JP2008039219A

JP2008039219A - 空気調和装置

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Publication number: JP2008039219A
Application number: JP2006211011A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Yabu; 知宏薮; Toshiyuki Kurihara; 利行栗原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-02
Also published as: WO2008015981A1; JP4075950B2

Abstract

【課題】吸着剤の再生能力を向上させること。
【解決手段】蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）と、吸着剤を有する吸着ロータ（31）とを備えている。冷媒回路（20）には、室内熱交換器（23）で放熱した冷媒の余熱によって吸着ロータ（31）の再生用空気を予熱する予熱熱交換器（33）と、この予熱された再生用空気を圧縮機（21）の吐出冷媒で加熱する加熱熱交換器（32）とが設けられている。よって、吸着ロータ（31）へ流れる再生用空気が十分に加熱されるので、吸着剤の再生能力が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸着剤を用いて空気の調湿を行う空気調和装置に関するものである。

冷凍サイクルを行う冷媒回路を用いて吸着剤による水分の吸着と脱離を行い、空気の調湿を行う調湿装置が例えば特許文献１に開示されている。

この調湿装置は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路と、吸着剤が担持された吸着ロータとを備えている。吸着ロータには、第１空気（吸着用空気）と第２空気（再生用空気）が流通する。そして、吸着ロータでは、第１空気の水分が吸着剤によって吸着される吸着動作と、吸着剤から水分が脱離して第２空気へ付与される再生動作とが行われる。

また、この調湿装置の冷媒回路には、吸着ロータへ供給される第２空気が圧縮機の吐出冷媒と熱交換するための空気熱交換器が設けられている。つまり、第２空気は、圧縮機の吐出冷媒によって加熱された後、吸着ロータへ流れる。これにより、吸着ロータにおいて、吸着剤からの水分脱離量が増大し、吸着剤の再生能力が向上する。
特開２００５−１３４００５号公報

しかしながら、上述した調湿装置において、吸着剤の再生が十分に行われないという問題があった。つまり、圧縮機の吐出冷媒による加熱だけでは、再生用空気（第２空気）を十分に加熱することができない。その結果、十分な加湿能力が発揮されない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、その目的は、蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路と吸着剤とを用いて空気の調湿を行う空気調和装置において、電気ヒータを別途設けることなく、吸着剤の再生能力を向上させることである。

第１の発明は、圧縮機（21）と室内熱交換器（23）と膨張機構（24）と室外熱交換器（25）を有して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備えた空気調和装置を前提としている。そして、本発明は、吸着剤を有し、該吸着剤による水分の吸着と上記圧縮機（21）の吐出冷媒の熱を利用して上記吸着剤から水分を脱離させる該吸着剤の再生とを行う空気の調湿機構（30）を備えている。一方、上記冷媒回路（20）には、上記調湿機構（30）へ供給される再生用空気を室内熱交換器（23）または室外熱交換器（25）で放熱した冷媒と熱交換させる予熱熱交換器（33）が設けられている。

さらに、上記調湿機構（30）は、上記冷媒回路（20）に設けられ、上記予熱熱交換器（33）で熱交換した再生用空気を圧縮機（21）の吐出冷媒と熱交換させる加熱熱交換器（32）と、上記吸着剤を有し、該吸着剤による水分の吸着と該吸着剤から水分を脱離させる吸着剤の再生とを行うと共に、吸着用空気の流通通路と上記加熱熱交換器（32）で熱交換した再生用空気の流通通路とに跨って配置された回転可能な吸着素子（31）とを備えている。

さらに、上記冷媒回路（20）は、冷媒循環が可逆に構成されると共に、室内熱交換器（23）と室外熱交換器（25）の間に整流機構（40）によって常時冷媒が一方向に流れる一方向通路（43）が設けられている。そして、上記予熱熱交換器（33）および膨張機構（24）は、上記一方向通路（43）に上流側から順に設けられている。

上記の発明では、例えば、室内熱交換器（23）で冷媒が室内空気へ放熱することにより室内の暖房が行われ、室内熱交換器（23）で冷媒が室内空気から吸熱することにより室内の冷房が行われる。また、調湿機構（30）では、吸着用空気が供給され、その吸着用空気の水分が吸着剤により吸着される。これにより、吸着用空気が除湿（減湿）される。また、調湿機構（30）では、圧縮機（21）の吐出冷媒の熱で吸着剤の再生が行われ、その再生により脱離した水分が再生用空気へ付与される。これにより、再生用空気が加湿される。したがって、調湿機構（30）を流通した吸着用空気を室内へ供給した場合は室内の除湿が行われ、再生用空気を室内へ供給した場合は室内の加湿が行われる。

ここで、調湿機構（30）へ供給される再生用空気は、室内熱交換器（23）または室外熱交換器（25）で放熱した冷媒の余熱によって予め加熱される。そのため、調湿機構（30）では、圧縮機（21）の吐出冷媒の熱に加え、再生用空気によっても吸着剤が加熱される。したがって、吸着剤からの水分脱離量が増大し、吸着剤の再生能力が向上する。

さらに、上記の発明によれば、例えば図１に示すように、吸着素子（31）において、吸着用空気が流通する部分では水分の吸着が行われ、再生用空気が流通する部分では吸着剤の再生が行われる。そして、この吸着素子（31）は、回転することにより、水分の吸着と吸着剤の再生とが交互に行われる。ここで、再生用空気は、予熱熱交換器（33）および加熱熱交換器（32）を順に流通した後、吸着素子（31）へ供給される。つまり、再生用空気は、予熱熱交換器（33）で冷媒によって加熱された後、加熱熱交換器（32）で圧縮機（21）の吐出冷媒によって加熱される。これにより、再生用空気が十分に加熱されるので、吸着素子（31）における吸着剤の再生能力が向上する。

さらに、上記の発明では、冷媒回路（20）において、冷媒が暖房サイクルで循環する場合と、冷媒が冷房サイクルで循環する場合とに切り換えられる。この冷房運転および暖房運転の何れの場合も、冷媒が予熱熱交換器（33）および膨張機構（24）の順に流れる。つまり、暖房時には、冷媒が室内熱交換器（23）で放熱した後に予熱熱交換器（33）へ流れ、冷房時には、冷媒が室外熱交換器（25）で放熱した後に予熱熱交換器（33）へ流れる。したがって、冷暖の運転に関係なく、常に吸着素子（31）または吸着熱交換器（34,35）における再生能力が向上する。そのため、例えば、暖房運転の場合、再生用空気を室内へ供給すれば加湿能力が高められる。また、再生能力が向上すると、吸着剤による水分吸着量も増大し、吸着剤の吸着能力が向上する。したがって、例えば、冷房運転の場合、吸着用空気を室内へ供給すれば除湿能力が高められる。

第２の発明は、圧縮機（21）と室内熱交換器（23）と膨張機構（24）と室外熱交換器（25）を有して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備えた空気調和装置を前提としている。そして、本発明は、吸着剤を有し、該吸着剤による水分の吸着と上記圧縮機（21）の吐出冷媒の熱を利用して上記吸着剤から水分を脱離させる該吸着剤の再生とを行う空気の調湿機構（30）を備えている。一方、上記冷媒回路（20）には、上記調湿機構（30）へ供給される再生用空気を室内熱交換器（23）または室外熱交換器（25）で放熱した冷媒と熱交換させる予熱熱交換器（33）が設けられている。

