JP2005315430A - 調湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換器に担持された吸着剤への冷媒の熱影響を緩和し、該吸着剤の耐久性を確保することである。
【解決手段】圧縮機（63）と四路切換弁（64）と第１吸着熱交換器（61）と膨張弁（65）と第２吸着熱交換器（62）とが接続されて冷媒循環が可逆に構成され、冷凍サイクルを行う冷媒回路（60）と、各吸着熱交換器（61,62）の表面に担持された水分の吸脱着可能な吸着剤とを備えている。冷媒回路（60）は、圧縮機（63）の吐出側と四路切換弁（64）との間に圧縮機（63）の吐出冷媒を空気と熱交換させて冷却する空気熱交換器（66）を備えている。これにより、凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）には圧縮機（63）の吐出冷媒よりも低温の冷媒が流れるので、該吸着熱交換器（61,62）における吸着剤への冷媒の熱影響が緩和される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、調湿装置に関し、特に、表面に吸着剤が担持された熱交換器の洗浄対策に係るものである。

従来より、吸着剤と冷凍サイクルとを用いて空気の湿度調節を行う調湿装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記調湿装置は、吸着剤を有する２つの吸着素子と冷凍サイクルを行う冷媒回路とを備えている。この調湿装置は、第１の吸着素子で第１空気を除湿すると共に冷媒回路の凝縮器で加熱された第２空気で第２の吸着素子を再生する第１動作と、第２の吸着素子で第１空気を除湿すると共に凝縮器で加熱された第２空気で第１の吸着素子を再生する第２動作とを行う。そして、この２つの動作が交互に繰り返され、除湿した第１空気または加湿した第２空気が室内へ供給される。

一方、上記吸着素子と熱交換器とを一体化し、吸着剤が担持された吸着熱交換器を用いることが考えられている。この場合、吸着熱交換器は、多数の板状のフィンと該フィンを貫通する銅管とを備えた、いわゆるフィン・アンド・チューブ型の熱交換器に構成されている。そして、このフィンおよび銅管の表面に吸着剤が担持されている。この熱交換器では、吸着剤によって流通空気の除加湿が行われると共に、銅管内を流れる冷媒によって吸着剤の加熱や冷却が行われる。
特開２００４−６０９５４号公報

しかしながら、上述した吸着剤が担持された吸着熱交換器、特に凝縮器となる吸着熱交換器においては、圧縮機から吐出された高温のガス冷媒が流れるため、その熱影響によって吸着剤や該吸着剤を担持するための接着剤（バインダー）が劣化し易くなる。これにより、吸着剤等の耐久性が著しく低下するという問題があった。そのため、吸着剤やそのバインダーには、耐熱性の高い材料を用いなければならず、高コストになってしまうという問題があった。

本発明は、斯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、凝縮器となる熱交換器へ流れる冷媒の温度を低下させることにより、吸着剤やバインダーに耐熱性の高い材料を用いることなく、その吸着剤等の耐久性を確保することである。

具体的に、第１の発明は、圧縮機（63）と第１熱交換器（61）と膨張機構（65）と第２熱交換器（62）とが配管接続されて冷媒循環が可逆に構成され、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（60）と、上記第１熱交換器（61）および第２熱交換器（62）のそれぞれ表面に担持された水分の吸脱着可能な吸着剤とを備え、上記第１熱交換器（61）および第２熱交換器（62）で冷媒の凝縮と蒸発とを交互に行って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、上記冷媒回路（60）には、凝縮器となる第１熱交換器（61）または第２熱交換器（62）を流通する前の圧縮機（63）の吐出冷媒を冷却する冷却手段（66）が設けられている。

上記の発明では、蒸発器として機能する第１熱交換器（61）または第２熱交換器（62）において、空気中の水分が吸着剤に吸着されると共に流通する冷媒によって吸着剤が冷却される。一方、凝縮器として機能する第２熱交換器（62）または第１熱交換器（61）において、吸着剤から脱着した水分が空気中へ放出されると共に流通する冷媒によって吸着剤が加熱される。ここで、凝縮器となる熱交換器（61,62）には、圧縮機（63）から吐出された高温の冷媒が冷却手段（66）により冷却されて流入する。つまり、上記凝縮器となる熱交換器（61,62）には、圧縮機（63）から吐出された高温の冷媒が直接流入するのではなく、その吐出冷媒よりも低温の冷媒が流入することになる。これにより、凝縮器となる熱交換器（61,62）の吸着剤や該吸着剤の接着剤（バインダー）が冷媒によって過度に加熱されることはない。したがって、上記吸着剤やバインダーへの熱影響が緩和されるので、耐熱性の高い材料を用いなくても、該吸着剤等の耐久性が確保される。

また、第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷却手段（66）が圧縮機（63）の吐出冷媒を空気と熱交換させて冷却する空気熱交換器（66）である。

上記の発明では、例えば、装置に取り込まれる空気を利用して圧縮機（63）の吐出冷媒が冷却される。したがって、別途水などの冷却源を設ける必要がなく、装置の構成を簡素化できる。

また、第３の発明は、上記第２の発明において、上記蒸発器となる熱交換器（61,62）で第１空気の水分を吸着すると同時に凝縮器となる熱交換器（62,61）で第２空気に水分を放出し、水分吸着後の第１空気および水分放出後の第２空気の一方を室内へ供給し且つ他方を室外へ排出するように構成されている。そして、上記空気熱交換器（66）で圧縮機（63）の吐出冷媒と熱交換した空気が第１空気または第２空気として熱交換器（61,62）を流通するように構成されている。

