JP2006329579A - 調湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】調湿装置の冷媒回路の圧縮機の容量制御を行うことにより、室内湿度を迅速に目標湿度に到達させ、快適性の向上を図ることである。
【解決手段】調湿装置は、圧縮機（53）と第１吸着熱交換器（51）と第２吸着熱交換器（52）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50）と、コントローラ（60）とを備えている。蒸発器である吸着熱交換器（51,52）は空気の水分を吸着剤で吸着し、凝縮器である吸着熱交換器（52,51)を流れる空気に水分を放出させて吸着剤を再生する。コントローラ（60）は、容量制御部（70）と補正部（71）とを備えている。容量制御部（70）は室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づいて圧縮機（53）の目標周波数をフィードフォワード制御し、補正部（71）は、目標周波数の補正を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、調湿装置に関し、特に蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路を備えた調湿装置に係るものである。

従来から、ケーシング内に蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路を備え、ケーシング内の空気流通路の切換を行うことにより室内を調湿する調湿装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載の調湿装置は、冷媒回路の２つの熱交換器に吸着剤を担持させて、この熱交換器によって被処理空気の除湿又は加湿を行い、室内に調湿空気を供給させている。そして、この冷媒回路は冷媒循環方向が切換可能に構成されている。

上記調湿装置は、除湿運転において、先ず、ケーシング内に取り込まれた室外空気を、蒸発器となる第１熱交換器で除湿して室内に供給すると同時に、ケーシング内に取り込まれた室内空気に、凝縮器となる第２熱交換器の吸着剤から水分を放出させて吸着剤を再生し、加湿した室内空気を排気する第１のバッチ運転が行われる。そして、冷媒回路の冷媒循環方向及びケーシング内の空気流通路を切り換えて、ケーシング内に取り込まれた室外空気を、蒸発器となる第２熱交換器で除湿して室内に供給すると同時に、ケーシング内に取り込まれた室内空気に、凝縮器となる第１熱交換器の吸着剤から水分を放出させて吸着剤を再生し、加湿した室内空気を排気する第２のバッチ運転が行われる。

一方、上記調湿装置は、加湿運転において、室外空気が凝縮器となる第１熱交換器により加湿されて室内に供給され、室内空気が蒸発器となる第２熱交換器により除湿されて排気される第１のバッチ運転と、室外空気が凝縮器となる第２熱交換器により加湿されて室内に供給され、室内空気が蒸発器となる第１熱交換器により除湿されて排気される第２のバッチ運転とが行われる。このようにして、第１のバッチ運転と第２のバッチ運転を交互に行うことにより、室内の調湿が行われる。
特開２００４−２９４０４８号公報

ところで、室内の快適な調湿を行うには、室内湿度が快適な目標湿度になるような制御が必要となる。

しかしながら、特許文献１に記載の調湿装置は、室内を目標湿度にするための圧縮機の容量制御については何らの手段も講じられていなかった。この結果、室内湿度が目標湿度に到達するまでに長時間を要する場合もあり、室内環境の快適性に欠ける場合もあった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、調湿装置の冷媒回路の圧縮機の容量制御を行うことにより、室内湿度を迅速に目標湿度に到達させ、快適性の向上を図ることを目的とする。

第１の発明は、容量可変の圧縮機（53,101）と第１熱交換器（51,102）及び第２熱交換器（52,104）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50,100）と、吸着剤より成る第１吸着部材（81,111）及び第２吸着部材（82,112）とを備え、上記第１熱交換器（51,102）及び第２熱交換器（52,104）で、第１空気及び第２空気を加熱又は冷却する一方、上記第１吸着部材（81,111）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第２吸着部材（82,112）で第２空気に水分を放出する第１のバッチ運転と、上記第２吸着部材（82,112）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第１吸着部材（81,111）で第２空気に水分を放出する第２のバッチ運転とを交互に行い、上記第１空気及び上記第２空気の少なくとも何れか一方を外気（OA）とし、この外気（OA）からなる第１空気及び第２空気の何れか一方を調湿空気（SA）に生成して室内に供給する調湿装置であって、少なくとも室内湿度と室内の目標湿度と外気湿度とに基づき上記圧縮機（53,101）の目標容量を導出し、該目標容量になるように圧縮機（53,101）の運転容量を制御する容量制御手段（70）を備えている。

この第１の発明では、上記容量制御手段（70）により、少なくとも室内湿度と室内の目標湿度と外気湿度とに基づいて、圧縮機（53,101）の目標容量を導出し、圧縮機（53,101）の運転容量が上記目標容量になるように制御する。そして、室内湿度を目標湿度にするために適した調湿空気（SA）を室内に供給する。

