮した後、第1膨張弁(31)で膨張し、第1空気熱交換器(11)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。また、圧縮機(21)から吐出された冷媒の残りは、第2吸着熱交換器(14)で凝縮した後、第2膨張弁(32)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)で蒸発して圧縮機(21)に戻る。
その際、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室内空気(RA)は、一部(再生用空気)が第2吸着熱交換器(14)を通過する際に吸着剤を再生することで加湿(潜熱処理)されて室内に戻り、他の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に加熱(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)の他の一部(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿され、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿される。このため、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)で2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)で吸着剤に2度水分を奪われてから室外に排出される。
また、第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒の一部は、第2空気熱交換器(12)で凝縮した後、第1膨張弁(31)で膨張し、第1空気熱交換器(11)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。圧縮機(21)から吐出された冷媒の残りは、第1吸着熱交換器(13)で凝縮した後、第2膨張弁(32)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)で蒸発して圧縮機(21)に戻る。
その際、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室内空気(RA)は、一部(再生用空気)が第1吸着熱交換器(13)を通過する際に吸着剤を再生することで加湿(潜熱処理)されて室内に戻り、他の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に加熱(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)の他の一部(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿され、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿される。このため、再生用空気は第1吸着熱交換器(13)と吸着ロータ(50)で2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)で吸着剤に2度水分を奪われてから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷に応じた時間間隔で切り換えられる。
−実施形態4の効果−
この実施形態4においても、冷房除湿運転時には、吸着用空気(室内空気(RA))を吸着ロータ(50)と吸着熱交換器(13,14)で2段階に減湿しているので、装置の除湿能力を高められる。また、暖房加湿運転時には、再生用空気(室内空気(RA))を吸着熱交換器(13,14)と吸着ロータ(50)で2段階に加湿しているので、装置の加湿能力を高められる。
また、実施形態1〜3と同様に、室内の潜熱負荷が大きいときは第1運転と第2運転の切換頻度を多くし、逆に潜熱負荷が小さいときは第1運転と第2運転の切換頻度を少なくすることにより、室内の快適性と省エネ性のバランスに優れた運転を行うことが可能となる。
《発明の実施形態5》
実施形態5に係る空気調和装置(10)は、図9及び図10に示すように、実施形態4と冷媒回路(20)と潜熱処理素子(50)の構成は同じである。このため、具体的な構成について、説明は省略する。
実施形態4と実施形態5で異なる点は、実施形態4の装置を室内への給気量よりも室外への排気量が多い排気扇タイプに構成しているのに対して、実施形態5の装置を室内への給気量と室外への排気量がバランスする換気扇タイプに構成している点である。
また、この実施形態において、冷房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室外空気(OA)であり、吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気(RA)である。また、暖房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室内空気(RA)であり、該吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室外空気(OA)である。冷房運転時と暖房運転時のいずれも、吸着ロータ(50)において吸着用空気と再生用空気とを比べると、吸着用空気が低温であって相対湿度が高く、再生用空気が高温であって相対湿度が低いため、吸着用空気が減湿されて再生用空気が加湿される。
−運転動作−
この空気調和装置(10)の運転動作について説明する。なお、冷媒回路(20)における冷媒の流れは実施形態4と同じであるため、ここでは主に空気の流れについて説明する。
(冷房除湿運転)
冷房除湿運転時、図9(A)の第1運転と図9(B)の第2運転とを交互に行う。第1運転時は、第1空気熱交換器(11)と第1吸着熱交換器(13)が凝縮器となり、第2空気熱交換器(12)と第2吸着熱交換器(14)が蒸発器となる。
この第1運転時、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部(吸着用空気)が第2吸着熱交換器(14)を通過する際に水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に冷却(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)の他の一部(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生される。また、室外空気(OA)の他の一部は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第1吸着熱交換器(13)と吸着ロータ(50)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
また、第2運転時は、第1空気熱交換器(11)と第2吸着熱交換器(14)が凝縮器となり、第2空気熱交換器(12)と第1吸着熱交換器(13)が蒸発器となる。
