JP2007100968A - 調湿装置及びそれを備えた空気調和システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】調湿装置7は、水分を吸着及び脱離する吸着材を有しており、吸着材との接触により調湿された調湿空気SA2を室内へ供給する調湿装置であって、吸着材の加熱及び冷却の少なくとも一方を行うための冷媒が流れる調湿側冷媒回路10cと、調湿側冷媒回路10cを構成する機器が収容されるケーシング81とを備えている。このケーシング81は、室内空気RAを取り込んで熱交換を行い室内へ供給する天井埋込型の利用ユニット3のユニット本体41の下面に設けられる。
【選択図】図5
Description
本発明の課題は、給水配管を設けることなく除加湿が可能で、かつ、コンパクトに天井埋込型空気調和ユニットに設けることが可能な調湿装置を提供することにある。
この調湿装置では、吸着熱交換器に吸着材を設けているため、吸着材を冷媒によって効率よく加熱し又は冷却することができる。これにより、吸着材と空気の間で授受される水分の量を増大させることができ、調湿装置の能力向上あるいは調湿装置のコンパクト化が促進される。
この調湿装置では、調湿空気を室内へ供給するための調湿側給気口が、温調側吸気口に連通するように調湿装置ケーシングの温調側吸気口に対向する面に設けられているため、調湿装置において得られた調湿空気を室内に供給するためのダクト等が不要となり、コンパクト化が促進される。しかも、調湿空気が天井埋込型空気調和ユニットを通じて室内に供給されるようになるため、室内を快適な状態に調節することが容易になる。さらに、調湿空気を天井埋込型空気調和ユニットに送る際に、温調側送風ファンを利用することも可能になる。
この調湿装置では、室外空気を取り込むための調湿側室外空気吸気口と排出空気を排出するための調湿側排気口とが、調湿装置ケーシングの側面に設けられているため、ダクト等への接続が容易である。
この調湿装置では、流入室と流出室とが熱交換器室の高さ方向に重ならないように配置されているため、高さ方向のサイズのコンパクト化が促進される。また、調湿側吸気口には、開閉機構が設けられていないため、部品点数を少なくすることができる。
この調湿装置では、調湿側吸気連通開口が設けられているため、天井埋込型空気調和ユニットが温調側吸気口から空気を直接取り込むことができる。
この調湿装置では、熱交換器室が調湿側吸気連通開口に隣り合うように設けられているため、調湿側給気口及び調湿側吸気口も調湿側吸気連通開口の近くに配置されることになる。これにより、空気が調湿側吸気口を通じてスムーズに取り込まれるようになり、また、調湿空気が調湿側給気口から空調側吸気口を通じて天井埋込型空気調和ユニットにスムーズに供給されるようになる。
この調湿装置では、流入側開口を通じて熱交換器室内に流入する室外空気が吸着熱交換器を通過した後に天井埋込型空気調和ユニット又は流出室に流入するようにできるとともに、調湿側吸気口を通じて熱交換器室内に流入する室内空気が吸着熱交換器を通過した後に天井埋込型空気調和ユニット又は流出室に流入するようにできる。
この調湿装置では、自ら外部に排出空気を排気する運転を行うことができる。
この調湿装置では、自ら室外空気を取り込む運転を行うことができる。
この調湿装置では、調湿側冷媒回路に吸着熱交換器が複数設けられ、2つの動作を交互に繰り返す。一方の動作では、第1の吸着熱交換器で第1空気が除湿され、第2の吸着熱交換器で第2空気が加湿される。他方の動作では、第2の吸着熱交換器で第1空気が除湿され、第1の吸着熱交換器で第2空気が加湿される。つまり、各吸着熱交換器において第1空気の除湿と第2空気の加湿とが交互に行われる。そして、吸着熱交換器を通過した第1空気と第2空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する。すなわち、この調湿装置は、第1及び第2の吸着熱交換器の一方が水分を吸着する間に他方が再生されるバッチ式の動作を行うようにしている。これにより、除湿された第1空気と加湿された第2空気とを連続的に生成し、得られた第1空気又は第2空気を継続して室内へ供給することが可能になる。
この調湿装置では、第1及び第2の吸着熱交換器のうち第1空気を除湿する方が蒸発器となって第2空気を加湿する方が凝縮器となる。このため、蒸発器となっている吸着熱交換器では、冷媒によって吸着剤が冷却され、吸着材に対する空気中の水分の吸着が促進される。また、凝縮器となっている吸着熱交換器では、冷媒によって吸着材が加熱され、吸着剤からの水分の脱離が促進される。これにより、吸着材への水分の吸着と吸着材からの水分の脱離との両方を促進でき、調湿装置の能力向上あるいは調湿装置のコンパクト化が促進される。
この調湿装置では、第1及び第2の吸着熱交換器の一方が蒸発器となって他方が休止する動作と他方が蒸発器となって一方が休止する動作とを交互に繰り返す。蒸発器となっている吸着熱交換器では、通過する空気中の水分が吸着材に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。一方、冷媒が供給されない休止中の吸着熱交換器では、通過する空気と接触した吸着材から水分が脱離する。これにより、吸着熱交換器に対する冷媒の導入を断続するだけで吸着動作と再生動作の切り換えが可能となる。
この調湿装置では、第1及び第2の吸着熱交換器の一方が凝縮器となって他方が休止する動作と他方が凝縮器となって一方が休止する動作とを交互に繰り返す。冷媒が供給されない休止中の吸着熱交換器では、通過する空気中の水分を吸着材が吸着する。一方、凝縮器となっている吸着熱交換器では、冷媒によって加熱された吸着材から水分が脱離し、通過する空気に吸着材から脱離した水分が付与される。これにより、吸着熱交換器に対する冷媒の導入を断続するだけで吸着動作と再生動作の切り換えが可能となる。
この調湿装置では、取り込んだ室外空気を除湿し又は加湿してから室内へ供給すると共に、取り込んだ室内空気を室外へ排出する運転を行う。すなわち、この運転では、調湿された室外空気が室内へ供給されると同時に、室内の換気が行われる。
この調湿装置では、取り込んだ室内空気を除湿し又は加湿してから室内へ供給する運転が可能となっている。すなわち、この運転では、取り込まれた室内空気は、調湿された後に室内へ送り返される。
この調湿装置では、室外空気だけを取り込み、取り込んだ室外空気の一部を除湿して残りを加湿する運転が可能となっている。この運転中、除湿された一部の室外空気と加湿された残りの室外空気のうち一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する。すなわち、この運転では、調湿した室外空気を室内へ供給するが、室内から室外への排気は行わない。
この調湿装置では、室内空気だけを取り込み、取り込んだ室内空気の一部を除湿して残りを加湿する運転が可能となっている。この運転中、除湿された一部の室内空気と加湿された残りの室内空気のうち一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する。すなわち、この運転では、調湿した室内空気を室内へ供給するが、室外から室内への給気は行わない。
この調湿装置では、空気調和システムの冷媒回路を有効に利用できるとともに、調湿装置単体で圧縮機を必要としないため、コンパクト化が促進される。
第1の発明では、給水配管を設けることなく除加湿が可能で、かつ、コンパクトに天井埋込型空気調和ユニットに設けることが可能にできる。
第2の発明では、調湿装置の能力向上あるいは調湿装置のコンパクト化が促進される。
第3及び第4の発明では、調湿装置のコンパクト化が促進される。しかも、室内を快適な状態に調節することが容易になり、また、温調側送風ファンを利用することも可能になる。
第6の発明では、高さ方向のサイズのコンパクト化が促進され、部品点数を少なくすることができる。
第7の発明では、温調側吸気口から室内空気を直接取り込むことができる。
第8の発明では、空気が調湿側吸気口を通じてスムーズに取り込まれるようになり、また、調湿空気が調湿側給気口から温調側吸気口を通じて天井埋込型空気調和ユニットにスムーズに供給されるようになる。
第10の発明では、自ら外部に排出空気を排気する運転を行うことができる。