第２の発明は、容量可変の圧縮機（53）と吸着剤が担持された第１熱交換器（51）及び第２熱交換器（52）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50）を備え、上記第１熱交換器（51）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第２熱交換器（52）で第２空気に水分を放出する第１のバッチ運転と、上記第２熱交換器（52）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第１熱交換器（51）で第２空気に水分を放出する第２のバッチ運転とを交互に行い、上記第１空気及び上記第２空気の少なくとも何れか一方を外気（OA）とし、この外気（OA）からなる第１空気及び第２空気の何れか一方を調湿空気（SA）に生成して室内に供給する調湿装置であって、室内湿度と室内の目標湿度と外気湿度とに基づき上記圧縮機（53）の目標容量を導出し、該目標容量になるように圧縮機（53）の運転容量を制御する容量制御手段（70）を備えている。

この第２の発明では、上記容量制御手段（70）により、室内湿度と室内の目標湿度と外気湿度とに基づいて、圧縮機（53）の目標容量を導出し、圧縮機（53）の運転容量が上記目標容量になるように制御する。そして、室内湿度を目標湿度にするために適した調湿空気（SA）を室内に供給する。

第３の発明は、容量可変の圧縮機（53）と吸着剤が担持された第１熱交換器（51）及び第２熱交換器（52）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50）を備え、上記第１熱交換器（51）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第２熱交換器（52）で第２空気に水分を放出する第１のバッチ運転と、上記第２熱交換器（52）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第１熱交換器（51）で第２空気の水分を放出する第２のバッチ運転とを交互に行い、上記第１空気及び上記第２空気の少なくとも何れか一方を外気（OA）とし、この外気（OA）からなる第１空気及び第２空気の何れか一方を調湿空気（SA）に生成して室内に供給する調湿装置であって、室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づき上記圧縮機（53）の目標容量を導出し、該目標容量になるように圧縮機（53）の運転容量を制御する容量制御手段（70）を備えている。

この第３の発明では、上記容量制御手段（70）により、室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づいて、圧縮機（53）の目標容量を導出し、圧縮機（53）の運転容量が上記目標容量になるように制御する。そして、室内湿度を目標湿度にするために適した調湿空気（SA）を室内に供給する。

第４の発明は、第１〜第３の発明の何れかにおいて、連続する複数のバッチ運転を１つの補正周期とし、前回の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差、及び現在の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差に基づき、容量制御手段（70）の目標容量を補正する補正手段（71）を備えている。

この第４の発明では、第１〜第３の発明の何れかにおいて、上記補正手段（71）により、前回の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差、及び現在の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差に基づいて、室内湿度と目標湿度との偏差が小さくなるように、上記容量制御手段（70）の目標容量を補正する。

第５の発明は、第４の発明において、上記補正手段（71）は、運転モードの変更又は圧縮機（53）の停止時にリセットされる。

この第５の発明では、第４の発明において、上記補正手段（71）を、運転モードの変更又は圧縮機（53）の停止時にリセットし、再運転時における圧縮機（53）の運転容量が、前回運転時の補正により影響を受けないようにする。

第６の発明は、容量可変の圧縮機（53）と吸着剤が担持された第１熱交換器（51）及び第２熱交換器（52）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50）を備え、上記第１熱交換器（51）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第２熱交換器（52）で第２空気に水分を放出する第１のバッチ運転と、上記第２熱交換器（52）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第１熱交換器（51）で第２空気に水分を放出する第２のバッチ運転とを交互に行い、上記第１空気及び上記第２空気の少なくとも何れか一方を外気（OA）とし、この外気（OA）からなる第１空気及び第２空気の何れか一方を調湿空気（SA）に生成して室内に供給する調湿装置であって、連続する複数のバッチ運転における上記調湿空気（SA）の平均湿度が目標湿度になるように上記圧縮機（53）の運転容量を増減制御する容量制御手段（70）を備えている。

この第６の発明では、例えば、加湿運転時において、上記容量制御手段（70）により、調湿空気（SA）の平均湿度が目標湿度より高い場合は、圧縮機（53）の運転容量を減少させ、調湿空気の（SA）の平均湿度が目標湿度より低い場合は、圧縮機の運転容量を増大させる。

第７の発明は、第１〜第３及び第６の発明の何れかにおいて、上記圧縮機（53）は、インバータ制御され、該圧縮機（53）の運転容量及び目標容量は、圧縮機（53）の運転周波数及び目標周波数である。

この第７の発明では、第１〜第３及び第６の発明の何れかにおいて、インバータ制御により、上記圧縮機（53）の運転周波数及び目標周波数を制御する。

上記第１及び第２の発明によれば、上記容量制御手段（70）により、室内湿度と室内の目標湿度と外気湿度とに基づいて、圧縮機（53,101）の運転容量を制御するようにしたために、圧縮機の運転容量をフィードフォワード制御して、室内湿度を目標湿度にするために適した湿度の調湿空気（SA）を室内に供給することができる。その結果、室内湿度を、迅速に目標湿度とすることできるので、室内環境の快適性を向上させることができる。