この第2運転時、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部(吸着用空気)が第1吸着熱交換器(13)を通過する際に水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に冷却(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)の他の一部(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生される。また、室外空気(OA)の他の一部は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿され、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷が大きくなるほど短い時間間隔で切り換えられる。これにより、室内の潜熱負荷が大きいときは切換頻度を多くすることで除湿量を多くして室内の快適性を高め、逆に室内の潜熱負荷が小さいときは切換頻度を少なくすることで除湿量を少なくして省エネ性を高められる。
(暖房加湿運転)
暖房加湿運転時、図10(A)の第1運転と図10(B)の第2運転とを交互に行う。第1運転時は第2空気熱交換器(12)と第2吸着熱交換器(14)が凝縮器となり、第1空気熱交換器(11)と第1吸着熱交換器(13)が蒸発器となる。
この第1運転時、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部(再生用空気)が第2吸着熱交換器(14)を通過する際に吸着剤を再生することで加湿(潜熱処理)されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に加熱(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)の他の一部(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)の他の一部は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿され、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿される。このため、再生用空気は第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)で2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)で吸着剤に2度水分を奪われてから室外に排出される。
また、第2運転時は、第2空気熱交換器(12)と第1吸着熱交換器(13)が凝縮器となり、第1空気熱交換器(11)と第2吸着熱交換器(14)が蒸発器となる。
この第2運転時、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部(再生用空気)が第1吸着熱交換器(13)を通過する際に吸着剤を再生することで加湿(潜熱処理)されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に加熱(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)の他の一部(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)の他の一部は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記吸着ロータ(50)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿され、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿される。このため、再生用空気は第1吸着熱交換器(13)と吸着ロータ(50)で2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)で吸着剤に2度水分を奪われてから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷に応じた時間間隔で切り換えられる。
−実施形態5の効果−
この実施形態5においても、冷房除湿運転時には、吸着用空気(室外空気(OA))を吸着ロータ(50)と吸着熱交換器(13,14)で2段階に減湿しているので、装置の除湿能力を高められる。また、暖房加湿運転時には、再生用空気(室外空気(OA))を吸着熱交換器(13,14)と吸着ロータ(50)で2段階に加湿しているので、装置の加湿能力を高められる。
また、実施形態1〜4と同様に、室内の潜熱負荷が大きいときは第1運転と第2運転の切換頻度を多くし、逆に潜熱負荷が小さいときは第1運転と第2運転の切換頻度を少なくすることにより、室内の快適性と省エネ性のバランスに優れた運転を行うことが可能となる。
《発明の実施形態6》
実施形態6に係る空気調和装置(10)は、図11及び図12に示すように、実施形態5と冷媒回路(20)の構成は同じである。このため、冷媒回路(20)の具体的な構成について、説明は省略する。
実施形態5と実施形態6で異なる点は、実施形態5の装置では潜熱処理素子(50)として吸着ロータを用いているのに対して、実施形態6の装置では潜熱処理素子(50)として吸着冷却素子(吸着素子)(53,54) を用いている点である。吸着冷却素子(53,54) は、それぞれ水分の吸着と脱離とを行う第1吸着冷却素子(第1吸着素子)(53)及び第2吸着冷却素子(第2吸着素子)(54)により構成され、第1吸着冷却素子(53)で吸着用空気の水分を吸着すると同時に第2吸着冷却素子(54)を再生用空気で再生する動作と、第1吸着冷却素子(53)を再生用空気で再生すると同時に第2吸着冷却素子(54)で吸着用空気の水分を吸着する動作とを交互に行うように構成されている。また、第1吸着冷却素子(53)及び第2吸着冷却素子(54)は、吸着用空気が流通する際の吸着熱を吸熱する冷却用空気が流れるように構成されている。この冷却用空気には、吸着熱交換器(13,14) で加熱される前の再生用空気が用いられている。
また、この実施形態において、冷房運転時、吸着冷却素子(53,54) を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室外空気(OA)であり、吸着冷却素子(53,54) を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気(RA)である。また、暖房運転時、吸着冷却素子(53,54) の一方を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) を通過する前の室内空気(RA)であり、該吸着冷却素子(53,54) を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室外空気(OA)である。冷房運転時と暖房運転時のいずれも、吸着冷却素子(53,54) において吸着用空気と再生用空気とを比べると、吸着用空気が低温であって相対湿度が高く、再生用空気が高温であって相対湿度が低いため、吸着用空気が減湿されて再生用空気が加湿される。
−運転動作−
この空気調和装置(10)の運転動作について説明する。なお、冷媒回路(20)における冷媒の流れは上述の実施形態4と同じであるため、ここでは主に空気の流れについて説明する。
(冷房除湿運転)
冷房除湿運転時、図11(A)の第1運転と図11(B)の第2運転とを交互に行う。第1運転時は、第1空気熱交換器(11)と第1吸着熱交換器(13)が凝縮器となり、第2空気熱交換器(12)と第2吸着熱交換器(14)が蒸発器となる。