第12の発明では、除湿された第1空気と加湿された第2空気とを連続的に生成し、得られた第1空気又は第2空気を継続して室内へ供給することが可能になる。
第13の発明では、吸着材への水分の吸着と吸着材からの水分の脱離との両方を促進でき、調湿装置の能力向上あるいは調湿装置のコンパクト化が促進される。
第15の発明では、吸着熱交換器に対する冷媒の導入を断続するだけで吸着動作と再生動作の切り換えが可能となる。
第16の発明では、調湿された室外空気が室内へ供給されると同時に、室内の換気が行われる。
第18の発明では、調湿した室外空気を室内へ供給するが、室内から室外への排気は行わない。
第19の発明では、調湿した室内空気を室内へ供給するが、室外から室内への給気は行わない。
第21の発明では、容易かつ安価に設置することができる。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態にかかる調湿装置7及びそれを備えた空気調和システム1について説明する。本実施形態の空気調和システム1は、湿度及び温度調節した空調空気SA2を室内へ供給するものである。
まず、本実施形態の空気調和システム1の全体構成について、図1を用いて説明する。ここで、図1は、空気調和システム1の冷媒回路10を示す概略冷媒回路図である。
空気調和システム1は、主として、熱源ユニット2と、利用ユニット3と、熱源ユニット2と利用ユニット3とを接続する冷媒連絡配管5、6とを備えている。また、空気調和システム1には、調湿装置7が接続されている。ここでは、1台の熱源ユニット2に対して、利用ユニット3と調湿装置7を1台ずつ接続することで冷媒回路10が形成されている。尚、熱源ユニット2に接続される利用ユニット3と調湿装置7の台数は、必ずしも1台ずつである必要はなく、複数台であってもよい。また、利用ユニット3と調湿装置7の台数が多い場合には、熱源ユニット2を複数台にしてもよい。
次に、熱源ユニット2について、図1を用いて説明する。
熱源ユニット2には、冷媒回路10の一部を構成する熱源側冷媒回路10aが収容されている。熱源側冷媒回路10aは、主として、圧縮機21と、熱源側四路切換弁22と、熱源側熱交換器23と、熱源側膨張弁24と、液側閉鎖弁25と、ガス側閉鎖弁26とを有している。
熱源側四路切換弁22は、圧縮機21の吐出側に接続される第1ポート22aと、圧縮機21の吸入側に接続される第2ポート22bと、熱源側熱交換器23のガス側に接続される第3ポート22cと、ガス側閉鎖弁26に接続される第4ポート22dとを有しており、第1ポート22aと第3ポート22cが連通するとともに第2ポート22bと第4ポート22dが連通する冷房運転状態(図1の熱源側四路切換弁22における実線を参照)と、第1ポート22aと第4ポート22dが連通するとともに第2ポート22bと第3ポート22cが連通する暖房運転状態(図1の熱源側四路切換弁22における破線を参照)とに切り換え可能な弁である。
熱源側膨張弁24は、一端が熱源側熱交換器23の液側に接続されており、他端が液側閉鎖弁25に接続されており、運転状態に応じて開度が調節されて冷媒を減圧することが可能な弁である。
また、熱源ユニット2は、熱源ユニット2を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部27を備えている。そして、熱源側制御部27は、熱源ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリを有しており、利用ユニット3の利用側制御部35や調湿装置7の調湿側制御部75との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
次に、利用ユニット3について、図1〜図4を用いて説明する。ここで、図2は、空気調和システム1を構成する利用ユニット3及び利用ユニット3に設けられた調湿装置7の外観斜視図である。図3は、空気調和システム1を構成する利用ユニット3及び利用ユニット3に設けられた調湿装置7の概略側面断面図である。図4は、空気調和システム1を構成する利用ユニット3の概略平面断面図である。
利用側膨張弁31は、一端が利用側熱交換器32の液側に接続されており、他端が冷媒連絡配管5を介して液側閉鎖弁25に接続されており、運転状態に応じて開度が調節されて冷媒を減圧することが可能な弁である。
次に、利用ユニット3のユニット構成について説明する。
利用ユニット3は、室内空気を取り込んで熱交換を行い室内へ供給する天井埋込型空気調和ユニットであり、主として、ケーシング43とケーシング43内に収納される各種構成機器とからなるユニット本体41と、ユニット本体41の下側に配置される化粧パネル42とを有している。ここでは、ユニット本体41の下面に調湿装置7が設けられているため、ユニット本体41と化粧パネル42とは上下に間隔を空けて配置されているが、調湿装置7が設けられない場合には、ユニット本体41の下面に化粧パネル42が設けられる。ユニット本体41は、空調室の天井Uに形成された開口Hに挿入されて、天井裏空間に配置されている。そして、化粧パネル42は、開口Hを下方から覆うように配置されている。
温調側送風ファン46は、ここでは、ターボファンであり、ケーシング43の天板44の中央内面に設けられたファンモータ46aと、ファンモータ46aに連結されて回転駆動される羽根車46bとを有している。
利用側熱交換器32の下側には、利用側熱交換器32において空気中の水分が凝縮されて生じるドレン水を受けるためのドレンパン47が配置されている。ドレンパン47は、ケーシング43の下部に装着されている。ドレンパン47は、利用側熱交換器32の下側に形成されドレン水を受けるドレン水受け溝47fと、温調側送風ファン46の羽根車46bに対応するように形成された温調側吸気口としての吸気孔47eと、ケーシング43の各側板45a、45b、45c、45dの内面に沿って形成された細長く延びる略長方形状の開口からなる温調側給気口としての給気孔47a、47b、47c、47dとを有している。
化粧パネル42は、平面視が略4角形状の板状体であり、主として、パネル本体49から構成されている。パネル本体49は、調湿装置7が設けられない場合にはドレンパン47の下面及び/又は利用ユニット3のケーシング43の側板45に、調湿装置7が設けられる場合には調湿装置7の底板84及び/又は調湿装置7の側板83に固定されている。
パネル給気口49a、49b、49c、49dには、長手方向の軸周りに揺動可能な水平フラップ52a、52b、52c、52dがそれぞれ設けられている。水平フラップ52a、52b、52c、52dは、それぞれが対応するパネル給気口49a、49b、49c、49dの長手方向に細長く延びる略長方形状の羽根部材であり、パネル給気口49a、49b、49c、49dから空調室内に吹き出される空気の風向を可変することができる。
次に、調湿装置7について、図1〜図3、図5及び図6を用いて説明する。ここで、図5は、調湿装置7のユニット構成を示す斜視図である。図6は、調湿装置7のユニット構成を示す概略構成図であり、図6(A)は調湿装置7のユニット内部を示す平面図、図6(B)は調湿装置7のユニット内部を左側から見た左側面図、図6(C)は調湿装置7のユニット内部を右側から見た右側面図、図6(D)は調湿装置7のユニット内部を前側から見た前面図、図6(E)は調湿装置7のユニット内部を後側から見た後面図である。尚、以下の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「手前」、「奥」は、特にことわりのない限り、図6に示す調湿装置7を正面側(図6(A)の下側)から見た場合の方向を意味している。
調湿側四路切換弁74は、第1接続用閉鎖弁33(すなわち、利用側冷媒回路10bの液側端又は冷媒連絡配管5)に接続される第1ポート74aと、第2接続用閉鎖弁34(すなわち、利用側冷媒回路10bのガス側端又は冷媒連絡配管6)に接続される第2ポート74bと、第2吸着熱交換器72の他端(すなわち、反膨張弁側端)に接続される第3ポート74cと、第1吸着熱交換器71の他端(すなわち、反膨張弁側端)に接続される第4ポート74dとを有しており、第1ポート74aと第3ポート74cが連通するとともに第2ポート74bと第4ポート74dが連通する第1切換状態(図1の調湿側四路切換弁74における実線を参照)と、第1ポート74aと第4ポート74dが連通するとともに第2ポート74bと第3ポート74cが連通する第2切換状態(図1の調湿側四路切換弁74における破線を参照)とに切り換え可能な弁である。
