JP2008116076A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気の温度調節機能と湿度調節機能とを併せ持つ空気調和装置において、調湿能力の向上を図る。
【解決手段】空調機（10）の冷媒回路（60）では、再生用熱交換器（66）が、暖房運転時の冷媒の循環方向における室内熱交換器（65）の上流側に配置される。この再生用熱交換器（66）は、空調機（10）の調湿ユニット（40）に設置される。調湿ユニット（40）において、再生用熱交換器（66）は、再生側空気通路（47）における吸着ロータ（50）の上流側に配置され、再生側空気通路（47）を吸着ロータ（50）へ向けて流れる第２空気を加熱する。吸着ロータ（50）は、吸着側空気通路（44）に位置する部分の吸着剤が第１空気から水分を吸着する一方、再生用熱交換器（66）に位置する部分の吸着剤が第２空気により加熱されて再生される。調湿ユニット（40）で加湿された第２空気は、空気ダクト（55）を通って室内へ供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気の温度調節と吸着剤を利用した空気の湿度調節とを行う空気調和装置に関するものである。

従来より、空気の温度調節と吸着剤を利用した空気の湿度調節とを行う空気調和装置が知られている。この種の空気調和装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された空気調和装置は、いわゆるセパレート型のものであって、室外ユニットと室内ユニットとを備えている。空気調和装置の冷媒回路では、冷媒を循環させて冷凍サイクルが行われる。この空気調和装置では、室外ユニットと一体に加湿ユニットが設けられている。加湿ユニットは、吸着剤を担持した吸着ロータを備えている。この加湿ユニットは、室外空気中の水分を吸着ロータに吸着させる動作と、加熱した室外空気を吸着ロータと接触させて吸着剤を再生する動作とを行い、吸着ロータから脱離した水分で加湿した空気を室内へ供給する。また、この加湿ユニットでは、吸着ロータを再生するための空気を、冷媒回路の冷媒によって加熱している。

一方、特許文献２には、二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒として用いた空気調和機が開示されている。この空気調和機の冷媒回路は、冷媒として充填された二酸化炭素を循環させて冷凍サイクルを行う。この冷媒回路で行われる冷凍サイクルでは、その高圧が冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高い値に設定される。即ち、この空気調和機では、冷媒である二酸化炭素の臨界圧力よりも高圧が高くなる冷凍サイクル（いわゆる超臨界サイクル）が行われる。
特開２００２−０８９９０３号公報 特開２００３−２４０３７２号公報

特許文献１には、いわゆるフロン冷媒の一種であるＲ３２を冷媒として用いることが開示されている。この種のフロン冷媒を用いる場合、冷凍サイクルの高圧は冷媒の臨界圧力よりも低い値に設定されるのが一般的である。そして、特許文献１に開示されているような調湿機能を持つ空気調和装置において、高圧が冷媒の臨界圧力よりも低い冷凍サイクル（即ち、亜臨界サイクル）を採用すると、吸着剤を再生するための熱量を充分に確保できず、結果として充分な調湿能力が得られないという問題があった。

この問題について説明する。圧縮機の損傷を防ぐためには、圧縮機から吐出される冷媒の温度をある程度（例えば１００〜１１０℃程度）以下に抑えねばならない。一方、吸着剤を確実に再生するには、ある程度（例えば８０℃程度）以上の温熱が必要である。つまり、吸着剤から脱離する水分量を充分に確保するには、冷媒が限られた範囲で温度変化する間に出来るだけ多くの熱量を吸着剤に付与するのが望ましい。

ところが、一般に、モリエル線図（圧力−エンタルピ線図）上において、圧力が冷媒の臨界圧力よりも低い過熱ガス領域では、等温線の間隔が比較的狭くなっている。このことは、冷媒の温度が多少下がったとしても、冷媒のエンタルピはそれ程低下しないことを意味している。つまり、亜臨界サイクルの過熱ガスを利用して吸着剤を再生する場合は、過熱ガスから放出される熱量を充分に確保できず、その結果、吸着剤から脱離する水分量を充分に確保するのが困難であった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、空気の温度調節機能と湿度調節機能とを併せ持つ空気調和装置において、調湿能力の向上を図ることにある。