上記の発明では、例えば、冷房除湿運転の場合、蒸発器となる熱交換器（61,62）で冷却され且つ水分を吸着された第１空気が室内へ供給され、凝縮器となる熱交換器（61,62）で水分を付与された第２空気が室外へ排出される。また、暖房加湿運転の場合、蒸発器となる熱交換器（61,62）で水分を吸着された第１空気が室外へ排出され、凝縮器となる熱交換器（61,62）で加熱され且つ水分を付与された第２空気が室内へ供給される。ところで、上記空気熱交換器（66）で圧縮機（63）の吐出冷媒と熱交換して加熱された空気が第１空気として蒸発器となる熱交換器（61,62）を流通した場合、該蒸発器にて第１空気より冷媒の蒸発熱量として熱回収される。一方、上記空気熱交換器（66）で加熱された空気が第２空気として凝縮器となる熱交換器（61,62）を流通した場合、いわゆる予熱された空気が凝縮器を流れることになる。したがって、何れの場合も冷凍サイクルの熱ロスが殆ど生じないので、運転効率は低下しない。

したがって、第１の発明によれば、凝縮器となる熱交換器（61,62）を流通する前の圧縮機（63）の吐出冷媒を冷却する冷却手段を設けるようにしたので、その熱交換器（61,62）に圧縮機（63）の吐出冷媒より温度の低い冷媒を流すことができ、熱交換器（61,62）における吸着剤やバインダーへの熱影響を緩和させることができる。これにより、吸着剤やバインダーの熱影響による劣化を抑制することができる。したがって、吸着剤等に耐熱性の高い材料を用いなくても、その耐久性を確保することができる。この結果、装置の信頼性を向上させることができる。

特に、第２の発明によれば、冷却手段として、圧縮機（63）の吐出冷媒を空気と熱交換させて冷却する空気熱交換器（66）を用いるようにしたので、装置に取り込んだ空気を利用して冷媒を確実に冷却することができる。これにより、別途水などの冷却源を設ける必要がないので、装置構成を簡素化できる。

また、第３の発明によれば、空気熱交換器（66）で冷媒と熱交換して加熱された空気を第１空気または第２空気として熱交換器（61,62）へ流すようにしたので、例えば第１空気として蒸発器へ流した場合は熱回収でき、第２空気として凝縮器へ流した場合は予熱された空気を流すことができる。これにより、冷凍サイクルにおける熱ロスを殆ど生じさせることなく、圧縮機（63）の吐出冷媒を冷却することができる。この結果、運転効率を低下させることなく、吸着剤等の耐久性を確実に確保することができる。

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１》
図１〜３に示すように、本実施形態の調湿装置（10）は、室内空気の除湿と加湿とを行うものであり、中空直方体状の箱状のケーシング（11）を備えている。そして、このケーシング（11）には、冷媒回路（60）等が収納されている。

上記冷媒回路（60）は、圧縮機（63）と、流路切換手段である四路切換弁（64）と、第１吸着熱交換器（61）と、膨張機構である膨張弁（65）と、第２吸着熱交換器（62）とが順に接続された閉回路であって、冷媒が充填されている。この冷媒回路（60）は、充填された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、上記冷媒回路（60）の詳細については後述する。

先ず、図１に基づいて、上記ケーシング（11）の内部構造について説明する。なお、図１(Ｂ)においては、下側がケーシング（11）の正面側であって、上側がケーシング（11）の背面側である。また、以下の説明における「右」「左」「上」「下」は、何れも参照する図面におけるものを意味する。

上記ケーシング（11）は、平面視が概ね正方形状で扁平な箱型に形成されている。このケーシング（11）においては、左側面板（12）と右側面板（13）とが、また正面板（14）と背面板（15）とがそれぞれケーシング（11）の厚さ方向に位置して互いに対向する２つの端面を形成している。上記背面板（15）には、左側面板（12）寄りに室外空気吸込口（21）が形成され、右側面板（13）寄りに排気吹出口（23）が形成されている。一方、上記ケーシング（11）の正面板（14）には、左側面板（12）寄りに室内空気吸込口（22）が形成され、右側面板（13）寄りに給気吹出口（24）が形成されている。そして、上記室外空気吸込口（21）および室内空気吸込口（22）が空気の流入口を構成し、排気吹出口（23）および給気吹出口（24）が空気の流出口を構成している。

上記ケーシング（11）の内部には、左右方向の中央部よりも右側面板（13）寄りに第１仕切板（31）が立設されている。上記ケーシング（11）の内部空間（16）は、第１仕切板（31）によって左右に仕切られている。そして、この第１仕切板（31）の右側が第１空間（17）となり、第１仕切板（31）の左側が第２空間（18）となっている。

上記ケーシング（11）の第１空間（17）は、第７仕切板（37）によって正面側の空間と背面側の空間とに仕切られている。上記第１空間（17）における背面側の空間には、冷媒回路（60）の圧縮機（63）と排気ファン（26）とが配置されている。また、図示しないが、この背面側の空間には、冷媒回路（60）の膨張弁（65）や四路切換弁（64）も配置されている。一方、上記第１空間（17）における正面側の空間には、給気ファン（25）が配置されている。上記排気ファン（26）は排気吹出口（23）に接続され、上記給気ファン（25）は給気吹出口（24）に接続されている。