この第1運転時、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部(吸着用空気)が第2吸着熱交換器(14)を通過する際に水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に冷却(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)の他の一部(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生される。また、室外空気(OA)の他の一部は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記第1吸着冷却素子(53)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿されるとともに、その際に発生する吸着熱が冷却用空気(第1吸着熱交換器(13)の通過前の再生用空気)で吸熱され、第2吸着冷却素子(54)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は第1吸着冷却素子(53)と第2吸着熱交換器(14)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第1吸着冷却素子(53)で加熱された後に第1吸着熱交換器(13)と第2吸着冷却素子(54)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
また、第2運転時は、第1空気熱交換器(11)と第2吸着熱交換器(14)が凝縮器となり、第2空気熱交換器(12)と第1吸着熱交換器(13)が蒸発器となる。
この第2運転時、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部(吸着用空気)が第1吸着熱交換器(13)を通過する際に水分が吸着剤に吸着されることで減湿(潜熱処理)されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に冷却(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)の他の一部(再生用空気)が通過することで吸着剤が再生される。また、室外空気(OA)の他の一部は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記第2吸着冷却素子(54)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿されるとともに、その際に発生する吸着熱が冷却用空気(第2吸着熱交換器(14)の通過前の再生用空気)で吸熱され、第1吸着冷却素子(53)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は第2吸着冷却素子(54)と第1吸着熱交換器(13)とで2段階に減湿されてから室内に供給される。また、再生用空気は第2吸着冷却素子(54)で加熱された後に第2吸着熱交換器(14)と第1吸着冷却素子(53)で吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷が大きくなるほど短い時間間隔で切り換えられる。これにより、室内の潜熱負荷が大きいときは切換頻度を多くすることで除湿量を多くして室内の快適性を高め、逆に室内の潜熱負荷が小さいときは切換頻度を少なくすることで除湿量を少なくして省エネ性を高められる。
(暖房加湿運転)
暖房加湿運転時、図12(A)の第1運転と図12(B)の第2運転とを交互に行う。第1運転時は第2空気熱交換器(12)と第2吸着熱交換器(14)が凝縮器となり、第1空気熱交換器(11)と第1吸着熱交換器(13)が蒸発器となる。
この第1運転時、冷媒回路(20)では、第2吸着熱交換器(14)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部(再生用空気)が第2吸着熱交換器(14)を通過する際に吸着剤を再生することで加湿(潜熱処理)されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に加熱(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
第1吸着熱交換器(13)では、室内空気(RA)の他の一部(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)の他の一部は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記第2吸着冷却素子(54)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿され、第1吸着冷却素子(53)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿されるとともに、そのときに発生する吸着熱を冷却用空気(第2吸着熱交換器(14)の通過前の再生用空気)で吸熱している。このため、再生用空気は、第1吸着冷却素子(53)で加熱された後に第2吸着熱交換器(14)と第2吸着冷却素子(54)で2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は第1吸着冷却素子(53)と第1吸着熱交換器(13)で吸着剤に2度水分を奪われてから室外に排出される。
また、第2運転時は、第2空気熱交換器(12)と第1吸着熱交換器(13)が凝縮器となり、第1空気熱交換器(11)と第2吸着熱交換器(14)が蒸発器となる。
この第2運転時、冷媒回路(20)では、第1吸着熱交換器(13)において室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部(再生用空気)が第1吸着熱交換器(13)を通過する際に吸着剤を再生することで加湿(潜熱処理)されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過する際に加熱(顕熱処理)されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
第2吸着熱交換器(14)では、室内空気(RA)の他の一部(吸着用空気)が通過することで吸着剤に水分が与えられる。また、室外空気(OA)の他の一部は、空気熱交換器(11)を通過する際に冷媒と熱交換し、排出空気(EA)として室外に排出される。
一方、上記第1吸着冷却素子(53)では、高温であって相対湿度の低い再生用空気が加湿され、第2吸着冷却素子(54)では、低温であって相対湿度の高い吸着用空気が減湿されるとともに、そのときに発生する吸着熱を冷却用空気(第1吸着熱交換器(13)の通過前の再生用空気)で吸熱している。このため、再生用空気は、第2吸着冷却素子(54)で加熱された後に第1吸着熱交換器(13)と第1吸着冷却素子(53)で2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は第2吸着冷却素子(54)と第2吸着熱交換器(14)で吸着剤に2度水分を奪われてから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷に応じた時間間隔で切り換えられる。
−実施形態6の効果−
この実施形態6においても、冷房除湿運転時には、吸着用空気(室外空気(OA))を吸着冷却素子(53,54) と吸着熱交換器(13,14)で2段階に減湿しているので、装置の除湿能力を高められる。また、暖房加湿運転時には、再生用空気(室外空気(OA))を吸着熱交換器(13,14)と吸着冷却素子(53,54) で2段階に加湿しているので、装置の加湿能力を高められる。
また、実施形態1〜5と同様に、室内の潜熱負荷が大きいときは第1運転と第2運転の切換頻度を多くし、逆に潜熱負荷が小さいときは第1運転と第2運転の切換頻度を少なくすることにより、室内の快適性と省エネ性のバランスに優れた運転を行うことが可能となる。