第１の発明は、圧縮機（61）と熱源側熱交換器（63）と利用側熱交換器（65）とが接続され、冷凍サイクルを行って上記利用側熱交換器（65）で室内空気を加熱する暖房運転を実行可能な冷媒回路（60）と、第１空気中の水分を吸着剤に吸着させる吸着動作、及び上記吸着剤を加熱して該吸着剤から脱離させた水分を第２空気に付与する再生動作を行うと共に、第２空気を室内へ供給する加湿運転を実行可能な湿度調節器（40）とを備える空気調和装置（10）を対象とする。そして、上記湿度調節器（40）は、上記冷媒回路（60）の冷媒を利用して上記吸着剤を加熱するための加熱用部材（66）を備えており、上記冷媒回路（60）では、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高い値に設定されると共に、上記暖房運転中の冷媒回路（60）における上記利用側熱交換器（65）の上流側に上記加熱用部材（66）が接続されるものである。

第１の発明では、冷媒回路（60）の圧縮機（61）において、冷媒がその臨界圧力よりも高い圧力にまで圧縮される。暖房運転中の冷媒回路（60）において、圧縮機（61）から吐出された冷媒は、加熱用部材（66）と利用側熱交換器（65）を順に通過する。冷媒は、加熱用部材（66）を通過する間に放熱する。加熱用部材（66）で冷媒から放出された温熱は、湿度調節器（40）の吸着剤を加熱するために利用される。利用側熱交換器（65）へは、加熱用部材（66）で放熱した冷媒が流入する。利用側熱交換器（65）では、流入した冷媒によって室内空気が加熱される。

第１の発明において、湿度調節器（40）は、吸着動作と再生動作を行う。吸着動作では、第１空気に含まれる水分（水蒸気）が吸着剤に吸着される。再生動作では、吸着動作中に水分を吸着した吸着剤が加熱用部材（66）で冷媒から放出された温熱によって加熱され、吸着剤から水分が脱離する。再生動作中に吸着剤から脱離した水分は、第２空気に付与される。加湿運転中の湿度調節器（40）は、再生動作によって加湿された第２空気を室内へ供給する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（60）には、上記加熱用部材（66）の一端と他端を互いに連通させるためのバイパス通路（71）と、該バイパス通路（71）へ流入する冷媒の流量を調節するための流量調節機構（72）とが設けられるものである。

第２の発明では、流量調節機構（72）の動作によってバイパス通路（71）における冷媒の流量が変化する。バイパス通路（71）を流れる冷媒の流量を増やすと、それに伴って加熱用部材（66）を流れる冷媒の流量が減少する。逆に、バイパス通路（71）を流れる冷媒の流量を減らすと、それに伴って加熱用部材（66）を流れる冷媒の流量が増加する。加熱用部材（66）で冷媒から放出される熱量は、加熱用部材（66）を流れる冷媒の流量が多いほど多くなり、加熱用部材（66）を流れる冷媒の流量が少ないほど少なくなる。従って、バイパス通路（71）における冷媒の流量を調節することで、加熱用部材（66）で冷媒から放出されて吸着剤の再生に利用される熱量が増減し、それに伴って吸着剤から脱離する水分量も増減する。

第３の発明は、上記第１の発明において、上記利用側熱交換器（65）が設置され、室内から取り込んだ空気を該利用側熱交換器（65）で冷媒と熱交換させてから室内へ送り返す室内ユニット（30）を備え、上記加湿運転中の湿度調節器（40）は、第２空気を上記室内ユニット（30）へ供給して該室内ユニット（30）を通過する空気と共に室内へ供給するように構成されるものである。