上記ケーシング（11）の第２空間（18）には、第２仕切板（32）と第３仕切板（33）と第６仕切板（36）とが設けられている。上記第２仕切板（32）は正面板（14）寄りに立設され、第３仕切板（33）は背面板（15）寄りに立設されている。そして、上記第２空間（18）は、第２仕切板（32）および第３仕切板（33）により、正面側から背面側に向かって３つの空間に仕切られている。上記第６仕切板（36）は、第２仕切板（32）と第３仕切板（33）に挟まれた空間に設けられている。この第６仕切板（36）は、第２空間（18）の左右方向の中央に立設されている。

上記第２仕切板（32）と第３仕切板（33）に挟まれた空間は、第６仕切板（36）によって左右に仕切られる。このうち、右側の空間は、第１熱交換室（41）を構成しており、その内部に第１吸着熱交換器（61）が配置されている。一方、左側の空間は、第２熱交換室（42）を構成しており、その内部に第２吸着熱交換器（62）が配置されている。つまり、上記第１熱交換室（41）と第２熱交換室（42）とは、隣接して配置されている。

上記第１吸着熱交換器（61）および第２吸着熱交換器（62）は、図２に示すように、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、上記第１吸着熱交換器（61）および第２吸着熱交換器（62）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（6a）と、該フィン（6a）を貫通する銅製の伝熱管（6b）とを備えている。

上記フィン（6a）および伝熱管（6b）の外表面には、水分の吸脱着可能な吸着剤が接着剤であるバインダーと共にディップ成形（浸漬成形）により担持されている。上記吸着剤には、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用いられる。そして、上記第１吸着熱交換器（61）が第１熱交換器を構成し、第２吸着熱交換器（62）が第２熱交換器を構成している。なお、本実施形態では、各フィン（13）および伝熱管（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。

上記第２空間（18）のうち第３仕切板（33）とケーシング（11）の背面板（15）とに挟まれた空間には、第５仕切板（35）が設けられている。この第５仕切板（35）は、空間の高さ方向の中央部を横断するように設けられ、空間を上下に仕切っている（図１(Ａ)を参照）。そして、上記第５仕切板（35）の上側の空間が第１流入路（43）を構成し、下側の空間が第１流出路（44）を構成している。また、上記第１流入路（43）は室外空気吸込口（21）に連通し、第１流出路（44）は排気ファン（26）を介して排気吹出口（23）に連通している。

一方、上記第２空間（18）のうち第２仕切板（32）とケーシング（11）の正面板（14）に挟まれた空間には、第４仕切板（34）が設けられている。この第４仕切板（34）は、空間の高さ方向の中央部を横断するように設けられ、空間を上下に仕切っている（図１(Ｃ)を参照）。そして、上記第４仕切板（34）の上側の空間が第２流入路（45）を構成し、下側の空間が第２流出路（46）を構成している。また、上記第２流入路（45）は室内空気吸込口（22）に連通し、第２流出路（46）は給気ファン（25）を介して給気吹出口（24）に連通している。

上記第３仕切板（33）には、４つの開口（51〜54）が形成されている（図１(Ａ)を参照）。この４つの開口（51〜54）は、行列方向に近接して位置し、つまり上下左右に２つずつ升目状に配置されている。そして、上記第１開口（51）は、第１流入路（43）と第１熱交換室（41）とを連通させ、上記第２開口（52）は、第１流入路（43）と第２熱交換室（42）とを連通させている。また、上記第３開口（53）は、第１流出路（44）と第１熱交換室（41）とを連通させ、上記第４開口（54）は、第１流出路（44）と第２熱交換室（42）とを連通させている。

上記第２仕切板（32）には、４つの開口（55〜58）が形成されている（図１(Ｃ)を参照）。この４つの開口（55〜58）は、行列方向に近接して位置し、つまり上下左右に２つずつ升目状に配置されている。そして、上記第５開口（55）は、第２流入路（45）と第１熱交換室（41）とを連通させ、上記第６開口（56）は、第２流入路（45）と第２熱交換室（42）とを連通させている。また、上記第７開口（57）は、第２流出路（46）と第１熱交換室（41）とを連通させ、上記第８開口（58）は、第２流出路（46）と第２熱交換室（42）とを連通させている。

上記第３仕切板（33）および第２仕切板（32）の各開口（51〜58）は、図示しないが、それぞれ開閉手段であるダンパを備えている。これらのダンパは、開閉することによって各開口（51〜58）を開口状態と閉鎖状態とに切り換え、第１空気および第２空気の流通経路を切り換えるように構成されている。

次に、上記冷媒回路（60）について図３を参照しながら説明する。

上記冷媒回路（60）の四路切換弁（64）は、第１のポートが圧縮機（63）の吐出側に接続され、第２のポートが圧縮機（63）の吸入側に接続されている。また、上記四路切換弁（64）の第３のポートは第１吸着熱交換器（61）に接続され、第４のポートは第２吸着熱交換器（62）に接続されている。