また、上記第３の発明によれば、上記容量制御手段（70）により、室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づいて、圧縮機（53）の運転容量を制御するようにしたために、圧縮機の容量をフィードフォワード制御して、室内湿度を目標湿度にするためにより適した調湿空気（SA）を室内に供給することができる。その結果、室内湿度を、より迅速に目標湿度とすることができるので、室内環境の快適性を向上させることができる。

また、上記第４の発明によれば、上記補正手段（71）により、前回の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差、及び現在の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差に基づいて、上記圧縮機（53）の目標容量を補正するようにしたために、室内湿度と目標湿度との偏差を小さくすることができる。その結果、より確実に室内湿度を目標湿度に近づけることができるので、室内環境の快適性をさらに向上させることができる。

また、上記第５の発明によれば、上記補正手段（71）が、運転モードの変更又は圧縮機（53）の停止時にリセットされるために、運転停止後の再運転時において、前回運転時の補正により影響を受けることがない。

また、上記第６の発明によれば、上記容量制御手段（70）により、上記調湿空気（SA）の平均湿度が目標湿度になるように上記圧縮機（53）の運転容量を増減制御を行うようにしたために、圧縮機（53）の運転容量をフィードバック制御して、例えば、加湿運転時においては、上記調湿空気（SA）の平均湿度が目標湿度より高い場合は、圧縮機（53）の運転容量を減少させ、上記調湿空気（SA）の平均湿度が目標湿度より低い場合は、圧縮機（53）の運転容量を増大させることができる。このようにして、室内に目標湿度の調湿空気（SA）を供給することが可能となるので、室内湿度は次第に目標湿度に到達し、室内環境の快適性を向上させることができる。

また、上記第７の発明によれば、インバータ制御により、上記圧縮機（53）の運転周波数及び目標周波数を制御するので、制御が簡単かつ正確に行われる。

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》
本発明の実施形態１について説明する。図１に示すように、本実施形態の調湿装置（10）は、除湿した空気を室内へ供給する除湿運転と、加湿した空気を室内へ供給する加湿運転とが可能に構成されている。

上記調湿装置（10）は、冷媒回路（50）と、制御手段であるコントローラ（60）とを備えている。図１に示すように、この冷媒回路（50）は、第１吸着熱交換器（51）、第２吸着熱交換器（52）、圧縮機（53）、四方切換弁（54）、及び電動膨張弁（55）が設けられた閉回路である。この冷媒回路（50）は、充填された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。

上記冷媒回路（50）において、圧縮機（53）は、その吐出側が四方切換弁（54）の第１のポートに、その吸入側が四方切換弁（54）の第２のポートにそれぞれ接続されている。第１吸着熱交換器（51）の一端は、四方切換弁（54）の第３のポートに接続されている。第１吸着熱交換器（51）の他端は、電動膨張弁（55）を介して第２吸着熱交換器（52）の一端に接続されている。第２吸着熱交換器（52）の他端は、四方切換弁（54）の第４のポートに接続されている。

上記四方切換弁（54）は、第１のポートと第３のポートが連通して第２のポートと第４のポートが連通する第１状態（図１(Ａ)に示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通して第２のポートと第３のポートが連通する第２状態（図１(Ｂ)に示す状態）とに切り換え可能となっている。

図２に示すように、第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）は、何れもクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。これら吸着熱交換器（51,52）は、銅製の伝熱管（58）とアルミニウム製のフィン（57）とを備えている。吸着熱交換器（51,52）に設けられた複数のフィン（57）は、それぞれが長方形板状に形成され、一定の間隔で並べられている。また、伝熱管（58）は、各フィン（57）を貫通するように設けられている。

第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）の各フィン（57）の表面には、それぞれ、吸着剤が担持されることにより第１吸着剤層（81）及び第２吸着剤層（82）が形成され、第１吸着部材及び第２吸着部材を構成している。上記各フィン（57）の間を通過する空気は、上記各吸着剤層（81,82）の吸着剤と接触する。この吸着剤としては、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性の官能基を有する有機高分子材料など、空気中の水蒸気を吸着できるものが用いられる。

上記圧縮機（53）は、スクロール型の圧縮機であり、運転周波数が可変に構成されている。尚、上記運転周波数の最大値は２１０Ｈｚである。

上記コントローラ（60）は容量制御部（70）と補正部（71）とを備えている。上記容量制御部（70）は、室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づいて、圧縮機（53）の目標容量を導出し、該目標容量になるように上記圧縮機（53）の運転容量をフィードフォワード制御する容量制御手段を構成している。また、補正部（71）は、連続する複数のバッチ運転を１つの補正周期とし、前回の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差、及び現在の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差に基づき、容量制御部（70）の目標容量を補正する補正手段を構成している。

尚、図示しないが、上記調湿装置（10）には、室内湿度及び室内温度を検出する室内湿度センサ及び室内温度センサと、外気湿度及び外気温度を検出する外気湿度センサ及び外気温度センサとが設けられている。