調湿装置7は、例えば、室外空気OAを取り込んで調湿空気SAとして室内に供給すると同時に、室内空気RAを取り込んで排出空気EAとして室外に排出するような給排気運転が可能な調湿装置である。調湿装置7は、上述の調湿側冷媒回路10cを構成する機器が収容されたユニット80からなる調湿装置であり、主として、水平方向に扁平な多角形箱状のケーシング81を備えている。調湿装置7は、利用ユニット3のユニット本体41の下面に設けられており、さらにその下側に化粧パネル42が設けられることで、利用ユニット3と一体になっている。調湿装置7は、利用ユニット3のユニット本体41と同様に、空調室の天井Uに形成された開口Hに挿入されて、天井裏空間に配置されている。
ケーシング81の内部には、平面視において、調湿側給気連通開口81a、81b、81c、81dに囲まれ、かつ、調湿側吸気連通開口81eを囲む略四角環状の空間が形成されている。この略四角環状の空間は、ケーシング81内を前後方向に延びる第1及び第2仕切板87、88によって、調湿側吸気連通開口81eの後側の第1熱交換器室S1と、調湿側吸気連通開口81eの前側の第2熱交換器室S2と、第1及び第2熱交換器室S1、S2の右側において前後方向に延びる流入室S3と、第1及び第2熱交換器室S1、S2の左側において前後方向に延びる流出室S4とに仕切られている。すなわち、第1及び第2熱交換器室S1、S2は、ケーシング81の平面視において、調湿側吸気連通開口81eに隣り合うように設けられている。また、流入室S3は第1及び第2熱交換器室S1、S2の一側面側に配置され、流出室S4は第1及び第2熱交換器室S1、S2の他側面側に配置されている。
第1熱交換器室S1には、第1吸着熱交換器71が配置されている。ここでは、第1吸着熱交換器71は、第1仕切板87の下端付近から第2仕切板88の上端付近に向かって傾斜して配置されている。すなわち、第1吸着熱交換器71は、第1熱交換器室S1を、第1右側開口88a及び第1調湿側室内空気吸気口84aに面する第1空間としての下部空間と、第1左側開口87a及び第1調湿側給気口82aに面する第2空間としての上部空間とに仕切るように配置されている。
(5)空気調和システムの動作
次に、本実施形態の空気調和システム1の運転動作について、図1〜図4及び図7〜図26を用いて説明する。ここで、図7は、空気調和システム1の冷房除湿運転の第1動作及び第2動作を示す概略冷媒回路図である。図8は、調湿装置7の換気モードの除湿運転の第1動作における空気の流れを示す説明図である。図9は、調湿装置7の換気モードの除湿運転の第2動作における空気の流れを示す説明図である。図10は、空気調和システム1の暖房加湿運転の第1動作及び第2動作を示す概略冷媒回路図である。図11は、調湿装置7の換気モードの加湿運転の第1動作における空気の流れを示す説明図である。図12は、調湿装置7の換気モードの加湿運転の第2動作における空気の流れを示す説明図である。図13は、調湿装置7の循環モードの除湿運転の第1動作における空気の流れを示す説明図である。図14は、調湿装置7の循環モードの除湿運転の第2動作における空気の流れを示す説明図である。図15は、調湿装置7の循環モードの加湿運転の第1動作における空気の流れを示す説明図である。図16は、調湿装置7の循環モードの加湿運転の第2動作における空気の流れを示す説明図である。図17は、調湿装置7の給気モードの除湿運転の第1動作における空気の流れを示す説明図である。図18は、調湿装置7の給気モードの除湿運転の第2動作における空気の流れを示す説明図である。図19は、調湿装置7の給気モードの加湿運転の第1動作における空気の流れを示す説明図である。図20は、調湿装置7の給気モードの加湿運転の第2動作における空気の流れを示す説明図である。図21は、調湿装置7の排気モードの除湿運転の第1動作における空気の流れを示す説明図である。図22は、調湿装置7の排気モードの除湿運転の第2動作における空気の流れを示す説明図である。図23は、調湿装置7の排気モードの加湿運転の第1動作における空気の流れを示す説明図である。図24は、調湿装置7の排気モードの加湿運転の第2動作における空気の流れを示す説明図である。
冷房除湿運転においては、熱源側四路切換弁22が冷房運転状態に設定されるとともに、熱源側膨張弁24が冷媒を極力減圧しない状態(例えば、全開)とされ、利用側膨張弁31の開度が適宜調節される。この状態において、冷媒回路10では、熱源側熱交換器23が冷媒の凝縮器となり、利用側熱交換器32が冷媒の蒸発器となる。すなわち、圧縮機21から吐出されて熱源側四路切換弁22(具体的には、第1ポート22a及び第3ポート22c)を通過した冷媒は、熱源側熱交換器23で凝縮してから、液側閉鎖弁25及び冷媒連絡配管5を介して利用側膨張弁31に送られる。この冷媒は、利用側膨張弁31で減圧され、利用側熱交換器32で蒸発した後に、冷媒連絡配管6、ガス側閉鎖弁26及び熱源側四路切換弁22(具体的には、第4ポート22d及び第2ポート22b)を介して、圧縮機21へ吸入されて圧縮される(図7の熱源側冷媒回路10a及び利用側冷媒回路10b及び冷媒連絡配管5、6に付された実線の矢印を参照)。
この状態において、調湿側室外空気吸気口85を通じて流入室S3に流入する第1空気としての室外空気OAは、第1右側開口88aより第1熱交換器室S1の下部空間に流入する。そして、この空気は、上方に向かって流れて第1吸着熱交換器71を通過し、第1熱交換器室S1の上部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第1吸着熱交換器71の吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第1吸着熱交換器71内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第1吸着熱交換器71で減湿された空気は、第1調湿側給気口82aより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
この状態において、調湿側室外空気吸気口85を通じて流入室S3に流入する第1空気としての室外空気OAは、第2右側開口88bより第2熱交換器室S2の下部空間に流入する。そして、この空気は、上方に向かって流れて第2吸着熱交換器72を通過し、第2熱交換器室S2の上部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第2吸着熱交換器72の吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第2吸着熱交換器72内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第2吸着熱交換器72で減湿された空気は、第2調湿側給気口82bより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
暖房加湿運転においては、熱源側四路切換弁22が暖房運転状態に設定されるとともに、熱源側膨張弁24が冷媒を極力減圧しない状態(例えば、全開)とされ、利用側膨張弁31の開度が適宜調節される。この状態において、冷媒回路10では、熱源側熱交換器23が冷媒の蒸発器となり、利用側熱交換器32が冷媒の凝縮器となる。すなわち、圧縮機21から吐出されて熱源側四路切換弁22(具体的には、第1ポート22a及び第4ポート22d)を通過した冷媒は、ガス側閉鎖弁26及び冷媒連絡配管6を介して利用側熱交換器32に送られる。この冷媒は、利用側熱交換器32で凝縮した後に、利用側膨張弁31で減圧され、冷媒連絡配管5、液側閉鎖弁25及び熱源側膨張弁24を介して熱源側熱交換器23に送られる。この冷媒は、熱源側熱交換器23で蒸発した後に、熱源側四路切換弁22(具体的には、第3ポート22c及び第2ポート22b)を介して、圧縮機21へ吸入されて圧縮される(図7の熱源側冷媒回路10a及び利用側冷媒回路10b及び冷媒連絡配管5、6に付された破線の矢印を参照)。