上記冷媒回路（60）は、四路切換弁（64）の切り換えによって冷媒の循環方向が切り換わるように構成されている。つまり、上記四路切換弁（64）は、第１のポートと第３のポートとが連通すると同時に第２のポートと第４のポートとが連通する状態（図３(Ａ)を参照）と、第１のポートと第４のポートとが連通すると同時に第２のポートと第３のポートとが連通する状態（図３(Ｂ)を参照）とに切り換わる。上記四路切換弁（64）が図３(Ａ)の状態に切り換わると、冷媒回路（60）は、圧縮機（63）から吐出された冷媒が第１吸着熱交換器（61）で凝縮した後、第２吸着熱交換器（62）で蒸発するように冷媒が循環する第１冷凍サイクル動作を行う。また、上記四路切換弁（64）が図３(Ｂ)の状態に切り換わると、冷媒回路（60）は、圧縮機（63）から吐出された冷媒が第２吸着熱交換器（62）で凝縮した後、第１吸着熱交換器（61）で蒸発するように冷媒が循環する第２冷凍サイクル動作を行う。

また、上記調湿装置（10）は、冷房除湿運転と暖房加湿運転とが切り換わるように構成されている。

例えば、冷房除湿運転の場合、冷媒が蒸発する第２吸着熱交換器（62）または第１吸着熱交換器（61）では、流通する第１空気の水分が吸着剤に吸着されると同時に、該第１空気および吸着剤が冷媒によって冷却される一方、冷媒が凝縮する第１吸着熱交換器（61）または第２吸着熱交換器（62）では、流通する第２空気に水分を放出させて吸着剤が再生すると同時に、該第２空気および吸着剤が冷媒によって加熱される。そして、上記第１空気を室内へ供給し、第２空気を室外へ排出するように冷媒回路（60）の冷媒循環および空気の流通経路を切り換える。

一方、暖房加湿運転の場合、冷媒が蒸発する第１吸着熱交換器（61）または第２吸着熱交換器（62）では、流通する第１空気の水分が吸着剤に吸着されると同時に、該第１空気および吸着剤が冷媒によって冷却される一方、冷媒が凝縮する第２吸着熱交換器（62）または第１吸着熱交換器（61）では、流通する第２空気に水分を放出させて吸着剤が再生すると同時に、該第２空気および吸着剤が冷媒によって加熱される。そして、上記第２空気を室内へ供給し、第１空気を室外へ排出するように冷媒回路（60）の冷媒循環および空気の流通経路を切り換える。

このように、上記調湿装置（10）は、水分吸着後の第１空気および水分放出後の第２空気の一方を室内へ供給し且つ他方を室外へ排出して冷房除湿運転および暖房加湿運転を行う。また、上記調湿装置（10）は、何れの運転時においても、冷媒回路（60）の冷媒循環を切り換えて、第１吸着熱交換器（61）および第２吸着熱交換器（62）で冷媒の凝縮と蒸発とを交互に行うことにより、冷房除湿運転および暖房加湿運転を連続的に行うように構成されている。

上記冷媒回路（60）は、本発明の特徴として、冷媒と空気とが熱交換する空気熱交換器（66）を備えている。この空気熱交換器（66）は、圧縮機（63）の吐出側と四路切換弁（64）との間に接続されている。

上記空気熱交換器（66）は、いわゆる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。この空気熱交換器（66）では、圧縮機（63）から吐出された高温のガス冷媒が流通する空気と熱交換して冷却される。例えば、上記冷媒回路（60）が第１冷凍サイクル動作を行う場合、圧縮機（63）の高温の吐出冷媒は、空気熱交換器（66）で冷却され後、凝縮器である第１吸着熱交換器（61）に流れて凝縮する。また、上記冷媒回路（60）が第２冷凍サイクル動作を行う場合、圧縮機（63）の高温の吐出冷媒は、空気熱交換器（66）で冷却された後、凝縮器である第２吸着熱交換器（62）に流れて凝縮する。

すなわち、上記空気熱交換器（66）は、凝縮器となる第１吸着熱交換器（61）または第２吸着熱交換器（62）を流通する前の圧縮機（63）の吐出冷媒を冷却する冷却手段を構成している。これにより、凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）には圧縮機（63）の吐出冷媒よりも温度の低い冷媒が流れることになり、該吸着熱交換器（61,62）の吸着剤やバインダーが冷媒によって受ける熱影響が緩和されることになる。

また、上記空気熱交換器（66）は、図１に示すように、ケーシング（10）内の第１流入路（43）における室外空気吸込口（21）の近傍に配置されている。上記調湿装置（10）は、室外空気吸込口（21）より取り込まれた空気を熱交換室（41,42）へ流入する前に空気熱交換器（66）で圧縮機（63）の吐出冷媒と熱交換させて加熱する。つまり、上記空気熱交換器（66）は、該空気熱交換器（66）で加熱された空気を第１空気または第２空気として吸着熱交換器（61,62）へ流すように構成されている。

これにより、例えば、冷房除湿運転の場合では、空気熱交換器（66）で加熱された空気を第１空気として蒸発器となる吸着熱交換器（61,62）へ流すと、一旦空気熱交換器（66）で吸熱された冷媒の熱量が蒸発器で冷媒の蒸発熱量として回収されることになる。したがって、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおける熱ロスは殆ど生じない。また、暖房加湿運転の場合では、空気熱交換器（66）で加熱された空気を第２空気として凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）へ流すことにより、予熱された空気が凝縮器を流れることになる。したがって、一旦空気熱交換器（66）で吸熱された冷媒の熱量が吸着剤および第２空気の加熱量として回収されることになる。