−運転動作−
本実施形態の調湿装置（10）では、除湿運転と加湿運転とが行われる。除湿運転中や加湿運転中の調湿装置（10）は、取り込んだ外気（OA）を調湿してから供給空気（SA）として室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気（RA）を排出空気（EA）として室外へ排出する。つまり、除湿運転中や加湿運転中の調湿装置（10）は、室内の換気を行っている。また、上記調湿装置（10）は、除湿運転中と加湿運転中の何れにおいても、第１のバッチ運転と第２のバッチ運転を所定時間間隔（例えば３分間）で交互に繰り返すバッチ式運転を行う。

上記調湿装置（10）は、除湿運転中であれば第１空気として外気（OA）を、第２空気として室内空気（RA）をそれぞれ取り込む。また、上記調湿装置（10）は、加湿運転中であれば第１空気として室内空気（RA）を、第２空気として外気（OA）をそれぞれ取り込む。

先ず、第１のバッチ運転について説明する。第１のバッチ運転中には、第１吸着熱交換器（51）へ第２空気が、第２吸着熱交換器（52）へ第１空気がそれぞれ送り込まれる。この第１のバッチ運転では、第１吸着熱交換器（51）についての再生動作と、第２吸着熱交換器（52）についての吸着動作とが行われる。

図１(Ａ)に示すように、第１のバッチ運転中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第１状態に設定される。圧縮機（53）を運転すると、冷媒回路（50）内で冷媒が循環する。具体的に、圧縮機（53）から吐出された冷媒は、第１吸着熱交換器（51）で放熱して凝縮する。第１吸着熱交換器（51）で凝縮した冷媒は、電動膨張弁（55）を通過する際に減圧され、その後に第２吸着熱交換器（52）で吸熱して蒸発する。第２吸着熱交換器（52）で蒸発した冷媒は、圧縮機（53）へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機（53）から吐出される。

このように、第１のバッチ運転中の冷媒回路（50）では、第１吸着熱交換器（51）が凝縮器となり、第２吸着熱交換器（52）が蒸発器となる。第１吸着熱交換器（51）では、フィン（57）表面の吸着剤が伝熱管（58）内の冷媒によって加熱され、加熱された吸着剤から脱離した水分が第２空気に付与される。一方、第２吸着熱交換器（52）では、フィン（57）表面の吸着剤に第１空気中の水分が吸着され、発生した吸着熱が伝熱管（58）内の冷媒に吸熱される。

そして、除湿運転中であれば、第２吸着熱交換器（52）で除湿された第１空気が室内へ供給され、第１吸着熱交換器（51）から脱離した水分が第２空気と共に室外へ排出される。一方、加湿運転中であれば、第１吸着熱交換器（51）で加湿された第２空気が室内へ供給され、第２吸着熱交換器（52）に水分を奪われた第１空気が室外へ排出される。

次に、第２のバッチ運転について説明する。第２のバッチ運転中には、第１吸着熱交換器（51）へ第１空気が、第２吸着熱交換器（52）へ第２空気がそれぞれ送り込まれる。この第２のバッチ運転では、第２吸着熱交換器（52）についての再生動作と、第１吸着熱交換器（51）についての吸着動作とが行われる。

図１(Ｂ)に示すように、第２のバッチ運転中の冷媒回路（50）では、四方切換弁（54）が第２状態に設定される。圧縮機（53）を運転すると、冷媒回路（50）内で冷媒が循環する。具体的に、圧縮機（53）から吐出された冷媒は、第２吸着熱交換器（52）で放熱して凝縮する。第２吸着熱交換器（52）で凝縮した冷媒は、電動膨張弁（55）を通過する際に減圧され、その後に第１吸着熱交換器（51）で吸熱して蒸発する。第１吸着熱交換器（51）で蒸発した冷媒は、圧縮機（53）へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機（53）から吐出される。

このように、冷媒回路（50）では、第２吸着熱交換器（52）が凝縮器となり、第１吸着熱交換器（51）が蒸発器となる。第２吸着熱交換器（52）では、フィン（57）表面の吸着剤が伝熱管（58）内の冷媒によって加熱され、加熱された吸着剤から脱離した水分が第２空気に付与される。一方、第１吸着熱交換器（51）では、フィン（57）表面の吸着剤に第１空気中の水分が吸着され、発生した吸着熱が伝熱管（58）内の冷媒に吸熱される。

そして、除湿運転中であれば、第１吸着熱交換器（51）で除湿された第１空気が室内へ供給され、第２吸着熱交換器（52）から脱離した水分が第２空気と共に室外へ排出される。一方、加湿運転中であれば、第２吸着熱交換器（52）で加湿された第２空気が室内へ供給され、第１吸着熱交換器（51）に水分を奪われた第１空気が室外へ排出される。