この状態において、調湿側室外空気吸気口85を通じて流入室S3に流入する第2空気としての室外空気OAは、第2右側開口88bより第2熱交換器室S2の下部空間に流入する。そして、この空気は、上方に向かって流れて第2吸着熱交換器72を通過し、第1熱交換器室S1の上部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第2吸着熱交換器72の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第2吸着熱交換器72で加湿された空気は、第2調湿側給気口82bより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
この状態において、調湿側室外空気吸気口85を通じて流入室S3に流入する第2空気としての室外空気OAは、第1右側開口88aより第1熱交換器室S1の下部空間に流入する。そして、この空気は、上方に向かって流れて第1吸着熱交換器71を通過し、第1熱交換器室S1の上部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第1吸着熱交換器71の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第1吸着熱交換器71で加湿された空気は、第1調湿側給気口82aより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
循環モードにおける冷房除湿運転は、調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける冷房除湿運転の調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図7等を参照)。
この状態において、化粧パネル42のパネル吸気口49e(図3参照)及び第1調湿側室内空気吸気口84aを通じて第1熱交換器室S1の下部空間に流入する第1空気としての室内空気RAは、上方に向かって流れて第1吸着熱交換器71を通過し、第1熱交換器室S1の上部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第1吸着熱交換器71の吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第1吸着熱交換器71内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第1吸着熱交換器71で減湿された空気は、第1調湿側給気口82aより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
この状態において、化粧パネル42のパネル吸気口49e(図3参照)及び第2調湿側室内空気吸気口84bを通じて第2熱交換器室S2の下部空間に流入する第1空気としての室内空気RAは、上方に向かって流れて第2吸着熱交換器72を通過し、第2熱交換器室S2の上部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第2吸着熱交換器72の吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第2吸着熱交換器72内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第2吸着熱交換器72で減湿された空気は、第2調湿側給気口82bより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
循環モードにおける暖房加湿運転は、調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける暖房加湿運転の調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図10等を参照)。
この状態において、化粧パネル42のパネル吸気口49e(図3参照)及び第2調湿側室内空気吸気口84bを通じて第2熱交換器室S2の下部空間に流入する第2空気としての室内空気RAは、上方に向かって流れて第2吸着熱交換器72を通過し、第2熱交換器室S2の上部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第2吸着熱交換器72の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第2吸着熱交換器72で加湿された空気は、第2調湿側給気口82bより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
この状態において、化粧パネル42のパネル吸気口49e(図3参照)及び第1調湿側室内空気吸気口84aを通じて第1熱交換器室S1の下部空間に流入する第2空気としての室内空気RAは、上方に向かって流れて第1吸着熱交換器71を通過し、第1熱交換器室S1の上部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第1吸着熱交換器71の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第1吸着熱交換器71で加湿された空気は、第1調湿側給気口82aより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
給気モードにおける冷房除湿運転は、調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける冷房除湿運転の調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図7等を参照)。
この状態において、調湿側室外空気吸気口85を通じて流入室S3に流入する室外空気OAの一部は、第1空気として第1右側開口88aより第1熱交換器室S1の下部空間に流入する。そして、この空気は、上方に向かって流れて第1吸着熱交換器71を通過し、第1熱交換器室S1の上部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第1吸着熱交換器71の吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第1吸着熱交換器71内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第1吸着熱交換器71で減湿された空気は、第1調湿側給気口82aより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
この状態において、調湿側室外空気吸気口85を通じて流入室S3に流入する室外空気OAの一部は、第1空気として第2右側開口88bより第2熱交換器室S2の下部空間に流入する。そして、この空気は、上方に向かって流れて第2吸着熱交換器72を通過し、第2熱交換器室S2の上部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第2吸着熱交換器72の吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第2吸着熱交換器72内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第2吸着熱交換器72で減湿された空気は、第2調湿側給気口82bより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
給気モードにおける暖房加湿運転は、調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける暖房加湿運転の調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図10等を参照)。
この状態において、調湿側室外空気吸気口85を通じて流入室S3に流入する室外空気OAの一部は、第2空気として第2右側開口88bより第2熱交換器室S2の下部空間に流入する。そして、この空気は、上方に向かって流れて第2吸着熱交換器72を通過し、第2熱交換器室S2の上部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第2吸着熱交換器72の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第2吸着熱交換器72で加湿された空気は、第2調湿側給気口82bより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