さらに、上記調湿機構（30）は、上記冷媒回路（20）に設けられると共に、表面に水分の吸着剤が担持され、圧縮機（21）の吐出冷媒で加熱されて吸着剤の再生を行う第１吸着熱交換器（34）および第２吸着熱交換器（35）を備えている。そして、上記冷媒回路（20）は、圧縮機（21）の吐出冷媒が第１吸着熱交換器（34）と第２吸着熱交換器（35）とへ交互に流れるように冷媒流れを切り換える切換機構（48,49,36）を備えている。

さらに、上記の発明では、図６に示すように、圧縮機（21）の吐出冷媒が第１吸着熱交換器（34）または第２吸着熱交換器（35）へ交互に流れる。吸着熱交換器（34,35）では、吸着剤が高温の吐出冷媒によって加熱され、吸着剤から水分が脱離して吸着剤が再生される。一方、圧縮機（21）の吐出冷媒が流れない吸着熱交換器（34,35）では、流通する吸着用空気の水分が吸着剤に吸着される。つまり、第１吸着熱交換器（34）および第２吸着熱交換器（35）において、水分の吸着と吸着剤の再生とが交互に行われる。吸着熱交換器（34,35）へ供給される再生用空気は、予熱熱交換器（33）で予熱されているため、圧縮機（21）の吐出冷媒に加えて再生用空気によっても吸着剤が十分に加熱される。したがって、吸着剤の再生能力が向上する。

第３の発明は、第２の発明において、上記冷媒回路（20）は、上記圧縮機（21）の吐出冷媒が第１吸着熱交換器（34）へ流れる場合、膨張機構（24）を通過した冷媒が第２吸着熱交換器（35）へ流れ、上記圧縮機（21）の吐出冷媒が第２吸着熱交換器（35）へ流れる場合、膨張機構（24）を通過した冷媒が第１吸着熱交換器（34）へ流れるように冷媒流れを切り換える切換機構（37）を備えているものである。

上記の発明では、圧縮機（21）の吐出冷媒が第１吸着熱交換器（34）または第２吸着熱交換器（35）へ交互に流れて吸着剤の再生が行われる。それと同時に、圧縮機（21）の吐出冷媒が流れていない第２吸着熱交換器（35）または第１吸着熱交換器（34）において水分の吸着が行われる。ここで、水分の吸着が行われる吸着熱交換器（34,35）には、膨張機構（24）を通過した低温の冷媒が流れるので、水分を吸着するときに発生する吸着熱が低温冷媒によって吸熱される。したがって、吸着剤の温度上昇が抑制され、吸着剤の吸着性能が高められる。

第４の発明は、上記第１乃至第３の何れか１の発明において、上記冷媒回路（20）は、冷媒として二酸化炭素が用いられているものである。

上記の発明では、冷媒回路（20）において、二酸化炭素がその臨界圧力より高い圧力まで圧縮されて超臨界冷凍サイクルが行われる。この超臨界冷凍サイクルでは、冷媒の高温領域が大きいため、再生能力が一層高まる。

本発明によれば、圧縮機（21）の吐出冷媒の熱を利用して吸着剤の再生を行う調湿機構（30）において、供給する再生用空気を冷媒回路（20）の室内熱交換器（23）または室外熱交換器（25）で放熱した冷媒の余熱で加熱するようにした。そのため、圧縮機（21）の吐出冷媒の熱に加え、再生用空気によっても吸着剤を十分に加熱することができる。したがって、吸着剤の再生能力を高めることができる。それに伴って、吸着剤の吸着能力も高めることができる。その結果、加湿能力および除湿能力を向上させることができる。

また、本発明によれば、予熱した再生用空気をさらに圧縮機（21）の吐出冷媒によって加熱するようにしたため、再生用空気を十分に高温にすることができる。これにより、吸着剤を再生用空気によって十分に加熱でき、吸着剤の再生能力を向上させることができる。

また、第２の発明によれば、圧縮機（21）の吐出冷媒によって加熱して吸着剤を再生する吸着熱交換器（34,35）を設け、その吸着熱交換器（34,35）へ供給する再生用空気を予熱するようにした。したがって、吸着剤を圧縮機（21）の吐出冷媒によって確実に且つ効率よく加熱することができる。これにより、吸着剤を一層十分に加熱でき、吸着剤の再生能力を向上させることができる。

また、本発明によれば、冷媒回路（20）において常に冷媒が予熱熱交換器（33）および膨張機構（24）の順に流れるように一方向通路（43）を設けるようにした。したがって、冷暖の運転に関係なく、吸着剤の再生能力を向上させることができる。

また、第３の発明によれば、水分の吸着が行われる吸着熱交換器（34,35）へ膨張機構（24）を通過した冷媒を流すようにしてので、水分の吸着によって発生する吸着熱を吸熱できる。これにより、吸着剤の温度上昇を抑制でき、吸着剤の吸着性能を向上させることができる。その結果、除湿能力が高められる。

また、第４の発明によれば、冷媒に二酸化炭素を用いたので、超臨界冷凍サイクルを行うことにより、圧縮機（21）の吐出冷媒の温度を高めることができる。これにより、吸着剤を一層十分に加熱することができるので、吸着剤の再生能力を一層向上させることができる。

以下、本発明の実施形態および参考形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、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。

《発明の参考形態１》
本発明の参考形態１について説明する。本参考形態の空気調和装置（10）は、図１に示すように、冷媒回路（20）と吸着ロータ（31）を備えている。

上記冷媒回路（20）は、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ_２）が充填された閉回路である。この冷媒回路（20）では、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行うように構成されている。また、この冷媒回路（20）は、高圧が二酸化炭素の臨界圧力以上の値に設定され、超臨界冷凍サイクルを行うものである。

上記冷媒回路（20）には、圧縮機（21）と、四路切換弁（22）と、加熱熱交換器（32）と、室内熱交換器（23）と、予熱熱交換器（33）と、膨張弁（24）と、室外熱交換器（25）とが設けられている。この冷媒回路（20）において、圧縮機（21）は、吸入側が四路切換弁（22）の第２ポートに接続され、吐出側が四路切換弁（22）の第１ポートに接続されている。四路切換弁（22）の第３ポートは、室外熱交換器（25）の一端に接続されている。室外熱交換器（25）の他端は、膨張弁（24）および予熱熱交換器（33）を順に介して室内熱交換器（23）の一端に接続されている。室内熱交換器（23）の他端は、加熱熱交換器（32）を介して四路切換弁（22）の第４ポートに接続されている。