−運転動作−
上記調湿装置（10）の運転動作について説明する。この調湿装置（10）では、冷房除湿運転と暖房加湿運転とが切り換え可能になっている。

《冷房除湿運転》
この冷房除湿運転時において、調湿装置（10）では、給気ファン（25）および排気ファン（26）が運転される。そして、この調湿装置（10）は、室外空気（OA）を第１空気として取り込んで室内に供給する一方、室内空気（RA）を第２空気として取り込んで室外に排出する。

先ず、冷房除湿運転時の第１冷凍サイクル動作について、図３および図４を参照しながら説明する。この第１冷凍サイクル動作では、第１吸着熱交換器（61）において吸着剤の再生が行われ、第２吸着熱交換器（62）において第１空気である室外空気（OA）の除湿が行われる。

上記冷媒回路（60）では、四路切換弁（64）が図３(Ａ)の状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（63）を運転すると、冷媒回路（60）で冷媒が循環し、第１吸着熱交換器（61）が凝縮器となって第２吸着熱交換器（62）が蒸発器となる第１冷凍サイクル動作が行われる。

具体的に、上記圧縮機（63）から吐出された冷媒は、空気熱交換器（66）で放熱して冷却され、第１吸着熱交換器（61）でさらに放熱して凝縮する。その後、膨張弁（65）へ送られて減圧された冷媒が第２吸着熱交換器（62）で吸熱して蒸発し、圧縮機（63）へ吸入されて圧縮される。そして、この圧縮された冷媒は、再び圧縮機（63）から吐出される。

また、上記第１冷凍サイクル動作時において、各開口（51〜58）のダンパを切り換えることにより、第２開口（52）と第３開口（53）と第５開口（55）と第８開口（58）とを開口状態とし、第１開口（51）と第４開口（54）と第６開口（56）と第７開口（57）とを閉鎖状態とする。そして、図４に示すように、第１吸着熱交換器（61）へ第２空気としての室内空気（RA）が供給され、第２吸着熱交換器（62）へ第１空気としての室外空気（OA）が供給される。

具体的に、上記室内空気吸込口（22）より流入した第２空気は、第２流入路（45）から第５開口（55）を通って第１熱交換室（41）へ送り込まれる。この第１熱交換室（41）では、第２空気が第１吸着熱交換器（61）を上から下へ向かって通過する。この第１吸着熱交換器（61）では、外表面に担持された吸着剤が冷媒により加熱され、この吸着剤から水分が脱離する。この吸着剤から脱離した水分は、第１吸着熱交換器（61）を通過する第２空気に放出される。この第１吸着熱交換器（61）で水分を付与された第２空気は、第１熱交換室（41）から第３開口（53）を通って第１流出路（44）へ流出する。その後、第２空気は、排気ファン（26）へ吸い込まれ、排気吹出口（23）から排出空気（EA）として室外へ排出される。

一方、上記室外空気吸込口（21）より流入した第１空気は、空気熱交換器（66）を流通する。その際、第１空気は冷媒によって加熱される。この加熱された第１空気は、第１流入路（43）から第２開口（52）を通って第２熱交換室（42）へ送り込まれる。この第２熱交換室（42）では、第１空気が第２吸着熱交換器（62）を上から下へ向かって通過する。この第２吸着熱交換器（62）では、外表面に担持された吸着剤に第１空気中の水分が吸着される。その際、第１空気および吸着剤は冷媒によって冷却される。上記第２吸着熱交換器（62）で除湿され且つ冷却された第１空気は、第２熱交換室（42）から第８開口（58）を通って第２流出路（46）へ流出する。その後、第１空気は、給気ファン（25）へ吸い込まれ、給気吹出口（24）から供給空気（SA）として室内へ供給される。

次に、上記冷房除湿運転時の第２冷凍サイクル動作について、図３および図５を参照しながら説明する。この第２冷凍サイクル動作では、第２吸着熱交換器（62）において吸着剤の再生が行われ、第１吸着熱交換器（61）において第１空気である室外空気（OA）の除湿が行われる。

上記冷媒回路（60）では、四路切換弁（64）が図３(Ｂ)の状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（63）を運転すると、冷媒回路（60）で冷媒が循環し、第１吸着熱交換器（61）が蒸発器となって第２吸着熱交換器（62）が凝縮器となる第２冷凍サイクル動作が行われる。

具体的に、上記圧縮機（63）から吐出された冷媒は、空気熱交換器（66）で放熱して冷却され、第２吸着熱交換器（62）でさらに放熱して凝縮する。その後、膨張弁（65）へ送られて減圧された冷媒が第１吸着熱交換器（61）で吸熱して蒸発し、圧縮機（63）へ吸入されて圧縮される。そして、この圧縮された冷媒は、再び圧縮機（63）から吐出される。

また、上記第２冷凍サイクル動作時において、各開口（51〜58）のダンパを切り換えることにより、第１開口（51）と第４開口（54）と第６開口（56）と第７開口（57）とを開口状態とし、第２開口（52）と第３開口（53）と第５開口（55）と第８開口（58）とを閉鎖状態とする。そして、図５に示すように、第１吸着熱交換器（61）へ第１空気としての室外空気（OA）が供給され、第２吸着熱交換器（62）へ第２空気としての室内空気（RA）が供給される。