この状態において、調湿側室外空気吸気口85を通じて流入室S3に流入する室外空気OAの一部は、第2空気として第1右側開口88aより第1熱交換器室S1の下部空間に流入する。そして、この空気は、上方に向かって流れて第1吸着熱交換器71を通過し、第1熱交換器室S1の上部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第1吸着熱交換器71の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第1吸着熱交換器71で加湿された空気は、第1調湿側給気口82aより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
排気モードにおける冷房除湿運転は、調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける冷房除湿運転の調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図7等を参照)。
この状態において、化粧パネル42のパネル吸気口49e(図3参照)及び第1調湿側室内空気吸気口84aを通じて第1熱交換器室S1の下部空間に流入する第1空気としての室内空気RAは、上方に向かって流れて第1吸着熱交換器71を通過し、第1熱交換器室S1の上部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第1吸着熱交換器71の吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第1吸着熱交換器71内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第1吸着熱交換器71で減湿された空気は、第1調湿側給気口82aより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
この状態において、化粧パネル42のパネル吸気口49e(図3参照)及び第2調湿側室内空気吸気口84bを通じて第2熱交換器室S2の下部空間に流入する第1空気としての室内空気RAは、上方に向かって流れて第2吸着熱交換器72を通過し、第2熱交換器室S2の上部空間に流入する。ここで、蒸発器として機能する第2吸着熱交換器72の吸着材によって、この空気中の水分が吸着される。尚、この際に生じる吸着熱は、第2吸着熱交換器72内の冷媒の蒸発熱として利用される。このようにして、第2吸着熱交換器72で減湿された空気は、第2調湿側給気口82bより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
排気モードにおける暖房加湿運転は、調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける暖房加湿運転の調湿側冷媒回路10cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図10等を参照)。
この状態において、化粧パネル42のパネル吸気口49e(図3参照)及び第2調湿側室内空気吸気口84bを通じて第2熱交換器室S2の下部空間に流入する第2空気としての室内空気RAは、上方に向かって流れて第2吸着熱交換器72を通過し、第2熱交換器室S2の上部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第2吸着熱交換器72の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第2吸着熱交換器72で加湿された空気は、第2調湿側給気口82bより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
この状態において、化粧パネル42のパネル吸気口49e(図3参照)及び第1調湿側室内空気吸気口84aを通じて第1熱交換器室S1の下部空間に流入する第2空気としての室内空気RAは、上方に向かって流れて第1吸着熱交換器71を通過し、第1熱交換器室S1の上部空間に流入する。ここで、凝縮器として機能する第1吸着熱交換器71の吸着材が加熱され、吸着材に吸着された水分が脱離されると、この水分が空気に付与される。このようにして、第1吸着熱交換器71で加湿された空気は、第1調湿側給気口82aより利用ユニット3に調湿空気SA1として供給される。
本実施形態の調湿装置7及びそれを備えた空気調和システム1には、以下のような特徴がある。
(A)
本実施形態の調湿装置7は、水分を吸着及び脱離する吸着材を有しており、吸着材との接触により調湿された調湿空気を室内へ供給する調湿装置であり、吸着材の加熱及び冷却の少なくとも一方を行うための冷媒が流れる調湿側冷媒回路10cを有しているため、空気と吸着材とが接触して、両者の間で水分の授受が行われて空気の湿度調節を行うことができる。また、調湿装置7は、調湿側冷媒回路10cを構成する機器が収容されている調湿装置ケーシングとしてのケーシング81とを備えており、このケーシング81は、室内空気を取り込んで熱交換を行い室内へ供給する天井埋込型空気調和ユニットとしての利用ユニット3のユニット本体41の下面に設けられるため、従来のユニット本体41の側面に設ける場合と比べてコンパクトに設置することができる。これにより、給水配管を設けることなく除加湿が可能で、かつ、コンパクトに利用ユニット3に設けることが可能にできる。
そして、この空気調和システム1全体としても、給水配管を設けることなく除加湿が可能で、かつ、コンパクトに天井埋込型空気調和ユニットとしての利用ユニット3に設けることが可能な調湿装置7を備えているため、容易かつ安価に設置することができる。
本実施形態の調湿装置7では、吸着熱交換器71、72に吸着材を設けているため、吸着材を冷媒によって効率よく加熱し又は冷却することができる。これにより、吸着材と空気の間で授受される水分の量を増大させることができ、調湿装置7の能力向上あるいは調湿装置7のコンパクト化が促進される。
本実施形態の調湿装置7では、調湿空気SA1を供給するための調湿側給気口82a、82bが、温調側吸気口としてのドレンパン47の吸気孔47eに連通するようにケーシング81の吸気孔47eに対向する面(具体的には、天板82)に設けられているため、調湿空気SA1を室内に供給するためのダクト等が不要となり、コンパクト化が促進される。しかも、調湿空気SA1が天井埋込型空気調和ユニットとしての利用ユニット3を通じて室内に供給されるようになるため、室内を快適な状態に調節することが容易になる。さらに、調湿空気SA1を利用ユニット3に送る際に、温調側送風ファン46を利用することも可能になる。
本実施形態の調湿装置7では、室内空気RAを取り込むための調湿側室内空気吸気口84a、84bが、ケーシング81の調湿側給気口82a、82bが形成された面とは反対側の面(具体的には、底板84)に設けられているため、室内空気RAを取り込むためのダクト等が不要となり、コンパクト化が促進される。
本実施形態の調湿装置7では、室外空気OAを取り込むための調湿側室外空気吸気口85と排出空気EAを排出するための調湿側排気口86とが、ケーシング81の側面(具体的には、側板83)に設けられているため、ダクト接続が容易である。
しかも、調湿側室外空気吸気口85及び調湿側排気口86は、ケーシング81の角部に対応する短辺側の側板(具体的には、側板83e及び側板83f)に設けられており、天井埋込型空気調和ユニットとしての利用ユニット3の温調側給気口(具体的には、ドレンパン47の給気孔47a〜47d及び化粧パネル42のパネル給気口49a〜49d)に対応する調湿側給気連通開口81a〜81dと干渉しないようになっている。