上記圧縮機（21）は、いわゆる全密閉型に構成されている。この圧縮機（21）は、吸入した冷媒（二酸化炭素）をその臨界圧力以上にまで圧縮して吐出する。室内熱交換器（23）は、冷媒が室内空気（RA）と熱交換する空気熱交換器を構成している。冷媒と熱交換した室内空気は、室内へ供給される。室外熱交換器（25）は、冷媒が室外空気（OA）と熱交換する空気熱交換器を構成している。冷媒と熱交換した室外空気は、室外へ排出される。膨張弁（24）は、開度可変の電子膨張弁によって構成されている。なお、加熱熱交換器（32）および予熱熱交換器（33）については後述する。

上記四路切換弁（22）は、第１ポートと第４ポートが連通し且つ第２ポートと第３ポートが連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポートと第３ポートが連通し且つ第２ポートと第４ポートが連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。つまり、冷媒回路（20）において、四路切換弁（22）が第１状態の場合、冷媒が暖房サイクルで循環し、室内熱交換器（23）が放熱器として、室外熱交換器（25）が蒸発器としてそれぞれ機能する。また、冷媒回路（20）において、四路切換弁（22）が第２状態の場合、冷媒が冷房サイクルで循環し、室外熱交換器（25）が放熱器として、室内熱交換器（23）が蒸発器としてそれぞれ機能する。

上記吸着ロータ（31）は、回転式の吸着素子により構成されている。この吸着ロータ（31）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ものである。吸着ロータ（31）に用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を用いることができる。

上記吸着ロータ（31）は、室外空気（OA）が吸着用空気として流れる流通通路と、室外空気（OA）が再生用空気として流れる流通通路とに跨って配置されている。そして、吸着ロータ（31）は、吸着用空気の流通通路に位置する部分で吸着動作（除湿動作）を行うと共に、再生用空気の流通通路に位置する部分で吸着剤の再生動作（加湿動作）を行うように構成されている。つまり、吸着ロータ（31）において、吸着用空気の水分が吸着剤によって吸着される吸着動作と、再生用空気により加熱された吸着剤から水分が脱離する再生動作とが行われる。

また、この空気調和装置（10）では、本発明の特徴として、冷媒回路（20）において冷媒が暖房サイクルで循環するとき、吸着ロータ（31）へ流通する前の再生用空気が上述した予熱熱交換器（33）と加熱熱交換器（32）によって加熱される。つまり、この空気調和装置（10）は、暖房運転の場合、再生用空気が予熱熱交換器（33）および加熱熱交換器（32）の順に流通した後、吸着ロータ（31）へ流れるように構成されている。

具体的に、上記予熱熱交換器（33）は、室内熱交換器（23）で放熱した後の冷媒が再生用空気と熱交換する空気熱交換器を構成している。つまり、予熱熱交換器（33）は、再生用空気を冷媒によって予熱（加温）する。加熱熱交換器（32）は、圧縮機（21）の吐出冷媒が再生用空気と熱交換する空気熱交換器を構成している。つまり、加熱熱交換器（32）は、予熱熱交換器（33）で加温された再生用空気をさらに加温する。なお、本参考形態では、吸着ロータ（31）および加熱熱交換器（32）が本発明に係る調湿機構（30）を構成している。

このように、再生用空気は、放熱した後の冷媒の余熱によって加熱され、さらに圧縮機（21）の高温の吐出冷媒によって加熱される。したがって、圧縮機（21）の吐出冷媒のみによって加熱される場合と比べて、再生用空気を十分に加熱することができる。これにより、再生用空気が高温となり、吸着ロータ（31）の再生能力（加湿能力）を高めることができる。

なお、本参考形態において、室内熱交換器（23）、室外熱交換器（25）、加熱熱交換器（32）および予熱熱交換器（33）は、図示しないが、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いる。

−運転動作−
次に、空気調和装置（10）の運転動作について説明する。この空気調和装置（10）は、暖房加湿運転と冷房運転とを切り換えて行う。

〈暖房加湿運転〉
この暖房加湿運転は、図１に示すように、室内熱交換器（23）で加熱された空気ａと、吸着ロータ（31）において再生動作により加湿された空気ｃとが室内へ供給される運転である。

この暖房加湿運転では、四路切換弁（22）が第１状態に設定され、膨張弁（24）の開度が適宜調節される。この状態で、圧縮機（21）から吐出された超臨界状態の冷媒は、室内熱交換器（23）へ流れ、室内空気（RA）である空気ａに放熱する。加熱された空気ａは供給空気（SA）として室内へ供給され、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（23）で放熱した冷媒は、膨張弁（24）で減圧された後、室外熱交換器（25）へ流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気（OA）である空気ｂから吸熱して蒸発する。空気ｂは、冷却されて、排出空気（EA）として室外へ排出される。室外熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入されて再び吐出される。このように、冷媒回路（20）において、冷媒が暖房サイクルで循環する。

一方、上記の状態において、再生用空気（室外空気（OA））である空気ｃが予熱熱交換器（33）へ供給される。予熱熱交換器（33）では、室内熱交換器（23）で放熱した後の冷媒の余熱によって空気ｃが加熱（予熱）される。予熱された空気ｃは、加熱熱交換器（32）へ供給される。加熱熱交換器（32）では、空気ｃが圧縮機（21）の吐出直後の高温冷媒によってさらに加熱される。その後、空気ｃは、吸着ロータ（31）へ供給され、吸着剤を再生する。その際、空気ｃは、水分が付与されて加湿され、供給空気（SA）として室内へ供給される。また、吸着ロータ（31）には、吸着用空気（室外空気（OA））である空気ｄが供給され、吸着動作により除湿（減湿）される。除湿された空気ｄは、排出空気（EA）として室外へ排出される。

ここで、吸着ロータ（31）へ供給される再生用空気は、加熱熱交換器（32）で加熱される前に予熱熱交換器（33）で予熱される分、より高温になっているので、吸着ロータ（31）における再生能力が向上する。これにより、加湿能力が高められる。

〈冷房運転〉
この冷房運転は、図示しないが、室内熱交換器（23）で冷却された空気が室内へ供給される運転である。なお、この冷房運転において、吸着ロータ（31）、加熱熱交換器（32）および予熱熱交換器（33）は休止状態となる。

この冷房運転では、四路切換弁（22）が第２状態に設定され、膨張弁（24）の開度が適宜調節される。この状態で、圧縮機（21）から吐出された超臨界状態の冷媒は、室外熱交換器（25）へ流れ、室外空気（OA）に放熱する。この加熱された空気は、排出空気（EA）として室外へ排出される。室外熱交換器（25）で放熱した冷媒は、膨張弁（24）で減圧された後、予熱熱交換器（33）を通過して室内熱交換器（23）へ流れる。室内熱交換器（23）では、冷媒が室内空気（RA）から吸熱して蒸発する。この冷却された空気は、供給空気（SA）として室内へ供給され、室内の冷房が行われる。室内熱交換器（23）で蒸発した冷媒は、加熱熱交換器（32）を通過して圧縮機（21）へ吸入され、再び吐出される。

−参考形態１の効果−
この参考形態１によれば、暖房加湿運転時に、吸着ロータ（31）へ送る再生用空気を予熱熱交換器（33）で一旦予熱し、さらに加熱熱交換器（32）で加熱するようにしたので、再生用空気の温度を十分に高くすることができる。これにより、吸着ロータ（31）の再生能力を向上させることができ、加湿能力を高めることができる。