具体的に、上記室内空気吸込口（22）より流入した第２空気は、第２流入路（45）から第６開口（56）を通って第２熱交換室（42）へ送り込まれる。この第２熱交換室（42）では、第２空気が第２吸着熱交換器（62）を上から下へ向かって通過する。この第２吸着熱交換器（62）では、外表面に担持された吸着剤が冷媒により加熱され、この吸着剤から水分が脱離する。この吸着剤から脱離した水分は、第２吸着熱交換器（62）を通過する第２空気に放出される。上記第２吸着熱交換器（62）で水分を付与された第２空気は、第２熱交換室（42）から第４開口（54）を通って第１流出路（44）へ流出する。その後、第２空気は、排気ファン（26）へ吸い込まれ、排気吹出口（23）から排出空気（EA）として室外へ排出される。

一方、上記室外空気吸込口（21）より流入した第１空気は、空気熱交換器（66）を流通する。その際、第１空気は冷媒によって加熱される。この加熱された第１空気は、第１流入路（43）から第１開口（51）を通って第１熱交換室（41）へ送り込まれる。この第１熱交換室（41）では、第１空気が第１吸着熱交換器（61）を上から下へ向かって通過する。この第１吸着熱交換器（61）では、外表面に担持された吸着剤に第１空気中の水分が吸着される。その際、第１空気および吸着剤は冷媒によって冷却される。上記第１吸着熱交換器（61）で除湿され且つ冷却された第１空気は、第１熱交換室（41）から第７開口（57）を通って第２流出路（46）へ流出する。その後、第１空気は、給気ファン（25）へ吸い込まれ、給気吹出口（24）から供給空気（SA）として室内へ供給される。

ここで、圧縮機（63）の吐出冷媒は、空気熱交換器（66）で吸熱されて熱量が減少することになる。ところが、上記空気熱交換器（66）で加熱された第１空気を蒸発器へ流通させて冷媒と熱交換させるので、空気熱交換器（66）で減少した冷媒の熱量が回収されることになる。したがって、冷凍サイクルにおける熱ロスは殆ど生じない。

《暖房加湿運転》
上記暖房加湿運転時において、調湿装置（10）では、給気ファン（25）および排気ファン（26）が運転される。そして、この調湿装置（10）は、室内空気（RA）を第１空気として取り込んで室外に排出する一方、室外空気（OA）を第２空気として取り込んで室内に供給する。

先ず、暖房加湿運転時の第１冷凍サイクル動作について、図６および図７を参照しながら説明する。この第１冷凍サイクル動作では、第１吸着熱交換器（61）において第２空気である室外空気（OA）の加湿が行われ、第２吸着熱交換器（62）において第１空気である室内空気（RA）から水分の回収が行われる。上記冷媒回路（60）では、四路切換弁（64）が図６(Ａ)の状態に切り換えられ、第１冷凍サイクル動作が行われる。

また、上記第１冷凍サイクル動作時において、各開口（51〜58）のダンパを切り換えることにより、第１開口（51）と第４開口（54）と第６開口（56）と第７開口（57）とを開口状態とし、第２開口（52）と第３開口（53）と第５開口（55）と第８開口（58）とを閉鎖状態とする。そして、図７に示すように、第１吸着熱交換器（61）には第２空気としての室外空気（OA）が供給され、第２吸着熱交換器（62）には第１空気としての室内空気（RA）が供給される。

具体的に、上記室内空気吸込口（22）より流入した第１空気は、第２流入路（45）から第６開口（56）を通って第２熱交換室（42）へ送り込まれる。この第２熱交換室（42）では、第１空気が第２吸着熱交換器（62）を上から下へ向かって通過する。この第２吸着熱交換器（62）では、外表面に担持された吸着剤に第１空気中の水分が吸着される。その際に生じる吸着熱は、冷媒が吸熱する。その後、水分を奪われた第１空気は、第４開口（54）、第１流出路（44）、排気ファン（26）を順に通過し、排出空気（EA）として排気吹出口（23）から室外へ排出される。

一方、上記室外空気吸込口（21）より流入した第２空気は、空気熱交換器（66）を流通する。その際、第２空気は冷媒によって予熱される。この予熱された第２空気は、第１流入路（43）から第１開口（51）を通って第１熱交換室（41）へ送り込まれる。この第１熱交換室（41）では、第２空気が第１吸着熱交換器（61）を上から下へ向かって通過する。この第１吸着熱交換器（61）では、外表面に担持された吸着剤が冷媒により加熱され、この吸着剤から水分が脱離する。その際、第２空気は冷媒によってさらに加熱される。そして、吸着剤から脱離した水分は、第１吸着熱交換器（61）を通過する第２空気に放出される。その後、加湿され且つ加熱された第２空気は、第７開口（57）、第２流出路（46）、給気ファン（25）を順に通過し、供給空気（SA）として給気吹出口（24）から室内へ供給される。

次に、上記暖房加湿運転時の第２冷凍サイクル動作について、図６および図８を参照しながら説明する。この第２冷凍サイクル動作では、第２吸着熱交換器（62）において第２空気である室外空気（OA）の加湿が行われ、第１吸着熱交換器（61）において第１空気である室内空気（RA）から水分の回収が行われる。上記冷媒回路（60）では、四路切換弁（64）が図３(Ｂ)の状態に切り換えられ、第２冷凍サイクル動作が行われる。