−圧縮機容量の制御動作−
次に、上記コントローラ（60）による上記圧縮機（53）の運転周波数の制御を図３に基づいて説明する。

上記容量制御部（70）は、連続した複数バッチ運転（例えば４バッチ運転）を制御周期として、上記圧縮機（53）の０Ｈｚ〜２１０Ｈｚまでの運転周波数を０ステップ〜２４ステップまでのステップに分けて制御する。そして、上記容量制御部（70）は、運転開始時に室内の目標湿度が入力され、各制御周期の開始時に、各センサから室内湿度と室内温度と外気湿度と外気温度の実測値が入力される。

先ず、調湿装置（10）の運転を開始すると、第１回目の制御周期が開始する。そこで、ステップＳＴ１において、上記容量制御部（70）は、運転開始時に入力された室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づいて、上記圧縮機（53）の第１回目の目標周波数（INVFF(1)）を導出する。

該目標周波数（INVFF(1)）は、例えば、室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とをパラメーターとして上記圧縮機（53）の周波数を算出する相関式を用いて導出される。上記相関式は、室内湿度を目標湿度にするために適した圧縮機周波数を導出する式である。具体的には、室内を目標湿度にするためには、適切な調湿処理が施された供給空気（SA）を供給する必要があり、この調湿処理条件は、調湿処理される外気の湿度及び温度と、供給空気（SA）が供給される室内の湿度と温度と目標湿度によって決定することができるので、上記相関式は、外気をこのように適切に調湿処理するための圧縮機（53）の目標周波数（INVFF(1)）と、室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度との関係から予め求められた演算式である。その後、ステップＳＴ２に移り、上記容量制御部（70）は、第１回目の制御周期において、上記圧縮機（53）の運転周波数（INV(1))が上記目標周波数（INVFF(1)）となるように制御し、リターンする。

次に、第ｎ回目（ｎは２以上の整数）の制御周期では、上記ステップＳＴ１において、上記容量制御部（70）が、上記相関式を用いて、運転開始時に入力された室内の目標湿度と第ｎ回目の制御周期開始時に入力された室内湿度と室内温度と外気湿度と外気温度とに基づいて、第ｎ回目の制御周期における上記圧縮機（53）の目標周波数（INVFF(n)）を導出する。

その後、ステップＳＴ３に移り、上記補正部（71）は、上記制御周期を補正周期とし、上記コントローラ（60）に入力された目標湿度と室内湿度とから導出されるステップ補正値（INVcom(N)）を導出した後、ステップ４において、上記目標周波数（INVFF(n)）をステップ補正値（INVcom(N)）により補正する。この補正は、例えば、室内の人数が急激に増減したり、屋外で急に雨が降ったりすることにより、室内湿度及び室内温度、外気湿度及び外気温度とが大きく変動することもあるので、このような変動がおきた場合であっても、適切に調湿処理された供給空気（SA）を供給するために行われる。

具体的には、先ず、第（ｎ−１）回目の制御周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差ΔRH(n-1)と、第ｎ回目の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差ΔRH(n)とから比例積分制御による次式（１）により補正値（INVcom(n)）を算出する。尚、式（１）のａは定数である。

（INVcom(n)）＝｛ΔRH(n-1)−ΔRH(n)｝＋ａ｛ΔRH(n-1)＋ΔRH(n)｝・・・（１）
そして、第ｎ回目のステップ補正値（INVcom(N)）は、例えば、図４に示すようなマップから、上記補正値（INVcom(n)）より導出される。具体的には、補正値（INVcom(n)）が−７．５以下である場合は、ステップ補正値（INVcom(N)）は−８となる。そして、jを−7から−１までの整数とし、補正値（INVcom(n)）が（j−０．５）より大きく且つ（j＋０．５）以下である場合は、ステップ補正値（INVcom(N)）はjとなる。また、補正値（INVcom(n)）が−０．５より大きく０．５より小さい場合は、ステップ補正値（INVcom(n)）は０とする。そして、iを１から７までの整数とし、補正値（INVcom(n)）が（i−０．５）以上且つ（i＋０．５）より小さい場合は、ステップ補正値（INVcom(N)）はiとなり、補正値（INVcom(n)）が７．５以上である場合は、ステップ補正値（INVcom(N)）は８となる。

上記補正部（71）は、第ｎ回目の制御周期における上記圧縮機の運転周波数（INV(n)）が、上記目標周波数（INVFF(n)）にステップ補正値（INVcom(N)）を加えた｛（INVFF(n)）＋（INVcom(N)）｝となるように制御し、リターンする。

そして、運転モード変更及び上記圧縮機（53）の停止の際には、上記補正部（71）はリセットされる。再運転における第１回目の制御周期においては、上記容量制御部（70）のみによる上記圧縮機（53）の運転周波数制御が行われ、第２回目以降は、容量制御部（70）及び補正部（71）とによる上記圧縮機（53）の運転周波数制御が行われる。