また、本参考形態によれば、室内熱交換器（23）で放熱した後の冷媒の余熱によって再生用空気を予熱するようにした。つまり、室内の暖房に用いられて残った冷媒の熱量を使うので、冷凍サイクルのＣＯＰ（成績係数）が向上する。しかも、本参考形態のように、冷媒に二酸化炭素を用いて超臨界冷凍サイクルで室内の暖房を行う場合、冷媒の高温領域が大きいことから、室内の暖房に利用されずに残る冷媒の温熱量が多くなり、低いＣＯＰしか得られない。ところが、本参考形態では、その残った冷媒の温熱量を再生用空気の予熱に利用するため、ＣＯＰを高めることができる。

また、上述したように、超臨界冷凍サイクルでは冷媒の高温領域が大きいことから、加熱熱交換器（32）による再生用空気の加熱量を一層増大させることができる。これにより、加湿能力を一層高めることができる。

《発明の参考形態２》
本発明の参考形態２について説明する。本参考形態は、図２および図３に示すように、上記参考形態１における加熱熱交換器（32）および予熱熱交換器（33）には暖房加湿運転時にのみ冷媒が流れるようにしたものである。ここでは、上記参考形態１の空気調和装置（10）と異なる点について説明する。

具体的に、本参考形態の冷媒回路（20）には、加熱熱交換器（32）をバイパスする第１バイパス通路（41）と、予熱熱交換器（33）をバイパスする第２バイパス通路（42）とが設けられている。そして、これらバイパス通路（41,42）には、逆止弁（CV）が１つずつ設けられている。第１バイパス通路（41）の逆止弁（CV）は、図２において左側から右側へ向かって流れる冷媒流れのみを許容するものである。第２バイパス通路（42）の逆止弁（CV）は、図２において右側から左側へ向かって流れる冷媒流れのみを許容するものである。つまり、本参考形態の冷媒回路（20）は、冷房運転の場合、冷媒が加熱熱交換器（32）および予熱熱交換器（33）をバイパスして流れるように構成されている。

したがって、暖房加湿運転の場合、図２に示すように、圧縮機（21）から吐出された冷媒が加熱熱交換器（32）、室内熱交換器（23）および予熱熱交換器（33）を順に流れる。そして、上記参考形態１と同様に、再生用空気が予熱熱交換器（33）および加熱熱交換器（32）で順に加熱され、吸着ロータ（31）へ供給される。これにより、吸着ロータ（31）の再生能力が向上する。

一方、冷房運転の場合、図３に示すように、膨張弁（24）で減圧された冷媒は、予熱熱交換器（33）へ流れずに第２バイパス通路（42）を通って室内熱交換器（23）へ流れる。室内熱交換器（23）で蒸発した冷媒は、加熱熱交換器（32）へ流れずに第１バイパス通路（41）を通って圧縮機（21）へ吸入される。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１について図４および図５を参照しながら説明する。本実施形態は、上記参考形態１の冷媒回路（20）の構成を変更し、冷房除湿運転を行うようにしたものである。ここでは、上記参考形態１の空気調和装置（10）と異なる点について説明する。

具体的に、本実施形態の冷媒回路（20）には、室内熱交換器（23）と室外熱交換器（25）の間に方向制御回路（40）および一方向通路（43）が設けられている。

上記方向制御回路（40）は、ブリッジ回路で構成された整流機構である。方向制御回路（40）は、第１流入管（44）および第２流入管（45）と、第１流出管（46）および第２流出管（47）とがブリッジ状に接続されて構成されている。各流入管（44,45）および各流出管（46,47）には、それぞれ逆止弁（CV）が設けられている。一方向通路（43）は、方向制御回路（40）に接続され、常時冷媒が一方向に流れるように構成されている。そして、この一方向通路（43）には、上流側から順に、予熱熱交換器（33）および膨張弁（24）が設けられている。

上記方向制御回路（40）は、冷媒が暖房サイクルで循環する場合（即ち、暖房加湿運転の場合）、室内熱交換器（23）から流出した冷媒が第１流入管（44）、一方向通路（43）および第２流出管（47）を順に通って室外熱交換器（25）へ流れるように構成されている。また、方向制御回路（40）は、冷媒が冷房サイクルで循環する場合（即ち、冷房除湿運転の場合）、室外熱交換器（25）から流出した冷媒が第２流入管（45）、一方向通路（43）および第１流出管（46）を順に通って室内熱交換器（23）へ流れるように構成されている。このように、本実施形態の冷媒回路（20）では、暖房加湿運転および冷房除湿運転の何れの場合においても、冷媒が予熱熱交換器（33）を通過した後に膨張弁（24）へ流入する。

また、本実施形態では、加熱熱交換器（32）が圧縮機（21）の吐出側と四路切換弁（22）の第１ポートとの間に設けられている。つまり、本実施形態では、暖房加湿運転および冷房除湿運転の何れの場合においても、加熱熱交換器（32）には圧縮機（21）の吐出直後の冷媒が流れるように構成されている。

そして、本実施形態では、暖房加湿運転および冷房除湿運転の何れの場合も、再生用空気が予熱熱交換器（33）および加熱熱交換器（32）を順に流通して吸着ロータ（31）で加湿され、吸着用空気が吸着ロータ（31）で除湿されるようになっている。暖房加湿運転時には再生用空気が室内へ供給され、冷房除湿運転時には吸着用空気が室内へ供給されるように、空気ｃと空気ｄの流通通路が切り換えられる。

〈暖房加湿運転〉
本実施形態の暖房加湿運転は、図４に示すように、上記参考形態１と同様、室内熱交換器（23）で加熱された空気ａと、吸着ロータ（31）において再生動作により加湿された空気ｃとが室内へ供給される運転である。

この暖房加湿運転では、四路切換弁（22）が第１状態に設定され、膨張弁（24）の開度が適宜調節される。この状態で、圧縮機（21）から吐出された超臨界状態の冷媒は、加熱熱交換器（32）を通って室内熱交換器（23）へ流れ、室内空気（RA）である空気ａに放熱する。加熱された空気ａは供給空気（SA）として室内へ供給され、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（23）で放熱した冷媒は、方向制御回路（40）の第１流入管（44）を通って一方向通路（43）へ流れる。この冷媒は、予熱熱交換器（33）を通過して膨張弁（24）で減圧された後、方向制御回路（40）の第２流出管（47）を通って室外熱交換器（25）へ流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気（OA）である空気ｂから吸熱して蒸発する。空気ｂは、冷却されて、排出空気（EA）として室外へ排出される。室外熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入される。

一方、再生用空気（室外空気（OA））である空気ｃは、上記参考形態１と同様に、予熱熱交換器（33）および加熱熱交換器（32）を順に流通して加熱される。その後、空気ｃは、吸着ロータ（31）を流通する際に加湿されて、供給空気（SA）として室内へ供給される。また、吸着ロータ（31）には、吸着用空気（室外空気（OA））である空気ｄが流通して除湿（減湿）されて、排出空気（EA）として室外へ排出される。