また、上記第２冷凍サイクル動作時において、各開口（51〜58）のダンパを切り換えることにより、第２開口（52）と第３開口（53）と第５開口（55）と第８開口（58）とを開口状態とし、第１開口（51）と第４開口（54）と第６開口（56）と第７開口（57）とを閉鎖状態とする。そして、図８に示すように、第１吸着熱交換器（61）には第１空気としての室内空気（RA）が供給され、第２吸着熱交換器（62）には第２空気としての室外空気（OA）が供給される。

具体的に、上記室内空気吸込口（22）より流入した第１空気は、第２流入路（45）から第５開口（55）を通って第１熱交換室（41）に送り込まれる。この第１熱交換室（41）では、第１空気が第１吸着熱交換器（61）を上から下に向かって通過する。この第１吸着熱交換器（61）では、外表面に担持された吸着剤に第１空気中の水分が吸着される。その際に生じる吸着熱は、冷媒が吸熱する。その後、水分を奪われた第１空気は、第３開口（53）、第１流出路（44）、排気ファン（26）を順に通過し、排出空気（EA）として排気吹出口（23）から室外へ排出される。

一方、上記室外空気吸込口（21）より流入した第２空気は、空気熱交換器（66）を流通する。その際、第２空気は冷媒によって予熱される。この予熱された第２空気は、第１流入路（43）から第２開口（52）を通って第２熱交換室（42）に送り込まれる。この第２熱交換室（42）では、第２空気が第２吸着熱交換器（62）を上から下へ向かって通過する。この第２吸着熱交換器（62）では、外表面に担持された吸着剤が冷媒により加熱され、この吸着剤から水分が脱離する。その際、第２空気は冷媒によってさらに加熱される。そして、吸着剤から脱離した水分は、第２吸着熱交換器（62）を通過する第２空気に付与される。その後、加湿され且つ加熱された第２空気は、第８開口（58）、第２流出路（46）、給気ファン（25）を順に通過し、供給空気（SA）として給気吹出口（24）から室内へ供給される。

ここで、凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）において、空気熱交換器（66）で吸熱されて熱量が減少した冷媒が流れるが、その凝縮器を流通する第２空気が空気熱交換器（66）によって予熱されているため、暖房能力を低下させることはない。つまり、冷凍サイクルにおける熱ロスは殆ど生じない。

《冷凍サイクルにおける冷媒状態》
ここで、冷房除湿運転および暖房加湿運転における第１冷凍サイクル動作と第２冷凍サイクル動作での冷媒状態について、図９を参照しながら説明する。

まず、上記圧縮機（63）によって冷媒がＡ点（例えば、１００℃）まで圧縮されて吐出される。このＡ点の冷媒は、空気熱交換器（66）でＡ１点（例えば、６５℃）まで冷却されて凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）へ流入し、凝縮してＢ点の冷媒となる。このＢ点の冷媒は、膨張弁（65）によって減圧され、Ｃ点の冷媒となる。このＣ点の冷媒は、蒸発器となる吸着熱交換器（61,62）で蒸発してＤ点の冷媒（例えば、５℃）となり、再び圧縮機（63）に吸入されて圧縮される。

このように、凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）には、圧縮機（63）の高温の吐出冷媒よりも温度の低い冷媒が流入するので、該吸着熱交換器（61,62）における吸着剤やバインダーに対する熱影響を緩和させることができる。これにより、吸着剤等が熱影響によって劣化するのを抑制することができ、その耐久性を確保することができる。また、耐久性を確保できることから、吸着剤やバインダーに耐熱性の高い材料を用いなくてもすむので、コスト低減を図ることができる。

−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態１によれば、凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）を流通する前の圧縮機（63）の吐出冷媒を冷却する冷却手段を設けるようにしたので、その吸着熱交換器（61,62）に圧縮機（63）の吐出冷媒より温度の低い冷媒を流すことができ、吸着熱交換器（61,62）における吸着剤やバインダーへの熱影響を緩和させることができる。これにより、吸着剤やバインダーの熱影響による劣化を抑制することができる。したがって、吸着剤等に耐熱性の高い材料を用いることなく、その耐久性を確保することができる。この結果、装置の信頼性を向上させることができる。

特に、上記冷却手段として、圧縮機（63）の吐出冷媒を空気と熱交換させて冷却する空気熱交換器（66）を用いるようにしたので、装置に取り込んだ空気を利用して冷媒を冷却することができる。これにより、別途水などの冷却源を用いなくてもすむので、装置構成を簡素化できる。

また、冷房除湿運転時では、空気熱交換器（66）で加熱された空気を第１空気として蒸発器となる吸着熱交換器（61,62）へ流すようにしたので、該蒸発器で第１空気より熱回収できる。一方、暖房加湿運転時では、空気熱交換器（66）で加熱された空気を第２空気として凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）へ流すようにしたので、該凝縮器へ予熱された空気を流すことができる。したがって、何れの場合も、冷凍サイクルにおける熱ロスは殆ど生じない。この結果、運転効率を低下させることなく、吸着剤等の耐久性を確実に確保することができる。

《発明の実施形態２》
本実施形態２の調湿装置（10）は、図１０に示すように、上記実施形態１における空気熱交換器（66）の配置箇所を変更したものである。つまり、上記空気熱交換器（66）は、ケーシング（10）内の第２流入路（45）における室内空気吸込口（22）の近傍に配置されている。なお、上記冷媒回路（60）における空気熱交換器（66）の接続位置は、実施形態１と同様である。