《発明の実施形態7》
実施形態7に係る空気調和装置(10)は、図13及び図14に示すように、上記各実施形態における冷媒回路(20)の代わりに、冷温水が流れる冷温水回路(40)を備えている。この冷温水回路(40)は、冷温水と空気とが熱交換を行う複数の熱交換器(11,12,13,14) を有している。また、この冷温水回路(40)は、上記の複数の熱交換器(11,12,13,14) として、2つの空気熱交換器(11,12) と、2つの吸着熱交換器(13,14) とを備えている。
この冷温水回路(40)は、温水源(41)と、冷水源(42)と、室外熱交換器(43)と、室内熱交換器(44)とを備えている。そして、室外熱交換器(43)が第1空気熱交換器(11)により構成され、室内熱交換器(44)が第2空気熱交換器(12)と第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)とにより構成されている。
この冷温水回路(40)において、第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)とは互いに並列に接続され、第1空気熱交換器(11)と第2空気熱交換器(12)とは互いに並列に接続されている。さらに、第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)と、第1空気熱交換器(11)及び第2空気熱交換器(12)は、温水源(41)及び冷水源(42)に対して互いに直列に接続されている。
上記冷温水回路(40)は、第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)の一方に温水を流すとともに他方に冷水を流すように冷温水の流れ方向を切り換える第1切換機構(45)として、第1吸着熱交換器(13)の一端に接続された三方弁(A1)、その他端に接続された三方弁(A2)、第2吸着熱交換器(14)の一端に接続された三方弁(B1)、及びその他端に接続された三方弁(B2)を備えている。また、上記冷温水回路(40)は、第1空気熱交換器(11)と第2空気熱交換器(12)の一方に温水を流すとともに他方に冷水を流すように冷温水の流れ方向を切り換える第2切換機構(46)として、第1空気熱交換器(11)の一端に接続された三方弁(C1)、その他端に接続された三方弁(C2)、第2空気熱交換器(12)の一端に接続された三方弁(D1)、及びその他端に接続された三方弁(D2)を備えている。
上記温水源(41)には、三方弁(A1)と三方弁(B1)がそれぞれの温水流入ポート(Pi1) において並列に接続され、上記冷水源(42)には、三方弁(A1)と三方弁(B1)がそれぞれの冷水流入ポート(Pi2) において並列に接続されている。
三方弁(A2)及び三方弁(B2)と、三方弁(C1)及び三方弁(D1)とは、三方弁(A2)及び三方弁(B2)に対して三方弁(C1)及び三方弁(D1)が並列になり、且つ、三方弁(C1)及び三方弁(D1)に対して三方弁(A2)及び三方弁(B2)が並列になるように接続されている。そして、三方弁(A2)及び三方弁(B2)の各温水流出ポート(Po1) は、互いに連通するとともに、三方弁(C1)及び三方弁(D1)の各温水流入ポート(Pi1) とも連通している。また、三方弁(A2)及び三方弁(B2)の各冷水流出ポート(Po2) は、互いに連通するとともに、三方弁(C1)及び三方弁(D1)の各冷水流入ポート(Pi2) とも連通している。
上記温水源(41)には、三方弁(C2)と三方弁(D2)がそれぞれの温水流出ポート(Po1) において並列に接続され、上記冷水源(42)には、三方弁(C2)と三方弁(D2)がそれぞれの冷水流出ポート(Po2) において並列に接続されている。
さらに、この空気調和装置(10)は、吸着用空気と再生用空気の潜熱処理を行う潜熱処理素子(50)を備えている。この潜熱処理素子(50)は、吸着用空気の流通通路と再生用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吸着ロータ(50)により構成されている。
また、この実施形態において、冷房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室外空気(OA)であり、吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気(RA)である。また、暖房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室内空気(RA)であり、該吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室外空気(OA)である。冷房運転時と暖房運転時のいずれも、吸着ロータ(50)において吸着用空気と再生用空気とを比べると、吸着用空気が低温であって相対湿度が高く、再生用空気が高温であって相対湿度が低いため、吸着用空気が減湿されて再生用空気が加湿される。
−運転動作−
次に、この空気調和装置(10)の運転動作について説明する。
(冷房除湿運転)
冷房除湿運転時、図13(A)の第1運転と図13(B)の第2運転とを交互に行う。第1運転時は、各三方弁(A1〜D2)において図13(A)の実線で示したポートが開かれ、破線で示したポートが閉じられることで、第1空気熱交換器(11)と第2吸着熱交換器(14)が加熱器となり、第2空気熱交換器(12)と第1吸着熱交換器(13)が冷却器となる。
この状態で、室外空気(OA)の一部が第1空気熱交換器(11)を通過し、排出空気(EA)として室外に排出されるとともに、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過し、供給空気(SA)として室内に戻る。一方、室外空気(OA)の他の一部は、吸着ロータ(50)を通過した後に第1吸着熱交換器(13)を通過してから供給空気(SA)として室内に供給され、室内空気(RA)の他の一部は、第2吸着熱交換器(14)を通過した後に吸着ロータ(50)を通過してから排出空気(EA)として室外に排出される。
その際、冷温水回路(40)では、第1吸着熱交換器(13)において主に室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において主に室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部が第1吸着熱交換器(13)を通過することによって主に減湿されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過することによって主に冷却されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
また、上記吸着ロータ(50)では、低温で相対湿度の高い吸着用空気が減湿される一方、高温で相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は、吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)とで2段階に減湿されて室内に供給される。また、再生用空気は、第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)とで吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
第2運転時は、各三方弁(A1〜D2)において図13(B)の実線で示したポートが開かれ、破線で示したポートが閉じられることで、第1空気熱交換器(11)と第1吸着熱交換器(13)が加熱器となり、第2空気熱交換器(12)と第2吸着熱交換器(14)が冷却器となる。