本実施形態の調湿装置7では、ケーシング81には、吸着熱交換器71、72を収容しており調湿側給気口82a、82b及び調湿側室内空気吸気口84a、84bを通じて外部と連通する熱交換器室S1、S2と、熱交換器室S1、S2の一側面側(具体的には右側)に配置されており調湿側室外空気吸気口85を通じて外部と連通するとともに熱交換器室S1、S2との間に形成された流入側開口としての右側開口88a、88bによって熱交換器室S1、S2と連通する流入室S3と、熱交換器室S1、S2の他側面側(具体的には左側)に配置されており調湿側排気口86を通じて外部と連通するとともに熱交換器室S1、S2との間に形成された流出側開口としての左側開口87a、87bによって熱交換器室S1、S2と連通する流出室S4とが形成されている。このように、この調湿装置7では、流入室S3と流出室S4とが熱交換器室S1、S2の高さ方向に重ならないように配置されているため、高さ方向のサイズのコンパクト化が促進される。
本実施形態の調湿装置7では、ケーシング81に、その下面(具体的には、底板84)から上面(具体的には、天板82)に向かって貫通する調湿側吸気連通開口81eが設けられており、利用ユニット3の温調側吸気口としてのドレンパン47の吸気孔47e及び化粧パネル42のパネル吸気口49eに連通するように配置されているため、利用ユニット3がドレンパン47の吸気孔47eから室内空気RAを直接取り込むことができる。このため、調湿装置7を使用しない場合には、利用ユニット3は、通常の冷房運転や暖房運転を行うことが可能である。
本実施形態の調湿装置7では、第1空気と第2空気とを取り込んで、第1吸着熱交換器71に第1空気中の水分を吸着させて第2吸着熱交換器72から脱離させた水分を第2空気に付与する第1動作と、第2吸着熱交換器72に第1空気中の水分を吸着させて第1吸着熱交換器71から脱離させた水分を第2空気に付与する第2動作とを交互に行い、吸着熱交換器71、72において除湿された第1空気と加湿された第2空気のいずれか一方を調湿空気SA1として室内(具体的には、利用ユニット3)に供給し他方を排出空気EAとして室外へ排出する、すなわち、第1及び第2吸着熱交換器71、72の一方が水分を吸着する間に他方が再生されるバッチ式の動作を行うようにしている。これにより、除湿された第1空気と加湿された第2空気とを連続的に生成し、得られた第1空気又は第2空気を継続して調湿空気SA1として室内へ供給することが可能になる。
本実施形態の調湿装置7では、各種モードにおける除加湿運転を行うことができる。
具体的には、第1空気及び第2空気のいずれか一方としての室外空気OAと、第1空気及び第2空気のいずれか他方としての室内空気RAとを取り込んで、取り込んだ室外空気OAを吸着材との接触により調湿してから調湿空気SA1として室内に供給するとともに、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換気モードにおける除加湿運転が可能になっている。
また、室外空気OAだけを取り込んで、第1空気及び第2空気のいずれか一方としての取り込んだ室外空気OAの一部を吸着材との接触により除湿して、第1空気及び第2空気のいずれか他方としての室外空気OAの残りを吸着材から脱離した水分により加湿し、除湿された室外空気OAと加湿された室外空気OAの一方を調湿空気SA1として室内へ供給して他方を排出空気EAとして室外へ排出する給気モードにおける除加湿運転が可能になっている。
本発明の第2実施形態にかかる調湿装置107及びそれを備えた空気調和システム101について説明する。本実施形態の空気調和システム101は、第1実施形態の空気調和システム1と同様、湿度及び温度調節した空調空気SA2を室内へ供給するものであり、
第1実施形態の空気調和システム1において冷媒回路10の構成を変更したものである。
まず、本実施形態の空気調和システム101の全体構成について、図25を用いて説明する。ここで、図25は、空気調和システム101の冷媒回路110を示す概略冷媒回路図である。
空気調和システム101は、主として、熱源ユニット102と、利用ユニット103と、熱源ユニット102と利用ユニット103とを接続する冷媒連絡配管105、106とを備えている。また、空気調和システム101には、調湿装置107が接続されている。
次に、熱源ユニット102について、図25を用いて説明する。
熱源ユニット102には、冷媒回路110の一部を構成する熱源側冷媒回路110aが収容されている。熱源側冷媒回路110aは、第1実施形態の熱源ユニット2の熱源側冷媒回路10aと同様、主として、圧縮機121と、熱源側四路切換弁122と、熱源側熱交換器123と、熱源側膨張弁124と、液側閉鎖弁125と、ガス側閉鎖弁126とを有している。また、熱源ユニット102は、熱源ユニット102を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部127も備えている。尚、各機器121〜127の構成や機能は、第1実施形態の各機器21〜27と同様であるため、ここでは、説明を省略する。
次に、利用ユニット103について、図2〜図4及び図25を用いて説明する。
利用ユニット103には、冷媒回路110の一部を構成する利用側冷媒回路110bが収容されている。利用側冷媒回路110bは、主として、利用側熱交換器132とを有している。また、利用ユニット103は、利用ユニット103を構成する各部の動作を制御する利用側制御部135も備えている。ここで、本実施形態の利用ユニット103には、利用側膨張弁が設けられていない点が第1実施形態の利用ユニット3と異なる。このため、第1実施形態の空気調和システム1では、利用ユニット3を複数台接続した場合において、利用ユニットごとに運転制御を行うことができるが、本実施形態の空気調和システム101では、利用ユニット103を複数台接続した場合においても、利用ユニット103を1台だけ接続した場合と同様な運転制御が行われる。尚、各機器132、155の構成や機能は、第1実施形態の各機器32、35と同様であるため、ここでは、説明を省略する。
(4)調湿装置
次に、調湿装置107について、図2、図3、図5、図6及び図25を用いて説明する。
第1及び第2電磁弁173、174は、運転状態に応じて開閉動作を行うことが可能な弁である。第1電磁弁173の一端及び第2電磁弁174の一端は、第1接続用閉鎖弁133を介して利用側冷媒回路110bの液側端(すなわち、利用側熱交換器132の液側端)又は冷媒連絡配管105に接続されている。また、第1電磁弁173の他端及び第2電磁弁174の他端は、第1吸着熱交換器171の一端及び第2吸着熱交換器172の一端にそれぞれ接続されている。そして、第1吸着熱交換器171の他端及び第2吸着熱交換器172の他端は、第2接続用閉鎖弁134を介して利用側冷媒回路110bのガス側端(すなわち、利用側熱交換器132のガス側端)又は冷媒連絡配管106に接続されている。ここで、第1電磁弁173が開状態でありかつ第2電磁弁174が閉状態に設定される状態を第1切換状態とし、第1電磁弁173が閉状態でありかつ第2電磁弁174が開状態に設定される状態を第2切換状態とする。
以上のような構成を有する空気調和システム101では、後述のように、各種モードにおける冷房除湿運転や暖房加湿運転を行うことができるようになっている。尚、これらの運転制御は、熱源ユニット102の熱源側制御部127と利用ユニット103の利用側制御部135と調湿装置107の調湿側制御部175とからなる制御部108によって行われる。
次に、本実施形態の空気調和システム101の運転動作について、図2〜図4、図8、図9及び図11〜図27を用いて説明する。ここで、図26は、空気調和システム101の冷房除湿運転の第1動作及び第2動作を示す概略冷媒回路図である。図27は、空気調和システム101の暖房加湿運転の第1動作及び第2動作を示す概略冷媒回路図である。
冷房除湿運転においては、熱源側四路切換弁122が冷房運転状態に設定されるとともに、熱源側膨張弁124の開度が適宜調節される。この状態において、冷媒回路110では、熱源側熱交換器123が冷媒の凝縮器となり、利用側熱交換器132が冷媒の蒸発器となる。すなわち、圧縮機121から吐出されて熱源側四路切換弁122(具体的には、第1ポート122a及び第3ポート122c)を通過した冷媒は、熱源側熱交換器123で凝縮してから、熱源側膨張弁124に送られる。この冷媒は、熱源側膨張弁124で減圧された後、液側閉鎖弁125及び冷媒連絡配管105を介して利用側熱交換器132に送られる。この冷媒は、利用側熱交換器132で蒸発した後に、冷媒連絡配管106、ガス側閉鎖弁126及び熱源側四路切換弁122(具体的には、第4ポート122d及び第2ポート122b)を介して、圧縮機121へ吸入されて圧縮される(図26の熱源側冷媒回路110a及び利用側冷媒回路110b及び冷媒連絡配管105、106に付された実線の矢印を参照)。