この場合、室内空気吸込口（22）より取り込まれた空気を熱交換室（41,42）へ流入する前に空気熱交換器（66）で圧縮機（63）の吐出冷媒と熱交換させて加熱する。つまり、上記空気熱交換器（66）は、該空気熱交換器（66）で加熱された空気を第１空気または第２空気として吸着熱交換器（61,62）へ流すように構成されている。

例えば、冷房除湿運転の場合では、図１１に示すように、上記室外空気吸込口（21）より流入した第１空気としての室外空気（OA）が蒸発器となる吸着熱交換器（61,62）へ流れて除湿されると共に冷却され、給気吹出口（24）から供給空気（SA）として室内へ供給される。一方、上記室内空気吸込口（22）より流入した第２空気としての室内空気（RA）は、空気熱交換器（66）で加熱され、凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）へ流れて水分を付与された後、排気吹出口（23）から排出空気（EA）として室外へ排出される。このように、凝縮器には空気熱交換器（66）で予熱された空気が流通することになるので、熱ロスを防止できる。

また、暖房加湿運転の場合では、図１２に示すように、上記室外空気吸込口（21）より流入した第２空気としての室外空気（OA）が凝縮器となる吸着熱交換器（61,62）へ流れて加湿されると共に加熱され、給気吹出口（24）から供給空気（SA）として室内へ供給される。一方、上記室内空気吸込口（22）より流入した第１空気としての室内空気（RA）は、空気熱交換器（66）で加熱され、蒸発器となる吸着熱交換器（61,62）へ流れて水分が回収された後、排気吹出口（23）から排出空気（EA）として室外へ排出される。このように、空気熱交換器（66）で減少した冷媒の熱量が蒸発器を流通する加熱された第２空気より回収される。その他の構成、作用および効果は、実施形態１と同様である。

《その他の実施形態》
本発明は、上記各実施形態について、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（66）を室外空気吸込口（21）または室内空気吸込口（22）の近傍に配置するようにしたが、これに限らず、例えば排気ファン（26）や給気ファン（25）の上流側の近傍に配置してもよい。つまり、上記空気熱交換器（66）は、冷媒回路（60）において凝縮器へ流れる前の圧縮機（63）の吐出冷媒を冷却する箇所に接続されていれば、如何なる場所に配置してもよい。

また、上記圧縮機（63）の吐出冷媒の冷却手段として空気熱交換器（66）を用いたが、これに限らず、例えば水冷式の熱交換器を用いてもよい。

以上説明したように、本発明は、表面に吸着剤が担持された熱交換器を備えた調湿装置として有用である。

実施形態１に係る調湿装置を示す概略構成図である。 実施形態に係る吸着熱交換器を示す斜視図である。 実施形態１に係る冷房除湿運転時の冷媒回路を示す回路図である。 実施形態１に係る冷房除湿運転時の第１動作における空気の流れを示す調湿装置の概略構成図である。 実施形態１に係る冷房除湿運転時の第２動作における空気の流れを示す調湿装置の概略構成図である。 実施形態１に係る暖房加湿運転時の冷媒回路を示す回路図である。 実施形態１に係る暖房加湿運転時の第１動作における空気の流れを示す調湿装置の概略構成図である。 実施形態１に係る暖房加湿運転時の第２動作における空気の流れを示す調湿装置の概略構成図である。 冷媒回路における冷媒の挙動を示すモリエル線図である。 実施形態２に係る調湿装置を示す概略構成図である。 実施形態２に係る冷房除湿運転時の冷媒回路を示す回路図である。 実施形態２に係る暖房加湿運転時の冷媒回路を示す回路図である。

符号の説明

10 調湿装置
60 冷媒回路
61,62 第１，第２吸着熱交換器（第１，第２熱交換器）
63 圧縮機
65 膨張弁（膨張機構）
66 空気熱交換器（冷却手段）

Claims (3)

1. 圧縮機（63）と第１熱交換器（61）と膨張機構（65）と第２熱交換器（62）とが配管接続されて冷媒循環が可逆に構成され、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（60）と、
   上記第１熱交換器（61）および第２熱交換器（62）のそれぞれ表面に担持された水分の吸脱着可能な吸着剤とを備え、
   上記第１熱交換器（61）および第２熱交換器（62）で冷媒の凝縮と蒸発とを交互に行って空気の湿度調節を行う調湿装置であって、
   上記冷媒回路（60）には、凝縮器となる第１熱交換器（61）または第２熱交換器（62）を流通する前の圧縮機（63）の吐出冷媒を冷却する冷却手段（66）が設けられている
   ことを特徴とする調湿装置
2. 請求項１において、
   上記冷却手段（66）は、圧縮機（63）の吐出冷媒を空気と熱交換させて冷却する空気熱交換器（66）である
   ことを特徴とする調湿装置。
3. 請求項２において、
   上記蒸発器となる熱交換器（61,62）で第１空気の水分を吸着すると同時に凝縮器となる熱交換器（62,61）で第２空気に水分を放出し、水分吸着後の第１空気および水分放出後の第２空気の一方を室内へ供給し且つ他方を室外へ排出するように構成され、
   上記空気熱交換器（66）で圧縮機（63）の吐出冷媒と熱交換した空気が第１空気または第２空気として熱交換器（61,62）を流通するように構成されている
   ことを特徴とする調湿装置。
   
   

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