このように、本実施形態においても、再生用空気が予熱熱交換器（33）と加熱熱交換器（32）とによって加熱されるため、吸着ロータ（31）における再生能力が向上する。これにより、加湿能力が高められる。

〈冷房除湿運転〉
この冷房除湿運転は、図５に示すように、室内熱交換器（23）で冷却された空気ａと、吸着ロータ（31）において吸着動作により除湿（減湿）された空気ｄとが室内へ供給される運転である。

この冷房除湿運転では、四路切換弁（22）が第２状態に設定され、膨張弁（24）の開度が適宜調節される。そして、吸着ロータ（31）を流通した再生用空気である空気ｃが室外へ、吸着ロータ（31）を流通した吸着用空気である空気ｄが室内へそれぞれ供給されるように、空気の流通通路が切り換えられる。

この状態で、圧縮機（21）から吐出された超臨界状態の冷媒は、加熱熱交換器（32）を通って室外熱交換器（25）へ流れ、室外空気（OA）である空気ｂに放熱する。加熱された空気ｂは、排出空気（EA）として室外へ排出される。室外熱交換器（25）で放熱した冷媒は、方向制御回路（40）の第２流入管（45）を通って一方向通路（43）へ流れる。この冷媒は、予熱熱交換器（33）を通過して膨張弁（24）で減圧された後、方向制御回路（40）の第１流出管（46）を通って室内熱交換器（23）へ流れる。室内熱交換器（23）では、冷媒が室内空気（RA）である空気ａから吸熱して蒸発する。冷却された空気ａは、供給空気（SA）として室内へ供給され、室内の冷房が行われる。室内熱交換器（23）で蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入される。

一方、再生用空気（室外空気（OA））である空気ｃは、暖房加湿運転時と同様に、予熱熱交換器（33）および加熱熱交換器（32）を順に流通する。その際、予熱熱交換器（33）では、室外熱交換器（25）で放熱した後の冷媒の余熱によって空気ｃが加熱（予熱）される。加熱熱交換器（32）では、空気ｃが圧縮機（21）の吐出直後の高温冷媒によってさらに加熱される。その後、空気ｃは、吸着ロータ（31）へ供給されて加湿される。加湿された空気ｃは、排出空気（EA）として室外へ排出される。吸着用空気（室外空気（OA））である空気ｄは、吸着ロータ（31）へ供給されて除湿される。除湿された空気ｄは、供給空気（SA）として室内へ供給される。

この冷房除湿運転においても、吸着ロータ（31）の再生用空気が予熱熱交換器（33）と加熱熱交換器（32）とによって加熱されるため、吸着ロータ（31）における再生能力が向上する。つまり、吸着ロータ（31）における吸着剤の水分脱離量が増大する。これにより、吸着剤の水分吸着量が増大して吸着能力が向上するので、除湿能力を高めることができる。

以上のように、本実施形態によれば、暖房加湿運転および冷房除湿運転の何れの場合においても、吸着ロータ（31）の再生用空気を十分に高温にすることができる。したがって、吸着ロータ（31）の再生能力を向上させることができ、暖房時には加湿能力を、冷房時には除湿能力を確実に高めることができる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について図６〜図９を参照しながら説明する。本実施形態は、上記実施形態１における調湿機構（30）の構成を変更したものである。つまり、本実施形態では、上記実施形態１における吸着ロータ（31）および加熱熱交換器（32）を省略し、調湿機構（30）として吸着熱交換器（34,35）を設けるようにした。ここでは、上記実施形態１の空気調和装置（10）と異なる点について説明する。

本実施形態の冷媒回路（20）は、上記実施形態１の吸着ロータ（31）および加熱熱交換器（32）が省略され、２つの吸着熱交換器（34,35）が設けられている。

具体的に、この第１吸着熱交換器（34）および第２吸着熱交換器（35）は、圧縮機（21）の吐出側と四路切換弁（22）の第１ポートとの間に互いに並列に設けられている。つまり、圧縮機（21）の吐出側の配管が二方に分岐して各吸着熱交換器（34,35）へ接続されている。そして、第１吸着熱交換器（34）の上流の分岐配管には第１電磁弁（48）が、第２吸着熱交換器（35）の上流の分岐配管には第２電磁弁（49）がそれぞれ設けられている。これら電磁弁（48,49）は、開閉弁である。

上記吸着熱交換器（34,35）は、図示しないが、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、吸着熱交換器（34,35）のフィンおよ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。つまり、吸着熱交換器（34,35）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流通する空気の除加湿を行うように構成されている。

なお、上記吸着熱交換器（34,35）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（34,35）の各フィンおよ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。

本実施形態の空気調和装置（10）では、暖房加湿運転および冷房除湿運転において、圧縮機（21）の吐出冷媒が第１吸着熱交換器（34）と第２吸着熱交換器（35）とへ交互に流れるように電磁弁（48,49）が切り換えられる。つまり、電磁弁（48,49）は、圧縮機（21）の吐出冷媒が第１吸着熱交換器（34）へ流れる第１運転（図６および図８の状態）と、圧縮機（21）の吐出冷媒が第２吸着熱交換器（35）へ流れる第２運転（図７および図９の状態）とを所定時間毎に切り換える切換機構を構成している。また、空気調和装置（10）は、第１運転時には再生用空気（空気ｃ）が第１吸着熱交換器（34）へ供給されると同時に吸着用空気（空気ｄ）が第２吸着熱交換器（35）へ供給され、第２運転時には再生用空気が第２吸着熱交換器（35）へ供給されると同時に吸着用空気が第１吸着熱交換器（34）へ供給されるように空気の流通通路が切り換えられる。このように、本実施形態の空気調和装置（10）は、各吸着熱交換器（34,35）において再生動作と吸着動作とが交互に行われるように構成されている。

〈暖房加湿運転〉
本実施形態の暖房加湿運転は、図６および図７に示すように、第１運転と第２運転とが交互に行われ、室内熱交換器（23）で加熱された空気ａと、吸着熱交換器（34,35）で再生動作により加湿された空気ｃとが室内へ供給される運転である。

先ず、第１運転について説明する。この第１運転では、図６に示すように、四路切換弁（22）が第１状態に設定され、膨張弁（24）の開度が適宜調節される。そして、第１電磁弁（48）が開状態に、第２電磁弁（49）が閉状態にそれぞれ設定される。

この状態で、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、第１吸着熱交換器（34）を通って室内熱交換器（23）へ流れ、空気ａに放熱する。加熱された空気ａは室内へ供給され、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（23）で放熱した冷媒は、方向制御回路（40）を介して一方向通路（43）へ流れ、予熱熱交換器（33）を通過して膨張弁（24）で減圧される。減圧された冷媒は、方向制御回路（40）を介して室外熱交換器（25）へ流れ、空気ｂから吸熱して蒸発する。室外熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入される。