暖房加湿運転においては、熱源側四路切換弁122が暖房運転状態に設定されるとともに、熱源側膨張弁124の開度が適宜調節される。この状態において、冷媒回路110では、熱源側熱交換器123が冷媒の蒸発器となり、利用側熱交換器132が冷媒の凝縮器となる。すなわち、圧縮機121から吐出されて熱源側四路切換弁122(具体的には、第1ポート122a及び第4ポート122d)を通過した冷媒は、ガス側閉鎖弁126及び冷媒連絡配管106を介して利用側熱交換器132に送られる。この冷媒は、利用側熱交換器132で凝縮した後に、冷媒連絡配管105及び液側閉鎖弁125を介して熱源側膨張弁124に送られる。この冷媒は、熱源側膨張弁124で減圧された後、熱源側熱交換器123で蒸発し、熱源側四路切換弁122(具体的には、第3ポート122c及び第2ポート122b)を介して、圧縮機121へ吸入されて圧縮される(図27の熱源側冷媒回路110a及び利用側冷媒回路110b及び冷媒連絡配管105、106に付された破線の矢印を参照)。
循環モードにおける冷房除湿運転は、調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける冷房除湿運転の調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作と同様であり、また、第1実施形態の換気モードにおける除湿運転の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図13、14及び図26を参照)。
循環モードにおける暖房加湿運転は、調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける暖房加湿運転の調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作と同様であり、また、第1実施形態の換気モードにおける加湿運転の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図15、16及び図27を参照)。
給気モードにおける冷房除湿運転は、調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける冷房除湿運転の調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作と同様であり、また、第1実施形態の給気モードにおける除湿運転の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図17、18及び図26を参照)。
給気モードにおける暖房加湿運転は、調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける暖房加湿運転の調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路10の第1動作及び第2動作と同様であり、また、第1実施形態の給気モードにおける加湿運転の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図19、20及び図27を参照)。
排気モードにおける冷房除湿運転は、調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける冷房除湿運転の調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作と同様であり、また、第1実施形態の排気モードにおける除湿運転の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図21、22及び図26を参照)。
排気モードにおける暖房加湿運転は、調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作が、換気モードにおける暖房加湿運転の調湿側冷媒回路110cを含む冷媒回路110の第1動作及び第2動作と同様であるため、ここでは、説明を省略する(図23、24及び図27を参照)。
本実施形態の調湿装置107及びそれを備えた空気調和システム101には、第1実施形態の調湿装置7及びそれを備えた空気調和システム1と同様な特徴とともに、以下のような特徴がある。
(A)
本実施形態の調湿装置107では、調湿用冷媒回路110cは、第1及び第2吸着熱交換器171、172のうち、第1空気を除湿する一方が蒸発器として機能し、第2空気を加湿する他方には冷媒が流入しないように、冷媒の流通方向が切換可能になっているため、蒸発器となっている吸着熱交換器では、通過する空気中の水分が吸着材に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。一方、冷媒が供給されない休止中の吸着熱交換器では、通過する空気と接触した吸着材から水分が脱離する。これにより、吸着熱交換器に対する冷媒の導入を断続するだけで吸着動作と再生動作の切り換えが可能となる。
本実施形態の調湿装置107では、調湿用冷媒回路110cは、第1及び第2吸着熱交換器171、172のうち、第2空気を加湿する一方が凝縮器として機能し、第1空気を除湿する他方には冷媒が流入しないように、冷媒の流通方向が切換可能になっているため、冷媒が供給されない休止中の吸着熱交換器では、通過する空気中の水分を吸着材が吸着する。一方、凝縮器となっている吸着熱交換器では、冷媒によって加熱された吸着材から水分が脱離し、通過する空気に吸着材から脱離した水分が付与される。これにより、吸着熱交換器に対する冷媒の導入を断続するだけで吸着動作と再生動作の切り換えが可能となる。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(A)
上述の実施形態において、調湿側吸気ファン89及び調湿側排気ファン90は、調湿装置7、107のケーシング81内に設置されているが、室外空気OAを取り込むためのダクトや排気空気EAを排出するためのダクトに設置されていてもよい。
上述の実施形態の天井埋込型空気調和ユニット3、103では、温調吸気口(具体的には、吸気孔47e)がユニット本体41の下面に設けられており、このようなユニット本体41の下面に調湿装置7、107が設けられているが、温調吸気口(具体的には、吸気孔47e)がユニット本体の上面に設けられた天井埋込型空気調和ユニットを採用して、
このユニット本体の上面に、上述の調湿装置7、107の機器の一部を上下反対にしたような構成を有する調湿装置を設けるようにしてもよい。より具体的には、上述の調湿装置7、107において、第1及び第2調湿側給気口82a、82b(開閉ダンパ91e、91fも含む)を底板84に設け、かつ、第1及び第2調湿側室内空気吸気口84a、84bを天板82に設け、第1及び第2吸着熱交換器71、72の熱交換器室S1、S2内における傾斜方向を上下反対にして配置した構成を有する調湿装置を、ユニット本体の上面に設置するものである。
2、102 熱源ユニット
3、103 利用ユニット(天井埋込型空気調和ユニット)
5、6、105、106 冷媒連絡配管
7、107 調湿装置
10、110 冷媒回路
10a、110a 熱源側冷媒回路
10b、110b 利用側冷媒回路
10c、110c 調湿側冷媒回路
21、121 圧縮機
23、123 熱源側熱交換器
32、132 利用側熱交換器
46 温調側送風ファン
47e 吸気孔(温調側吸気口)
71、72、171、172 吸着熱交換器
81 ケーシング(調湿装置ケーシング)
81e 調湿側吸気連通開口
82a、82b 調湿側給気口
84a、84b 調湿側室内空気吸気口(調湿側吸気口)
85 調湿側室外空気吸気口
86 調湿側排気口
87a、87b 左側開口(流出側開口)
88a、88b 右側開口(流入側開口)
89 調湿側吸気ファン
90 調湿側排気ファン
91a〜91f 開閉ダンパ(開閉機構)
S1、S2 熱交換器室
S3 流入室
S4 流出室
Claims (21)
- 水分を吸着及び脱離する吸着材を有しており、前記吸着材との接触により調湿された調湿空気を室内へ供給する調湿装置であって、