−実施形態１の効果−
本実施形態の調湿空気（10）は、上記コントローラ（60）の容量制御部（70）により、室内湿度と室内温度と上記目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づいて、予め圧縮機（53）の目標周波数（INVFF(n)）を導出するフィードフォワード制御が行われるので、適切な調湿処理が施された供給空気（SA）を室内に供給することができる。その結果、室内湿度を目標湿度に近づけることができ、室内環境の快適性を向上させることができる。

また、上記調湿装置（10）のコントローラ（60）は、補正部（71）を備えているために、上記目標周波数（INVFF(n)）を補正した運転周波数（INV(n)）で圧縮機（53）が運転されるように制御することができる。その結果、室内の人数が急に増減したり、屋外で雨が降ったりすることにより、室内湿度及び室内温度、外気湿度及び外気温度とが急に変動しても、室内湿度をより確実に目標湿度に近づけることができるので、室内環境の快適性を確実に向上させることができる。

また、上記補正部（71）は、運転モード変更及び上記圧縮機（53）の停止の際にリセットされるので、再運転において、前回運転時のステップ補正値（INVcom(N)）によって、不必要な補正がなされることがない。

《発明の実施形態２》
本実施形態は、上記実施形態１のコントローラ（60）が、圧縮機（53）の運転周波数を、容量制御部（70）により、室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度と室内の湿度及び温度とに基づいて導出される目標周波数（INVFF(n)）と、補正部（71）により、室内の実際の湿度と目標湿度との偏差から導出されるステップ補正値（INVcom(N)）とから制御したことに代わり、コントローラ（60）の容量制御部（70）が連続する複数のバッチ運転（例えば、２バッチ運転）における供給空気（SA）の平均湿度が目標湿度になるように圧縮機（53）の運転周波数を増減制御するものである。つまり、本実施形態は、圧縮機（53）の容量をフィードバック制御するようにしたものである。

本実施形態の調湿装置（10）のコントローラ（60）には、室内の目標湿度が予め入力されると共に、供給空気（SA）の湿度が常時入力されている。上記容量制御部（70）は、連続する所定の複数バッチ運転毎に、供給空気（SA）の平均湿度を算出し、該平均湿度が上記目標湿度となるように、上記圧縮機（53）の運転周波数を制御する。

具体的には、除湿運転時において、供給空気（SA）の平均湿度が目標湿度より高い場合は、供給空気（SA）の平均湿度を下げるために、圧縮機（53）の運転周波数が大きくなるように制御し、供給空気（SA）の平均湿度が目標湿度より低い場合は供給空気（SA）の平均湿度を上げるために、圧縮機（53）の運転周波数が小さくなるように制御する。

一方、加湿運転時において、供給空気（SA）の平均湿度が目標湿度より高い場合は、供給空気（SA）の平均湿度を下げるために、圧縮機（53）の運転周波数が小さくなるように制御し、供給空気（SA）の平均湿度が目標湿度より低い場合は供給空気（SA）の平均湿度を上げるために、圧縮機（53）の運転周波数が大きくなるように制御する。

上記容量制御部（70）が、以上のような制御を繰り返すことにより、目標湿度と同じ湿度の供給空気（SA）を室内に供給することができる。その結果、室内湿度は目標湿度に到達し、室内環境の快適性を向上させることができる。

その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同じである。

《発明の実施形態３》
本実施形態の調湿装置（10）は、図５に示すように、冷媒回路（100）と制御手段であるコントローラ（60）とを備えている。そして、本実施形態の調湿装置（10）は、上記実施形態１の調湿装置（10）が、熱交換器のフィン表面に吸着部材である吸着剤層(111,112)が形成された吸着熱交換器（51,52）を用いたことに代わり、図５に示すように、冷媒回路（100）の熱交換器（102,103）とは別に設けられた吸着部材である２つの吸着素子（111,112）を備えている。

上記冷媒回路（100）は、圧縮機（101）と凝縮器（102）と膨張弁（103）と蒸発器（104）が順に接続された閉回路である。冷媒回路（100）で冷媒を循環させると、蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。上記圧縮機（101）はインバータ制御により容量可変に構成されている。また、第１吸着素子（111）及び第２吸着素子（112）は、ゼオライト等の吸着剤を備えている。各吸着素子（111,112）には多数の空気通路が形成されており、この空気通路を通過する際に空気が吸着剤と接触する。

この調湿装置（10）は、第１のバッチ運転と第２のバッチ運転を繰り返す。図５(Ａ)に示すように、第１のバッチ運転中の調湿装置（10）は、凝縮器（102）で加熱された空気を第１吸着素子（111）へ供給して吸着剤を再生する一方、第２吸着素子（112）に水分を奪われた空気を蒸発器（104）で冷却する。また、図５(Ｂ)に示すように、第２のバッチ運転中の調湿装置（10）は、凝縮器（102）で加熱された空気を第２吸着素子（112）へ供給して吸着剤を再生する一方、第１吸着素子（111）に水分を奪われた空気を蒸発器（104）で冷却する。そして、この調湿装置（10）は、吸着素子（111,112）を通過する際に除湿された空気を室内へ供給する除湿運転と、吸着素子（111,112）を通過する際に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。