再生用空気である空気ｃは、予熱熱交換器（33）および第１吸着熱交換器（34）を順に流通する。予熱熱交換器（33）では、室内熱交換器（23）で放熱した後の冷媒の余熱によって空気ｃが加熱される。第１吸着熱交換器（34）では、吸着剤の再生動作が行われる。つまり、第１吸着熱交換器（34）の吸着剤は、圧縮機（21）の吐出冷媒と流通する空気ｃとによって加熱されて水分が脱離する。脱離した水分は空気ｃへ付与され、空気ｃが加湿される。加湿された空気ｃは、供給空気（SA）として室内へ供給される。また、吸着用空気である空気ｄは、第２吸着熱交換器（35）を流通する。第２吸着熱交換器（35）では、吸着動作が行われる。つまり、空気ｄの水分が吸着剤により吸着され、空気ｄが除湿（減湿）される。除湿された空気ｄは、排出空気（EA）として室外へ排出される。

次に、第２運転について説明する。第１運転が所定時間行われると、図７に示すように、第１電磁弁（48）が閉状態に、第２電磁弁（49）が開状態にそれぞれ設定されて第２運転に切り換えられる。なお、四路切換弁（22）は第１状態のままである。

この状態で、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、第２吸着熱交換器（35）を通って室内熱交換器（23）へ流れ、空気ａに放熱する。加熱された空気ａは室内へ供給され、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（23）で放熱した冷媒は、上記第１運転と同様、予熱熱交換器（33）を通過して膨張弁（24）で減圧された後、室外熱交換器（25）へ流れて蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入される。

再生用空気である空気ｃは、予熱熱交換器（33）および第２吸着熱交換器（35）を順に流通する。予熱熱交換器（33）では、室内熱交換器（23）で放熱した後の冷媒の余熱によって空気ｃが加熱される。第２吸着熱交換器（35）では、吸着剤の再生動作が行われる。つまり、第２吸着熱交換器（35）の吸着剤は、圧縮機（21）の吐出冷媒と流通する空気ｃとによって加熱されて水分が脱離する。これにより、空気ｃが加湿され、供給空気（SA）として室内へ供給される。また、吸着用空気である空気ｄは、第１吸着熱交換器（34）を流通する。第１吸着熱交換器（34）では、吸着動作が行われる。つまり、空気ｄの水分が吸着剤により吸着され、空気ｄが除湿（減湿）される。除湿された空気ｄは、排出空気（EA）として室外へ排出される。

このように、再生動作を行う吸着熱交換器（34,35）には、圧縮機（21）の高温冷媒が流れると共に、予熱熱交換器（33）で加熱された再生用空気が流通する。そのため、吸着剤が高温冷媒と再生用空気によって十分に加熱される。これにより、吸着剤における水分脱離量が増大し、その吸着熱交換器（34,35）の再生能力が向上する。その結果、加湿能力が高められる。

〈冷房除湿運転〉
本実施形態の冷房除湿運転は、図８および図９に示すように、第１運転と第２運転とが交互に行われ、室内熱交換器（23）で冷却された空気ａと、吸着熱交換器（34,35）で吸着動作により除湿された空気ｄとが室内へ供給される運転である。

先ず、第１運転では、図８に示すように、四路切換弁（22）が第２状態に設定され、膨張弁（24）の開度が適宜調節される。そして、第１電磁弁（48）が開状態に、第２電磁弁（49）が閉状態にそれぞれ設定される。

この状態で、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、第１吸着熱交換器（34）を通って室外熱交換器（25）へ流れ、空気ｂに放熱する。放熱後の冷媒は、方向制御回路（40）を介して一方向通路（43）へ流れ、予熱熱交換器（33）を通過して膨張弁（24）で減圧される。減圧された冷媒は、方向制御回路（40）を介して室内熱交換器（23）へ流れ、空気ａから吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入される。

再生用空気である空気ｃは、予熱熱交換器（33）および第１吸着熱交換器（34）を順に流通する。予熱熱交換器（33）では、室外熱交換器（25）で放熱した後の冷媒の余熱によって空気ｃが加熱される。第１吸着熱交換器（34）では、吸着剤が圧縮機（21）の吐出冷媒と流通する空気ｃとにより加熱されて再生動作が行われる。加湿された空気ｃは、室外へ排出される。また、吸着用空気である空気ｄは、第２吸着熱交換器（35）を流通する。第２吸着熱交換器（35）では、吸着動作が行われて空気ｄが除湿される。除湿された空気ｄは、室内へ供給される。

第２運転では、図９に示すように、第１電磁弁（48）が閉状態に、第２電磁弁（49）が開状態にそれぞれ設定される。なお、四路切換弁（22）は第２状態のままである。

この状態で、圧縮機（21）から吐出された冷媒は、第２吸着熱交換器（35）を通って室外熱交換器（25）へ流れ、空気ａに放熱する。放熱後の冷媒は、上記第１運転と同様、予熱熱交換器（33）および膨張弁（24）を通った後、室内熱交換器（23）へ流れて蒸発する。

再生用空気である空気ｃは、予熱熱交換器（33）および第２吸着熱交換器（35）を順に流通する。上記第１運転と同様に、予熱熱交換器（33）において空気ｃが加熱され、第２吸着熱交換器（35）において吸着剤の再生動作が行われる。また、吸着用空気である空気ｄは、第１吸着熱交換器（34）を流通する。第１吸着熱交換器（34）では、吸着動作が行われて空気ｄが除湿される。除湿された空気ｄは、室内へ供給される。

この冷房除湿運転においても、再生動作を行う吸着熱交換器（34,35）には、圧縮機（21）の高温冷媒が流れると共に、予熱熱交換器（33）で加熱された再生用空気が流通する。これにより、吸着熱交換器（34,35）の再生能力が向上する。それに伴って、吸着熱交換器（34,35）の吸着能力が向上するので、除湿能力が高められる。

《発明の実施形態３》
本発明の実施形態３について図１０〜図１３を参照しながら説明する。本実施形態は、上記実施形態２における電磁弁（48,49）を省略し、３つの四路切換弁（22,36,37）を備えるようにしたものである。ここでは、上記実施形態２の空気調和装置（10）と異なる点について説明する。

本実施形態の冷媒回路（20）は、第１四路切換弁（22）と、第２四路切換弁（36）と、第３四路切換弁（37）が設けられている。なお、第１四路切換弁（22）は、上記実施形態２の四路切換弁に相当し、冷媒回路（20）において冷媒循環を暖房サイクルと冷房サイクルとに切り換えるためのものである。

具体的に、第１四路切換弁（22）は、第１ポートが第３四路切換弁（37）の第１ポートと、第２ポートが圧縮機（21）の吸入側と、第３ポートが室外熱交換器（25）の一端と、第４ポートが室内熱交換器（23）の一端とそれぞれ繋がっている。第２四路切換弁（36）は、第１ポートが圧縮機（21）の吐出側と、第２ポートが一方向通路（43）における膨張弁（24）の下流と、第３ポートが第３四路切換弁（37）の第３ポートと、第４ポートが第３四路切換弁（37）の第４ポートとそれぞれ繋がっている。第３四路切換弁（37）の第２ポートは、一方向通路（43）における膨張弁（24）と第２四路切換弁（36）との間に繋がっている。

本実施形態において、第１吸着熱交換器（34）は、第２四路切換弁（36）の第４ポートと第３四路切換弁（37）の第４ポートとを繋ぐ配管に設けられている。第２吸着熱交換器（35）は、一方向通路（43）における第２四路切換弁（36）と第３四路切換弁（37）との間に設けられている。