この状態で、室外空気(OA)の一部が第1空気熱交換器(11)を通過し、排出空気(EA)として室外に排出されるとともに、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過し、供給空気(SA)として室内に戻る。一方、室外空気(OA)の他の一部は、吸着ロータ(50)を通過した後に第2吸着熱交換器(14)を通過してから供給空気(SA)として室内に供給され、室内空気(RA)の他の一部は、第1吸着熱交換器(13)を通過した後に吸着ロータ(50)を通過してから排出空気(EA)として室外に排出される。
その際、冷温水回路(40)では、第2吸着熱交換器(14)において主に室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において主に室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部が第2吸着熱交換器(14)を通過することによって主に減湿されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過することによって主に冷却されて室内に戻る。こうすることにより、室内の冷房と除湿を効率よく行うことができる。
また、上記吸着ロータ(50)では、低温で相対湿度の高い吸着用空気が減湿される一方、高温で相対湿度の低い再生用空気が加湿される。このため、吸着用空気は、吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)とで2段階に減湿されて室内に供給される。また、再生用空気は、第1吸着熱交換器(13)と吸着ロータ(50)とで吸着剤を2度再生してから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷が大きくなるほど短い時間間隔で切り換えられる。
(暖房加湿運転)
暖房加湿運転時、図14(A)の第1運転と図14(B)の第2運転とを交互に行う。第1運転時は、各三方弁(A1〜D2)において図14(A)の実線で示したポートが開かれ、破線で示したポートが閉じられることで、第2空気熱交換器(12)と第2吸着熱交換器(14)が加熱器となり、第1空気熱交換器(11)と第1吸着熱交換器(13)が冷却器となる。
この状態で、室外空気(OA)の一部が第1空気熱交換器(11)を通過し、排出空気(EA)として室外に排出されるとともに、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過し、供給空気(SA)として室内に戻る。一方、室外空気(OA)の他の一部は、第2吸着熱交換器(14)を通過した後に吸着ロータ(50)を通過してから供給空気(SA)として室内に供給され、室内空気(RA)の他の一部は、吸着ロータ(50)を通過した後に第1吸着熱交換器(13)を通過してから排出空気(EA)として室外に排出される。
その際、冷温水回路(40)では、第2吸着熱交換器(14)において主に室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において主に室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部が第2吸着熱交換器(14)を通過することによって主に加湿されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過することによって主に加熱されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
また、上記吸着ロータ(50)では、高温で相対湿度の低い再生用空気が加湿される一方、低温で相対湿度の高い吸着用空気が減湿される。このため、再生用空気は、第2吸着熱交換器(14)と吸着ロータ(50)とで2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は、吸着ロータ(50)と第1吸着熱交換器(13)とで吸着剤に水分を2度奪われてから室外に排出される。
第2運転時は、各三方弁(A1〜D2)において図14(B)の実線で示したポートが開かれ、破線で示したポートが閉じられることで、第2空気熱交換器(12)と第1吸着熱交換器(13)が加熱器となり、第1空気熱交換器(11)と第2吸着熱交換器(14)が冷却器となる。
この状態で、室外空気(OA)の一部が第1空気熱交換器(11)を通過し、排出空気(EA)として室外に排出されるとともに、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過し、供給空気(SA)として室内に戻る。一方、室外空気(OA)の他の一部は、第1吸着熱交換器(13)を通過した後に吸着ロータ(50)を通過してから供給空気(SA)として室内に供給され、室内空気(RA)の他の一部は、吸着ロータ(50)を通過した後に第2吸着熱交換器(14)を通過してから排出空気(EA)として室外に排出される。
その際、冷温水回路(40)では、第1吸着熱交換器(13)において主に室内の潜熱処理が行われ、第2空気熱交換器(12)において主に室内の顕熱処理が行われる。つまり、室外空気(OA)の一部が第1吸着熱交換器(13)を通過することによって主に加湿されて室内に供給され、室内空気(RA)の一部が第2空気熱交換器(12)を通過することによって主に加熱されて室内に戻る。こうすることにより、室内の暖房と加湿を効率よく行うことができる。
また、上記吸着ロータ(50)では、高温で相対湿度の低い再生用空気が加湿される一方、低温で相対湿度の高い吸着用空気が減湿される。このため、再生用空気は、第1吸着熱交換器(13)と吸着ロータ(50)とで2段階に加湿されてから室内に供給される。また、吸着用空気は、吸着ロータ(50)と第2吸着熱交換器(14)とで吸着剤に水分を2度奪われてから室外に排出される。
以上のようにして第1運転と第2運転とを交互に繰り返すことにより、室内の顕熱負荷を連続的に処理しながら、室内の潜熱負荷も連続的に処理される。このときも、第1運転と第2運転は、室内の潜熱負荷が大きくなるほど短い時間間隔で切り換えられる。
−変形例−
この実施形態7では、第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)と第1空気熱交換器(11)及び第2空気熱交換器(12)とを温水源(41)及び冷水源(42)に対して直列に接続した例について説明したが、第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)と第1空気熱交換器(11)及び第2空気熱交換器(12)とは温水源(41)及び冷水源(42)に対して並列に接続してもよい。
また、この実施形態7では冷温水回路(40)を冷温水が循環する閉サイクルの回路として構成しているが、冷温水回路(40)は各熱交換器(11〜14)を通過した冷温水が外部に排出される開放サイクルの回路にしてもよい。
《発明の実施形態8》
実施形態8に係る空気調和装置(10)は、図15及び図16に示すように、冷媒回路(20)と冷温水回路(40)を併用した例である。この実施形態8では、2つの吸着熱交換器(第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14))に冷温水回路(40)が接続され、2つの空気熱交換器(第1空気熱交換器(11)及び第2空気熱交換器(12))に冷媒回路(20)が接続されている。そして、第1空気熱交換器(11)により室外熱交換器(22)が構成され、第2空気熱交換器(12)、第1吸着熱交換器(13)、及び第2吸着熱交換器(14)により室内熱交換器(24)(44)が構成されている。