本実施形態のコントローラ（60）は、実施形態１のコントローラ（60）と同様に、容量制御部（70）及び補正部（71）とを備え、該容量制御部（70）及び該補正部（71）とが、所定の制御周期毎に圧縮機（101）の運転周波数の制御を行うように構成されている。尚、上記調湿装置（10）には、図示しない室内湿度を検出する室内湿度センサと、外気湿度を検出する外気湿度センサとが設けられている。上記コントローラ（60）には、運転開始時に室内の目標湿度が入力されると共に、所定の制御周期開始時に上記各湿度センサの測定値が入力される。

そして、本実施形態の容量制御部（70）は、室内の目標湿度と、各制御周期開始時の室内湿度と外気湿度とに基づいて、圧縮機（101）の目標周波数を導出し、該目標周波数になるように上記圧縮機（53）の運転周波数をフィードフォワード制御する容量制御手段を構成している。上記目標周波数は、室内湿度と室内の目標湿度と外気湿度と圧縮機の周波数との相関式などを用いて導出する。

また、上記補正部（71）は、実施形態１と同様に、連続する複数のバッチ運転を１つの補正周期とし、前回の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差、及び現在の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差に基づき、容量制御部（70）の目標容量を補正する。

その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同じである。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態１においては、上記容量制御部（70）が室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づいて圧縮機（53）の目標容量を導出したが、第１及び第２の発明においては、容量制御部（70）が室内湿度と室内の目標湿度と外気湿度とに基づいて圧縮機（53）の目標容量を導出してもよい。また、上記実施形態３においては、上記容量制御部（70）が室内湿度と室内の目標湿度と外気温度とに基づいて圧縮機（101）の目標容量を導出したが、第１の発明においては、少なくとも室内湿度と室内の目標湿度と外気温度とに基づいて圧縮機（101）の目標容量を導出すればよく、室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づいて圧縮機（101）の目標容量を導出してもよい。そして、これらの導出方法は特に限定されない。

また、実施形態３の容量制御部（70）は、実施形態２のようにフィードバック制御するように構成してもよい。

また、上記実施形態１におけるコントローラ（60）では、容量制御部（70）が相関式により目標周波数(INVFF(n))を導出し、補正部（71）が比例積分制御による演算式により補正値（INVcom(n)）を算出したが、導出方法はこれらに限定されず、予め記憶する数値データのテーブルや、比例制御、積分制御、微分制御などを単独で又は組み合わせた演算式など用いてもよい。

また、調湿装置（10）の運転モードや室内環境などによって、制御方法を使い分けてもよい。例えば、除湿運転時においては、上記実施形態１のようなコントローラ（60）の容量制御部（70）と補正部（71）とによる制御を行い、加湿運転時においては、上記実施形態２のような調湿空気の平均湿度により圧縮機（53）の周波数を制御してもよいし、導出する演算式などを、室内外の環境条件や目標湿度などによって数種使いわけてもよい。

また、上記実施形態１においては、制御周期毎に容量制御部（70）による目標周波数（INVFF(n)）導出部の導出と、補正部（71）によるステップ補正値（INVCOM(N)）の導出を行ったが、これに限定されない。例えば、４バッチ毎に容量制御部（70）による目標周波数（INVFF(n)）の導出を行い、２バッチ毎に補正部（71）による補正を行い、２バッチ毎に圧縮機（53）の運転周波数を制御してもよい。また、第１〜第３の発明においては、上記調湿装置（10）は容量制御部（70）のみで制御を行ってもよい。

また、上記実施形態１において、容量制御部（70）及び補正部（71）が運転開始時に入力された室内の目標湿度を用いて制御を行うが、目標湿度が制御周期毎等に自動又は手動で入力され、この運転中に入力される目標湿度に基づいて制御が行われるようにしてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50）を備えた調湿装置として有用である。

実施形態１の冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(Ａ)は第１のバッチ運転中の動作を示すものであり、(Ｂ)は第２のバッチ運転中の動作を示すものである。 吸着熱交換器の概略斜視図である。 実施形態１に係る制御機構を示す図である。 実施形態１に係る補正部のステップ補正値の導出方法を示す表である。 実施形態３に係る調湿装置の概略構成図であって、(Ａ)は第１のバッチ運転中の動作を示すものであり、(Ｂ)は第２のバッチ運転中の動作を示すものである。

符号の説明

10 調湿装置
50 冷媒回路
51 第１吸着熱交換器（第１熱交換器）
52 第２吸着熱交換器（第２熱交換器）
53 圧縮機
70 容量制御部（容量制御手段）
71 補正部（補正手段）
81 第１吸着剤層（第１吸着部材）
82 第２吸着剤層（第２吸着部材）
100 冷媒回路
101 圧縮機
102 凝縮器（第１熱交換器、第２熱交換器）
103 蒸発器（第１熱交換器、第２熱交換器）
111 第１吸着素子（第１吸着部材）
112 第２吸着素子（第２吸着部材）
OA 外気
SA 供給空気（調湿空気）