上記第１四路切換弁（22）は、上記参考形態１と同様に、第１状態（図１０に実線で示す状態）と、第２状態（図１０に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。つまり、冷媒回路（20）において、第１四路切換弁（22）が第１状態の場合は冷媒が暖房サイクルで循環し、第１四路切換弁（22）が第２状態の場合は冷媒が冷房サイクルで循環する。

上記第２四路切換弁（36）および第３四路切換弁（37）は、それぞれ、第１ポートと第４ポートが連通し且つ第２ポートと第３ポートが連通する第１状態（図１０に実線で示す状態）と、第１ポートと第３ポートが連通し且つ第２ポートと第４ポートが連通する第２状態（図１０に破線で示す状態）とに切り換わるように構成されている。

本実施形態の空気調和装置（10）では、暖房加湿運転および冷房除湿運転において、圧縮機（21）の吐出冷媒が第１吸着熱交換器（34）と第２吸着熱交換器（35）とへ交互に流れるように第２四路切換弁（36）が切り換えられる。さらに、暖房加湿運転および冷房除湿運転において、膨張弁（24）を通過した冷媒が第１吸着熱交換器（34）と第２吸着熱交換器（35）とへ交互に流れるように第３四路切換弁（37）が切り換えられる。つまり、第２四路切換弁（36）および第３四路切換弁（37）は、双方が第１状態に設定される第１運転（図１０および図１２の状態）と、双方が第２状態に設定される第２運転（図１１および図１３の状態）とを所定時間毎に切り換える切換機構を構成している。また、空気調和装置（10）は、第１運転時には再生用空気（空気ｃ）が第１吸着熱交換器（34）へ供給されると同時に吸着用空気（空気ｄ）が第２吸着熱交換器（35）へ供給され、第２運転時には再生用空気が第２吸着熱交換器（35）へ供給されると同時に吸着用空気が第１吸着熱交換器（34）へ供給されるように空気の流通通路が切り換えられる。

このように、本実施形態では、吸着動作が行われる吸着熱交換器（34,35）に常に膨張弁（24）で減圧された低温の冷媒が流れる。吸着剤に水分が吸着される際には、吸着熱が発生して吸着剤が高温となる。そのため、吸着剤の吸着性能が低下する。ところが、その吸着熱交換器（34,35）へ低温冷媒が流れることにより、低温冷媒が吸着熱を吸熱する。これにより、吸着剤の温度上昇が抑制され、吸着剤の吸着性能が向上する。

〈暖房加湿運転〉
本実施形態の暖房加湿運転は、図１０および図１１に示すように、第１運転と第２運転とが交互に行われ、室内熱交換器（23）で加熱された空気ａと、吸着熱交換器（34,35）で再生動作により加湿された空気ｃとが室内へ供給される運転である。

先ず、第１運転では、図１０に示すように、第１四路切換弁（22）、第２四路切換弁（36）および第３四路切換弁（37）がそれぞれ第１状態に設定され、膨張弁（24）の開度が適宜調節される。

この状態で、圧縮機（21）の吐出冷媒は、第１吸着熱交換器（34）を通って室内熱交換器（23）へ流れ、空気ａに放熱する。加熱された空気ａは室内へ供給され、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（23）で放熱した冷媒は、方向制御回路（40）を介して一方向通路（43）へ流れ、予熱熱交換器（33）を通過して膨張弁（24）で減圧される。減圧された冷媒は、第２吸着熱交換器（35）を通って室外熱交換器（25）へ流れ、空気ｂから吸熱して蒸発する。この蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入される。

再生用空気である空気ｃは、予熱熱交換器（33）および第１吸着熱交換器（34）を順に流通する。予熱熱交換器（33）では、室内熱交換器（23）で放熱した後の冷媒の余熱によって空気ｃが加熱される。第１吸着熱交換器（34）では、吸着剤が圧縮機（21）の吐出冷媒と流通する空気ｃとによって十分に加熱され、吸着剤からの水分脱離量が増大する。したがって、吸着剤の再生能力が向上する。脱離した水分は空気ｃへ付与され、空気ｃが加湿される。この空気ｃは、供給空気（SA）として室内へ供給される。

吸着用空気である空気ｄは、第２吸着熱交換器（35）を流通する。第２吸着熱交換器（35）では、吸着動作が行われる。つまり、空気ｄの水分が吸着剤により吸着され、空気ｄが除湿（減湿）される。ここで、吸着動作により吸着熱が発生するが、この吸着熱は膨張弁（24）で減圧された低温冷媒によって吸熱される。したがって、吸着剤の温度上昇が抑制され、吸着性能が向上する。なお、除湿された空気ｄは、排出空気（EA）として室外へ排出される。

次に、第２運転では、図１１に示すように、第２四路切換弁（36）および第３四路切換弁（37）がそれぞれ第２状態に設定される。なお、第１四路切換弁（22）は第１状態のままである。

この状態で、圧縮機（21）の吐出冷媒は、第２吸着熱交換器（35）を通って室内熱交換器（23）へ流れ、空気ａに放熱する。室内熱交換器（23）で放熱した冷媒は、上記第１運転と同様、予熱熱交換器（33）を通過して膨張弁（24）で減圧される。減圧された冷媒は、第１吸着熱交換器（34）を通って室外熱交換器（25）へ流れて蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入される。

再生用空気である空気ｃは、予熱熱交換器（33）および第２吸着熱交換器（35）を順に流通する。第２吸着熱交換器（35）では、上記第１運転と同様、吸着剤が圧縮機（21）の吐出冷媒と流通する空気ｃとによって十分に加熱され、再生動作が行われる。第２吸着熱交換器（35）で加湿された空気ｃは、供給空気（SA）として室内へ供給される。また、吸着用空気である空気ｄは、第１吸着熱交換器（34）を流通する。第１吸着熱交換器（34）では、吸着動作が行われ、空気ｄが除湿（減湿）される。その際、発生した吸着熱が低温冷媒によって吸熱され、吸着剤の温度上昇が抑制される。除湿された空気ｄは、排出空気（EA）として室外へ排出される。

このように、暖房加湿運転では、吸着熱交換器（34,35）の再生能力を向上させることができると共に、吸着性能を高めることができる。吸着性能が高まると、水分吸着量が増大し、再生動作時の水分脱離量が増大する。したがって、再生能力が一層向上し、加湿能力を一層高めることができる。

〈冷房除湿運転〉
本実施形態の冷房除湿運転は、図１２および図１３に示すように、第１運転と第２運転とが交互に行われ、室内熱交換器（23）で冷却された空気ａと、吸着熱交換器（34,35）で吸着動作により除湿された空気ｄとが室内へ供給される運転である。

先ず、第１運転では、図１２に示すように、第１四路切換弁（22）が第２状態に設定され、膨張弁（24）の開度が適宜調節される。そして、第２四路切換弁（36）および第３四路切換弁（37）がそれぞれ第１状態に設定される。