冷媒回路(20)は、圧縮機(21)と、第1空気熱交換器(11)と、膨張機構である膨張弁(23)と、第2空気熱交換器(12)とが接続された閉回路に構成されるとともに、切換機構としての四路切換弁(25)を備えている。上記冷媒回路(20)において、圧縮機(21)の吐出側は四路切換弁(25)の第1ポート(P1)に接続されている。四路切換弁(25)の第2ポート(P2)は第1空気熱交換器(11)に接続され、第1空気熱交換器(11)には膨張弁(23)と第2空気熱交換器(12)が順に直列に接続されている。第2空気熱交換器(12)は四路切換弁(25)の第3ポート(P3)に接続され、四路切換弁(25)の第4ポート(P4)は圧縮機(21)の吸入側に接続されている。
上記四路切換弁(25)は、第1ポート(P1)と第2ポート(P2)が連通し、第3ポート(P3)と第4ポート(P4)が連通する第1の状態(図15(A),図15(B)の実線参照)と、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通し、第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が連通する第2の状態(図16(A),図16(B)の実線参照)とに切り換えることができる。この四路切換弁(25)を第1状態と第2状態に切り換えることにより、冷媒回路(20)における冷媒の流れ方向を反転させることができる。
冷温水回路(40)は、温水源(41)と、冷水源(42)と、互いに並列に接続された第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)とを備えている。また、上記冷温水回路(40)は、第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)の一方に温水を流すとともに他方に冷水を流すように冷温水の流れ方向を切り換える切換機構(45)として、第1吸着熱交換器(13)の一端に接続された三方弁(A1)、その他端に接続された三方弁(A2)、第2吸着熱交換器(14)の一端に接続された三方弁(B1)、及びその他端に接続された三方弁(B2)を備えている。
上記温水源(41)には、三方弁(A1)と三方弁(B1)がそれぞれの温水流入ポート(Pi1) において並列に接続され、上記冷水源(42)には、三方弁(A1)と三方弁(B1)がそれぞれの冷水流入ポート(Pi2) において並列に接続されている。また、上記温水源(41)には、三方弁(A2)と三方弁(B2)がそれぞれの温水流出ポート(Po1) において並列に接続され、上記冷水源(42)には、三方弁(A2)と三方弁(B2)がそれぞれの冷水流出ポート(Po2) において並列に接続されている。
この空気調和装置(10)は、実施形態7と同様に、吸着用空気と再生用空気の潜熱処理を行う潜熱処理素子(50)を備えている。この潜熱処理素子(50)は、吸着用空気の流通通路と再生用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吸着ロータ(50)により構成されている。
また、この実施形態において、冷房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室外空気(OA)であり、吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室内空気(RA)である。また、暖房運転時、吸着ロータ(50)を通過する吸着用空気は吸着熱交換器(13,14) の一方を通過する前の室内空気(RA)であり、該吸着ロータ(50)を通過する再生用空気は吸着熱交換器(13,14) の他方を通過した後の室外空気(OA)である。冷房運転時と暖房運転時のいずれも、吸着ロータ(50)において吸着用空気と再生用空気とを比べると、吸着用空気が低温であって相対湿度が高く、再生用空気が高温であって相対湿度が低いため、吸着用空気が減湿されて再生用空気が加湿される。
−運転動作−
(冷房除湿運転)
冷房除湿運転時、図15(A)の第1運転と図15(B)の第2運転とを交互に行う。第1運転時は、各三方弁(A1〜D2)において図15(A)の実線で示したポートが開かれ、破線で示したポートが閉じられることで、第2吸着熱交換器(14)が加熱器となり、第1吸着熱交換器(13)が冷却器となるとともに、四路切換弁(25)が第1の状態に切り換わることで、第1空気熱交換器(11)が凝縮器となり、第2空気熱交換器(12)が蒸発器となる。
また、第2運転時は、各三方弁(A1〜D2)において図15(B)の実線で示したポートが開かれ、破線で示したポートが閉じられることで、第1吸着熱交換器(13)が加熱器となり、第2吸着熱交換器(14)が冷却器となるとともに、四路切換弁(25)は第1の状態のままであるため、第1空気熱交換器(11)が凝縮器となり、第2空気熱交換器(12)が蒸発器となる。
この冷房除湿運転の第1運転時と第2運転時の空気の流れは実施形態7と同じである。このため、具体的な動作についてはここでは説明を省略する。
(暖房加湿運転)
暖房加湿運転時、図16(A)の第1運転と図16(B)の第2運転とを交互に行う。第1運転時は、各三方弁(A1〜D2)において図16(A)の実線で示したポートが開かれ、破線で示したポートが閉じられることで、第2吸着熱交換器(14)が加熱器となり、第1吸着熱交換器(13)が冷却器となるとともに、四路切換弁(25)が第2の状態に切り換わることで、第2空気熱交換器(12)が凝縮器となり、第1空気熱交換器(11)が蒸発器となる。
また、第2運転時は、各三方弁(A1〜D2)において図16(B)の実線で示したポートが開かれ、破線で示したポートが閉じられることで、第1吸着熱交換器(13)が加熱器となり、第2吸着熱交換器(14)が冷却器となるとともに、四路切換弁(25)は第2の状態のままであるため、第2空気熱交換器(12)が凝縮器となり、第1空気熱交換器(11)が蒸発器となる。
この暖房加湿運転の第1運転時と第2運転時の空気の流れは実施形態7と同じである。このため、具体的な動作については、冷房除湿運転と同様にここでは説明を省略する。
−変形例−
この実施形態8では、冷温水回路(40)に第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)とを設け、冷媒回路(20)に第1空気熱交換器(11)と第2空気熱交換器(12)とを設けているが、その逆に、冷温水回路(40)に第1空気熱交換器(11)と第2空気熱交換器(12)とを設け、冷媒回路(20)に第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)とを設けてもよい。
《発明の実施形態9》
実施形態9に係る空気調和装置(10)は、室内の調湿を行う装置に関するものである。この空気調和装置は、図17に示すように、冷媒回路(20)が、圧縮機(21)と、四路切換弁(25)と、第1吸着熱交換器(13)と、膨張機構(23)と、第2吸着熱交換器(14)とを備え、冷媒の循環方向が可逆に構成されている。
この空気調和装置(10)は、潜熱処理素子として、2つの吸着素子(第1吸着素子(51)及び第2吸着素子(52))を備えている。第1吸着素子(51)及び第2吸着素子(52)は、それぞれ、水分の吸着と脱離とを行うように構成されている。そして、第1吸着熱交換器(13)及び第1吸着素子(51)の吸着剤で吸着用空気の水分を吸着すると同時に第2吸着熱交換器(14)及び第2吸着素子(52)の吸着剤を再生用空気で再生する第1動作と、第1吸着熱交換器(13)及び第1吸着素子(51)の吸着剤を再生用空気で再生すると同時に第2吸着熱交換器(14)及び第2吸着素子(52)の吸着材で吸着用空気の水分を吸着する第2動作とを交互に行うように、空気の流通路と、冷媒回路における冷媒の流れ方向とが切り換えられる。