Claims (7)

1. 容量可変の圧縮機（53,101）と、第１熱交換器（51,102）及び第２熱交換器（52,104）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50,100）と、
   吸着剤より成る第１吸着部材（81,111）及び第２吸着部材（82,112）とを備え、
   上記第１熱交換器（51,102）及び第２熱交換器（52,104）で、第１空気及び第２空気を加熱又は冷却する一方、上記第１吸着部材（81,111）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第２吸着部材（82,112）で第２空気に水分を放出する第１のバッチ運転と、上記第２吸着部材（82,112）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第１吸着部材（81,111）で第２空気に水分を放出する第２のバッチ運転とを交互に行い、上記第１空気及び上記第２空気の少なくとも何れか一方を外気（OA）とし、この外気（OA）からなる第１空気及び第２空気の何れか一方を調湿空気（SA）に生成して室内に供給する調湿装置であって、
   少なくとも、室内湿度と室内の目標湿度と外気湿度とに基づき上記圧縮機（53,101）の目標容量を導出し、該目標容量になるように圧縮機（53,101）の運転容量を制御する容量制御手段（70）を備えている
   ことを特徴とする調湿装置。
2. 容量可変の圧縮機（53）と、吸着剤が担持された第１熱交換器（51）及び第２熱交換器（52）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50）を備え、
   上記第１熱交換器（51）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第２熱交換器（52）で第２空気に水分を放出する第１のバッチ運転と、上記第２熱交換器（52）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第１熱交換器（51）で第２空気に水分を放出する第２のバッチ運転とを交互に行い、上記第１空気及び上記第２空気の少なくとも何れか一方を外気（OA）とし、この外気（OA）からなる第１空気及び第２空気の何れか一方を調湿空気（SA）に生成して室内に供給する調湿装置であって、
   室内湿度と室内の目標湿度と外気湿度とに基づき上記圧縮機（53）の目標容量を導出し、該目標容量になるように圧縮機（53）の運転容量を制御する容量制御手段（70）を備えている
   ことを特徴とする調湿装置。
3. 容量可変の圧縮機（53）と、吸着剤が担持された第１熱交換器（51）及び第２熱交換器（52）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50）を備え、
   上記第１熱交換器（51）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第２熱交換器（52）で第２空気に水分を放出する第１のバッチ運転と、上記第２熱交換器（52）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第１熱交換器（51）で第２空気の水分を放出する第２のバッチ運転とを交互に行い、上記第１空気及び上記第２空気の少なくとも何れか一方を外気（OA）とし、この外気（OA）からなる第１空気及び第２空気の何れか一方を調湿空気（SA）に生成して室内に供給する調湿装置であって、
   室内湿度と室内温度と室内の目標湿度と外気湿度と外気温度とに基づき上記圧縮機（53）の目標容量を導出し、該目標容量になるように圧縮機（53）の運転容量を制御する容量制御手段（70）を備えている
   ことを特徴とする調湿装置。
4. 請求項１〜３の何れか１項において、
   連続する複数のバッチ運転を１つの補正周期とし、前回の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差、及び現在の補正周期における実際の室内湿度と目標湿度との偏差に基づき、容量制御手段（70）の目標容量を補正する補正手段（71）を備えている
   ことを特徴とする調湿装置。
5. 請求項４において、
   上記補正手段（71）は、運転モードの変更又は圧縮機（53）の停止時にリセットされる
   ことを特徴とする調湿装置。
6. 容量可変の圧縮機（53）と、吸着剤が担持された第１熱交換器（51）及び第２熱交換器（52）とを有する蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷媒回路（50）を備え、
   上記第１熱交換器（51）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第２熱交換器（52）で第２空気に水分を放出する第１のバッチ運転と、上記第２熱交換器（52）で第１空気の水分を吸着し且つ上記第１熱交換器（51）で第２空気に水分を放出する第２のバッチ運転とを交互に行い、上記第１空気及び上記第２空気の少なくとも何れか一方を外気（OA）とし、この外気（OA）からなる第１空気及び第２空気の何れか一方を調湿空気（SA）に生成して室内に供給する調湿装置であって、
   連続する複数のバッチ運転における上記調湿空気（SA）の平均湿度が目標湿度になるように上記圧縮機（53）の運転容量を増減制御する容量制御手段（70）を備えている
   ことを特徴とする調湿装置。
7. 請求項１〜３及び６の何れか１項において、
   上記圧縮機（53）は、インバータ制御され、該圧縮機（53）の運転容量及び目標容量は、圧縮機（53）の運転周波数及び目標周波数である
   ことを特徴とする調湿装置。

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