この状態で、圧縮機（21）の吐出冷媒は、第１吸着熱交換器（34）を通って室外熱交換器（25）へ流れ、空気ｂに放熱する。放熱後の冷媒は、方向制御回路（40）を介して一方向通路（43）へ流れ、予熱熱交換器（33）を通過して膨張弁（24）で減圧される。減圧された冷媒は、第２吸着熱交換器（35）を通って室内熱交換器（23）へ流れ、空気ａから吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機（21）へ吸入される。

再生用空気である空気ｃは、予熱熱交換器（33）および第１吸着熱交換器（34）を順に流通する。予熱熱交換器（33）では、室外熱交換器（25）で放熱した後の冷媒の余熱によって空気ｃが加熱される。第１吸着熱交換器（34）では、吸着剤が圧縮機（21）の吐出冷媒と流通する空気ｃとにより十分に加熱されて再生動作が行われる。この場合も、再生能力が向上する。なお、第１吸着熱交換器（34）で加湿された空気ｃは、室外へ排出される。

吸着用空気である空気ｄは、第２吸着熱交換器（35）を流通する。第２吸着熱交換器（35）では、吸着動作が行われて空気ｄが除湿される。除湿された空気ｄは、供給空気（SA）として室内へ供給される。ここでも、吸着動作により吸着熱が発生するが、この吸着熱は膨張弁（24）で減圧された低温冷媒によって吸熱される。したがって、吸着剤の温度上昇が抑制され、吸着性能が向上する。その結果、除湿能力を高めることができる。

次に、第２運転では、図１３に示すように、第２四路切換弁（36）および第３四路切換弁（37）がそれぞれ第２状態に設定される。なお、第１四路切換弁（22）は第２状態のままである。

この状態で、圧縮機（21）の吐出冷媒は、第２吸着熱交換器（35）を通って室外熱交換器（25）へ流れ、空気ａに放熱する。放熱後の冷媒は、上記第１運転と同様、予熱熱交換器（33）を通って膨張弁（24）で減圧される。減圧された冷媒は、第１吸着熱交換器（34）を通って室内熱交換器（23）へ流れ、空気ａから吸熱して蒸発する。

再生用空気である空気ｃは、予熱熱交換器（33）および第２吸着熱交換器（35）を順に流通する。上記第１運転と同様に、第２吸着熱交換器（35）では、吸着剤が圧縮機（21）の吐出冷媒と流通する空気ｃとにより十分に加熱されて再生動作が行われる。吸着用空気である空気ｄは、第１吸着熱交換器（34）を流通する。第１吸着熱交換器（34）では、吸着動作が行われて空気ｄが除湿される。除湿された空気ｄは、室内へ供給される。この場合も、吸着熱が低温冷媒によって吸熱されるので、吸着剤の温度上昇を抑制することができる。

このように、冷房除湿運転においても、吸着熱交換器（34,35）の再生能力を向上させることができ、さらに吸着性能を高めることができる。吸着性能の向上により、水分吸着量が増大するので、除湿能力を高めることができる。

以上説明したように、本発明は、水分の吸着剤を用いて空気の調湿を行う空気調和装置として有用である。

参考形態１の空気調和装置の構成と暖房加湿運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。参考形態２の空気調和装置の構成と暖房加湿運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。参考形態２の空気調和装置の構成と冷房運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態１の空気調和装置の構成と暖房加湿運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態１の空気調和装置の構成と冷房除湿運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態２の空気調和装置の構成と暖房加湿運転の第１運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態２の空気調和装置の構成と暖房加湿運転の第２運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態２の空気調和装置の構成と冷房除湿運転の第１運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態２の空気調和装置の構成と冷房除湿運転の第２運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態３の空気調和装置の構成と暖房加湿運転の第１運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態３の空気調和装置の構成と暖房加湿運転の第２運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態３の空気調和装置の構成と冷房除湿運転の第１運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。実施形態３の空気調和装置の構成と冷房除湿運転の第２運転における冷媒および空気の流れを示す配管系統図である。

符号の説明

10 空気調和装置
20 冷媒回路
21 圧縮機
23 室内熱交換器
24 膨張弁（膨張機構）
25 室外熱交換器
30 調湿機構
31 吸着ロータ（吸着素子）
32 加熱熱交換器
33 予熱熱交換器
34,35 第１,第２吸着熱交換器
36,37 第２,第３四路切換弁（切換機構）
40 方向制御回路（整流機構）
43 一方向通路
48,49 第１,第２電磁弁（切換機構）

Claims

圧縮機（21）と室内熱交換器（23）と膨張機構（24）と室外熱交換器（25）を有して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を備えた空気調和装置であって、
吸着剤を有し、該吸着剤による水分の吸着と上記圧縮機（21）の吐出冷媒の熱を利用して上記吸着剤から水分を脱離させる該吸着剤の再生とを行う空気の調湿機構（30）を備える一方、
上記冷媒回路（20）には、上記調湿機構（30）へ供給される再生用空気を室内熱交換器（23）または室外熱交換器（25）で放熱した冷媒と熱交換させる予熱熱交換器（33）が設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、
上記調湿機構（30）は、
上記冷媒回路（20）に設けられ、上記予熱熱交換器（33）で熱交換した再生用空気を圧縮機（21）の吐出冷媒と熱交換させる加熱熱交換器（32）と、
上記吸着剤を有し、該吸着剤による水分の吸着と該吸着剤から水分を脱離させる吸着剤の再生とを行うと共に、吸着用空気の流通通路と上記加熱熱交換器（32）で熱交換した再生用空気の流通通路とに跨って配置された回転可能な吸着素子（31）とを備えている
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１において、
上記調湿機構（30）は、上記冷媒回路（20）に設けられると共に、表面に水分の吸着剤が担持され、圧縮機（21）の吐出冷媒で加熱されて吸着剤の再生を行う第１吸着熱交換器（34）および第２吸着熱交換器（35）を備え、
上記冷媒回路（20）は、圧縮機（21）の吐出冷媒が第１吸着熱交換器（34）と第２吸着熱交換器（35）とへ交互に流れるように冷媒流れを切り換える切換機構（48,49,36）を備えている
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項２または３において、
上記冷媒回路（20）は、冷媒循環が可逆に構成されると共に、室内熱交換器（23）と室外熱交換器（25）の間に整流機構（40）によって常時冷媒が一方向に流れる一方向通路（43）が設けられ、
上記予熱熱交換器（33）および膨張機構（24）は、上記一方向通路（43）に上流側から順に設けられている
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項３において、
上記冷媒回路（20）は、上記圧縮機（21）の吐出冷媒が第１吸着熱交換器（34）へ流れる場合、膨張機構（24）を通過した冷媒が第２吸着熱交換器（35）へ流れ、上記圧縮機（21）の吐出冷媒が第２吸着熱交換器（35）へ流れる場合、膨張機構（24）を通過した冷媒が第１吸着熱交換器（34）へ流れるように冷媒流れを切り換える切換機構（37）を備えている
ことを特徴とする空気調和装置。
請求項１乃至５の何れか１項において、
上記冷媒回路（20）は、冷媒として二酸化炭素が用いられている
ことを特徴とする空気調和装置。