第1吸着素子(51)及び第2吸着素子(52)は、それぞれ、第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)の下流側に設けられている。ただし、場合によっては、第1吸着素子(51)及び第2吸着素子(52)を、第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)の上流側に設けてもよい。
−運転動作−
(除湿運転)
除湿運転時、四路切換弁(25)を交互に切り換えて、図17(A)の第1運転と図17(B)の第2運転とを交互に行う。
第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第2吸着熱交換器(14)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。そして、吸着用空気は、第1吸着熱交換器(13)と第1吸着素子(51)を通過し、水分が吸着剤に奪われて減湿される。一方、再生用空気は、第2吸着熱交換器(14)と第2吸着素子(52)を通過し、水分が吸着剤から与えられて加湿され、吸着剤は再生される。
第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第1吸着熱交換器(13)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。そして、吸着用空気は、第2吸着熱交換器(14)と第2吸着素子(52)を通過し、水分が吸着剤に奪われて減湿される。一方、再生用空気は、第1吸着熱交換器(13)と第1吸着素子(51)を通過し、水分が吸着剤から与えられて加湿され、吸着剤は再生される。
この除湿運転時は、第1運転と第2運転とを交互に繰り返しながら、吸着用空気を室内に供給し、再生用空気を室外に排出することで、室内を効率よく除湿できる。特に、吸着熱交換器(13,14) だけでなく、吸着素子(51,52) を設けたことにより、除湿性能を高められる。
(加湿運転)
加湿運転時も、四路切換弁(25)を交互に切り換えて、図17(A)の第1運転と図17(B)の第2運転とを交互に行う。
第1運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第2吸着熱交換器(14)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第1吸着熱交換器(13)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。そして、再生用空気は、第2吸着熱交換器(14)と第2吸着素子(52)を通過し、水分が吸着剤から与えられて加湿される一方、吸着用空気は、第1吸着熱交換器(13)と第1吸着素子(51)を通過し、水分を吸着剤に与えて減湿される。
第2運転時、圧縮機(21)から吐出された冷媒は、第1吸着熱交換器(13)で凝縮した後、膨張弁(23)で膨張し、第2吸着熱交換器(14)で蒸発して圧縮機(21)に吸入される。そして、再生用空気は、第1吸着熱交換器(13)と第1吸着素子(51)を通過し、水分が吸着剤から与えられて加湿される一方、吸着用空気は、第2吸着熱交換器(14)と第2吸着素子(52)を通過し、水分を吸着剤に与えて減湿される。
この加湿運転時は、第1運転と第2運転とを交互に繰り返しながら、再生用空気を室内に供給し、吸着用空気を室外に排出することで、室内を効率よく加湿できる。特に、吸着熱交換器(13,14) だけでなく、吸着素子(51,52) を設けたことにより、加湿性能を高められる。
−実施形態9の効果−
この実施形態では、調湿のみを行う空気調和装置において、吸着熱交換器(13,14) の大きさにより吸着剤の担持量が不足するときでも、その不足量を吸着素子(51,52) でカバーすることができ、潜熱能力を向上させることができる。また、吸着熱交換器(13,14) と吸着素子(51,52) の吸着剤を別材料にすることにより、広範囲の処理対象に対応することも可能となる。
−実施形態9の変形例−
この実施形態においては、吸着熱交換器(13,14) として冷媒熱交換器を用いているが、水熱交換器を用いてもよいし、空気熱交換器を用いてもよい。
また、冷媒熱交換器を用いる場合、吸着側では吸着熱により冷媒が蒸発して昇圧するので、この圧力を利用して冷媒を再生側に供給する回路を組むことも可能である。例えば、第1吸着熱交換器(13)の上端と第2吸着熱交換器(14)の下端を接続し、第2吸着熱交換器(14)の上端と第1吸着熱交換器(13)の下端を接続して閉回路を構成しておけば、吸着側から冷媒が押し出されて再生側へ流れるので、圧縮機を用いなくても冷媒を循環させることが可能となる。また、吸着側と再生側は交互に切り換えるとよい。
《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。
例えば、上記各実施形態では、空気熱交換器(11,12) 及び吸着熱交換器(13,14) を1枚または2枚用いた構成としているが、空気熱交換器(11,12) または吸着熱交換器(13,14) を3枚以上用いる構成にしてもよい。また、吸着熱交換器(13,14) は1枚にしてもよい。つまり、本発明は、少なくとも1つの熱交換器を、表面に吸着剤を担持した吸着熱交換器により構成した空気調和装置(10)において、第1空気と第2空気とが熱交換する熱交換素子(50)を用いたものであれば、熱交換器の枚数は適宜変更してもよい。
また、実施形態1〜6の冷媒回路(20)を用いた構成において、冷媒回路(20)の具体的な構成は、適宜変更してもよい。
さらに、冷温水回路(40)を用いた実施形態7において、潜熱処理を優先することを想定して、温水側、冷水側ともに、上流側に吸着熱交換器(13,14) を配置し、下流側に空気熱交換器(11,12) を配置するようにしているが、顕熱処理を優先することを想定して、上流側に空気熱交換器(11,12) を配置し、下流側に吸着熱交換器(13,14) を配置してもよい。
また、上記実施形態1〜4は室内から室外に排出される空気の量が室内に供給される空気の量よりも多くなる排気扇タイプの空気調和装置(10)に本発明を適用した例、実施形態5〜8は室外に排出される空気の量と室内に供給される空気の量がバランスする換気扇タイプに適用した例であるが、本発明は、室外に排出される空気の量よりも室内に供給される空気の量が多くなる給気扇タイプに適用することも可能である。
以上説明したように、本発明は、吸着熱交換器を用いた空気調和装置について有用である。