前記吸着材の加熱及び冷却の少なくとも一方を行うための冷媒が流れる調湿側冷媒回路(10c、110c)と、
前記調湿側冷媒回路を構成する機器が収容される調湿装置ケーシング(81)と、
を備え、
前記調湿装置ケーシングは、空気を取り込んで熱交換を行い室内へ供給する天井埋込型空気調和ユニット(3、103)の本体上面又は下面に設けられる、
調湿装置(7、107)。 - 前記調湿側冷媒回路(10c、110c)は、表面に前記吸着材が設けられた吸着熱交換器(71、72、171、172)を有している、請求項1に記載の調湿装置(7、107)。
- 前記天井埋込型空気調和ユニット(3、103)の本体には、空気を取り込むための温調側吸気口(47e)と、内部に前記温調側吸気口を通じて空気を取り込むための温調側送風ファン(46)とが設けられており、
前記調湿装置ケーシング(81)の前記温調側吸気口(47e)に対向する面には、調湿空気を室内へ供給するための調湿側給気口(82a、82b)が、前記温調側吸気口に連通するように設けられている、
請求項2に記載の調湿装置(7、107)。 - 前記調湿装置ケーシング(81)の前記調湿側給気口(82a、82b)が形成された面とは反対側の面には、空気を取り込むための調湿側吸気口(84a、84b)が設けられている、請求項3に記載の調湿装置(7、107)。
- 前記調湿装置ケーシング(81)の側面には、室外空気を取り込むための調湿側室外空気吸気口(85)と、排出空気を排出するための調湿側排気口(86)とが設けられている、
請求項4に記載の調湿装置(7、107)。 - 前記調湿装置ケーシング(81)には、前記吸着熱交換器(71、72、171、172)を収容しており前記調湿側給気口(82a、82b)及び前記調湿側吸気口(84a、84b)を通じて外部と連通する熱交換器室(S1、S2)と、前記熱交換器室の一側面側に配置されており前記調湿側室外空気吸気口(85)を通じて外部と連通するとともに前記熱交換器室との間に形成された流入側開口(88a、88b)によって前記熱交換器室と連通する流入室(S3)と、前記熱交換器室の他側面側に配置されており前記調湿側排気口(86)を通じて外部と連通するとともに前記熱交換器室との間に形成された流出側開口(87a、87b)によって前記熱交換器室と連通する流出室(S4)とが形成されており、
前記流入側開口、前記流出側開口及び前記調湿側給気口のそれぞれを開閉する開閉機構(91a〜91f)が設けられている、
請求項5に記載の調湿装置(7、107)。 - 前記調湿装置ケーシング(81)には、前記温調側吸気口(47e)と連通する調湿側吸気連通開口(81e)が設けられている、請求項6に記載の調湿装置(7、107)。
- 前記熱交換器室(S1、S2)は、前記調湿装置ケーシング(81)の平面視において、前記調湿側吸気連通開口(81e)に隣り合うように設けられている、請求項7に記載の調湿装置(7、107)。
- 前記吸着熱交換器(71、72、171、172)は、前記熱交換器室(S1、S2)内の空間を、前記流入側開口(88a、88b)及び前記調湿側吸気口(84a、84b)に面する第1空間と、前記流出側開口(87a、87b)及び前記調湿側給気口(82a、82b)に面する第2空間とに仕切るように配置されている、請求項6〜8のいずれかに記載の調湿装置(7、107)。
- 前記流出室(S4)には、前記流出室から前記調湿側排気口(86)を通じて排出空気を排気するための調湿側排気ファン(90)が設置されている、
請求項6〜9のいずれかに記載の調湿装置(7、107)。 - 前記流入室(S3)には、外部から前記調湿側室外空気吸気口(85)を通じて室外空気を前記流入室に流入させるための調湿側吸気ファン(89)が設置されている、請求項10に記載の調湿装置(7、107)。
- 第1空気と第2空気とを取り込んで、第1の吸着熱交換器(71、171)に前記第1空気中の水分を吸着させて第2の吸着熱交換器(72、172)から脱離させた水分を前記第2空気に付与する動作と、第2の吸着熱交換器に前記第1空気中の水分を吸着させて第1の吸着熱交換器から脱離させた水分を前記第2空気に付与する動作とを交互に行い、
前記吸着熱交換器(71、72、171、172)において除湿された前記第1空気と加湿された前記第2空気のいずれか一方を室内に供給し他方を室外へ排出することが可能である、
請求項2〜11のいずれかに記載の調湿装置(7、107)。 - 前記調湿用冷媒回路(10c)は、前記第1及び第2吸着熱交換器(71、72)のうち、前記第1空気を除湿する一方が蒸発器として機能し、前記第2空気を加湿する他方が凝縮器として機能するように、冷媒の流通方向が切換可能になっている、請求項12に記載の調湿装置(7)。
- 前記調湿用冷媒回路(110c)は、前記第1及び第2吸着熱交換器(171、172)のうち、前記第1空気を除湿する一方が蒸発器として機能し、前記第2空気を加湿する他方には冷媒が流入しないように、冷媒の流通方向が切換可能になっている、請求項12に記載の調湿装置(107)。
- 前記調湿用冷媒回路(110c)は、前記第1及び第2吸着熱交換器(171、172)のうち、前記第2空気を加湿する一方が凝縮器として機能し、前記第1空気を除湿する他方には冷媒が流入しないように、冷媒の流通方向が切換可能になっている、請求項12に記載の調湿装置(107)。
- 前記第1空気及び前記第2空気のいずれか一方としての室外空気と、前記第1空気及び前記第2空気のいずれか他方としての室内空気とを取り込んで、取り込んだ室外空気を前記吸着材との接触により調湿してから調湿空気として室内に供給するとともに、取り込んだ室内空気を排出空気として室外へ排出する運転が可能になっている、請求項12〜15のいずれかに記載の調湿装置(7、107)。
- 前記第1空気及び前記第2空気のいずれか一方としての室内空気を取り込んで、取り込んだ室内空気を前記吸着材との接触により調湿してから調湿空気として室内に供給する運転が可能になっている、請求項12〜15のいずれかに記載の調湿装置(7、107)。
- 室外空気だけを取り込んで、前記第1空気及び前記第2空気のいずれか一方としての取り込んだ室外空気の一部を吸着材との接触により除湿して、前記第1空気及び前記第2空気のいずれか他方としての室外空気の残りを前記吸着剤から脱離した水分により加湿し、除湿された室外空気と加湿された室外空気の一方を調湿空気として室内へ供給して他方を排出空気として室外へ排出する運転が可能になっている、請求項12〜15のいずれかに記載の調湿装置(7、107)。
- 室内空気だけを取り込んで、前記第1空気及び前記第2空気のいずれか一方としての取り込んだ室内空気の一部を吸着材との接触により除湿して、前記第1空気及び前記第2空気のいずれか他方としての室内空気の残りを前記吸着剤から脱離した水分により加湿し、除湿された室内空気と加湿された室内空気の一方を調湿空気として室内へ供給して他方を排出空気として室外へ排出する運転が可能になっている、請求項12〜15のいずれかに記載の調湿装置(7、107)。
- 前記天井埋込型空気調和ユニット(3、103)は、利用側熱交換器(32、132)を有する利用側冷媒回路(10b、110b)を含んでおり、圧縮機(21、121)と熱源側熱交換器(23、123)とを有する熱源側冷媒回路(10a、110a)を含む熱源ユニット(2、102)に冷媒連絡配管(5、6、105、106)を介して接続されることで、空気調和システム(1、101)の冷媒回路(10、110)を構成しており、
前記調湿用冷媒回路(10c、110c)は、前記利用側冷媒回路又は前記冷媒連絡配管に接続されている、
請求項1〜19のいずれかに記載の調湿装置(7、107)。 - 圧縮機(21、121)と熱源側熱交換器(23、123)とを有する熱源側冷媒回路(10a、110a)を含む熱源ユニット(2、102)と、
利用側熱交換器(32、132)を有する利用側冷媒回路(10b、110b)を含む天井埋込型空気調和ユニット(3、103)と、
前記熱源ユニットと前記天井埋込型空気調和ユニットとを接続する冷媒連絡配管(5、6、105、106)と、
請求項20に記載の調湿装置(7、107)と、
を備えた空気調和システム(1、101)。
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