実施形態1に係る空気調和装置の冷房除湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態1に係る空気調和装置の暖房加湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態2に係る空気調和装置の冷房除湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態2に係る空気調和装置の暖房加湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態3に係る空気調和装置の冷房除湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態3に係る空気調和装置の暖房加湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態4に係る空気調和装置の冷房除湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態4に係る空気調和装置の暖房加湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態5に係る空気調和装置の冷房除湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態5に係る空気調和装置の暖房加湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態6に係る空気調和装置の冷房除湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態6に係る空気調和装置の暖房加湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態7に係る空気調和装置の冷房除湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態7に係る空気調和装置の暖房加湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態8に係る空気調和装置の冷房除湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態8に係る空気調和装置の暖房加湿運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。 実施形態9に係る空気調和装置の運転時における第1動作(A)と第2動作(B)とを示す回路構成図である。
符号の説明
(10) 空気調和装置
(11) 第1空気熱交換器
(12) 第2空気熱交換器
(13) 第1吸着熱交換器
(14) 第2吸着熱交換器
(15) コントローラ(制御手段)
(16) タイマ(切換間隔設定手段)
(20) 冷媒回路(熱媒体回路)
(40) 冷温水回路(熱媒体回路)
(50) 吸着ロータ(潜熱処理素子)
(51) 第1吸着素子(潜熱処理素子)
(52) 第2吸着素子(潜熱処理素子)
(53) 第1吸着冷却素子(潜熱処理素子)
(54) 第2吸着冷却素子(潜熱処理素子)

Claims (13)

  1. 熱媒体が流れる熱媒体回路(20,40) を備え、該熱媒体回路(20,40) 内に、熱媒体と空気とが熱交換を行う複数の熱交換器(11,12,13,14) を有する空気調和装置であって、
    少なくとも1つの熱交換器(13,14) が、表面に吸着剤を担持した吸着熱交換器(13,14) により構成され、該吸着熱交換器(13,14) は、吸着剤による水分の吸着と該吸着剤の再生とが可能に構成され、
    上記吸着熱交換器(13,14) を通過する吸着用空気または再生用空気の流通路に、空気の潜熱処理を行う潜熱処理素子(50)が設けられていることを特徴とする空気調和装置。
  2. 熱媒体が流れる熱媒体回路(20,40) を備え、該熱媒体回路(20,40) 内に、熱媒体と空気とが熱交換を行う複数の熱交換器(11,12,13,14) を有する空気調和装置であって、
    上記複数の熱交換器(11,12,13,14) は、それぞれ表面に吸着剤を担持した第1吸着熱交換器(13)と第2吸着熱交換器(14)を含み、各吸着熱交換器(13,14) は、吸着剤による水分の吸着と該吸着剤の再生とが可能に構成され、
    上記第1吸着熱交換器(13)及び第2吸着熱交換器(14)の一方を通過する吸着用空気とその他方を通過する再生用空気の流通路に、空気の潜熱処理を行う潜熱処理素子(50)が設けられていることを特徴とする空気調和装置。
  3. 請求項2に記載の空気調和装置において、
    潜熱処理素子(50)は、吸着用空気の流通通路と再生用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に構成された吸着素子(50)であることを特徴とする空気調和装置。
  4. 請求項2に記載の空気調和装置において、
    潜熱処理素子(50)は、それぞれ水分の吸着と脱離とを行う第1吸着素子(51)(53)及び第2吸着素子(52)(54)により構成され、第1吸着素子(51)(53)で吸着用空気の水分を吸着すると同時に第2吸着素子(52)(54)を再生用空気で再生する動作と、第1吸着素子(51)(53)を再生用空気で再生すると同時に第2吸着素子(52)(54)で吸着用空気の水分を吸着する動作とを交互に行うように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
  5. 請求項4に記載の空気調和装置において、
    第1吸着素子(53)及び第2吸着素子(54)は、吸着用空気が流通する際に生じる吸着熱を吸熱する冷却用空気が流れるように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1に記載の空気調和装置において、
    熱媒体回路(20,40) は、1つの空気熱交換器(11)と、少なくとも2つの吸着熱交換器(13,14) とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
  7. 請求項1から5のいずれか1に記載の空気調和装置において、
    熱媒体回路(20,40) は、少なくとも2つの空気熱交換器(11,12) と、少なくとも2つの吸着熱交換器(13,14) とを備えていることを特徴とする空気調和装置。
  8. 請求項1から7のいずれか1に記載の空気調和装置において、
    熱媒体回路(20)は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)により構成されていることを特徴とする空気調和装置。
  9. 請求項1から7のいずれか1に記載の空気調和装置において、
    熱媒体回路(40)は、冷温水が流れる冷温水回路(40)により構成されていることを特徴とする空気調和装置。
  10. 請求項1から7のいずれか1に記載の空気調和装置において、
    熱媒体回路(20,40) は、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)と、冷温水が流れる冷温水回路(40)により構成されていることを特徴とする空気調和装置。
  11. 請求項1から10のいずれか1に記載の空気調和装置において、
    吸着熱交換器(13,14) で吸着剤を冷却しながら該吸着熱交換器(13,14) を流れる空気の水分を吸着剤で吸着する吸湿動作と、吸着熱交換器(13,14) で吸着剤を加熱しながら該吸着熱交換器(13,14) を流れる空気に水分を放出させて吸着剤を再生する放湿動作とを、熱媒体回路(20,40) における熱媒体の流れと空気の流通とを切り換えて行う制御手段(15)を備えていることを特徴とする空気調和装置。
  12. 請求項11に記載の空気調和装置において、
    制御手段(15)には、吸湿動作と放湿動作を切り換える時間間隔を潜熱負荷に応じて設定する切換間隔設定手段(16)が設けられていることを特徴とする空気調和装置。
  13. 請求項12に記載の空気調和装置において、
    切換間隔設定手段(16)は、潜熱負荷が大きくなるほど吸湿動作と放湿動作を切り換える時間間隔の設定値を小さくするように構成されていることを特徴とする空気調和装置。
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