第３の発明では、室内ユニット（30）の利用側熱交換器（65）が設けられる。室内ユニット（30）は、取り込んだ室内空気を利用側熱交換器（65）で冷媒と熱交換させてから室内へ送り返す。加湿運転中の湿度調節器（40）は、吸着剤から脱離した水分を付与された第２空気（即ち、加湿された第２空気）を室内ユニット（30）へ供給する。室内ユニット（30）へ供給された第２空気は、室内ユニット（30）を通過する室内空気と混合されてから室内へ供給される。

第４の発明は、上記第１の発明において、室内における加湿量の要求値が高くなるにつれて上記湿度調節器（40）での第２空気の流量を増やすように構成された制御手段（90）を備えるものである。

第４の発明では、制御手段（90）が、湿度調節器（40）での第２空気の流量を室内における加湿量の要求値に応じて調節する。吸着材から脱離する水分量は、吸着材と接触する第２空気の流量が多くなるほど増大する。そこで、制御手段（90）は、室内における加湿量の要求値が高くなるに従って第２空気の流量を増大させる。

第５の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（60）は、冷凍サイクルを行って利用側熱交換器（65）で室内空気を冷却する冷房運転を暖房運転と切り換えて実行可能に構成されるものである。

第５の発明では、冷媒回路（60）において冷房運転と暖房運転が切り換え可能となる。冷房運転中の冷媒回路（60）では利用側熱交換器（65）が蒸発器として機能し、利用側熱交換器（65）で冷却された空気が室内へ供給される。

第６の発明は、上記第１の発明において、上記湿度調節器（40）は、冷媒を第２空気と熱交換させる再生用熱交換器（66）を上記加熱用部材として備え、上記再生用熱交換器（66）で加熱した第２空気を吸着剤と接触させる動作を再生動作として行うように構成されるものである。

第６の発明では、加熱用部材として湿度調節器（40）に設けられた再生用熱交換器（66）において、第２空気が冷媒と熱交換して加熱される。吸着剤は、再生用熱交換器（66）で加熱された第２空気と接触することで加熱される。加熱された吸着剤から脱離した水分は、第２空気に付与される。

第７の発明は、上記第６の発明において、上記湿度調節器（40）は、第１空気及び第２空気として室外空気を取り込み、吸着動作では第１空気としての室外空気に含まれる水分を吸着剤に吸着させ、再生動作では第２空気としての室外空気に吸着剤から脱離した水分を付与するように構成されるものである。

第７の発明では、湿度調節器（40）が室外空気を第１空気及び第２空気として取り込む。湿度調節器（40）の吸着動作では、第１空気として取り込まれた室外空気に含まれる水分（水蒸気）が吸着剤に吸着される。一方、湿度調節器（40）の再生動作では、第２空気として取り込まれた室外空気が再生用熱交換器（66）で加熱されてから吸着剤と接触する。加湿運転中の湿度調節器（40）は、第２空気として取り込んで加湿した室外空気を室内へ供給する。

第８の発明は、上記第７の発明において、室外空気の温度又は湿度に基づいて上記冷媒回路（60）で行われる冷凍サイクルの高圧を調節する制御手段（90）を備えるものである。

第８の発明では、制御手段（90）が冷凍サイクルの高圧を室外空気の温度又は湿度に基づいて調節する。この発明の湿度調節器（40）は、第１空気及び第２空気として室外空気を用いている。このため、湿度調節器（40）で得られる調湿能力は、室外空気の温度や湿度に影響される。一方、冷凍サイクルの高圧が変化すると、それに伴って圧縮機（61）から吐出される冷媒の温度も変化する。圧縮機（61）から吐出される冷媒の温度が変化すると、再生用熱交換器（66）で冷媒から第２空気に付与される熱量が変化し、吸着剤から脱離する水分量が変化する。そこで、この発明の制御手段（90）では、室外空気の状態に応じて冷凍サイクルの高圧を調節することで、湿度調節器（40）の調湿能力を確保するようにしている。

第９の発明は、上記第７の発明において、上記再生用熱交換器（66）は、上記利用側熱交換器（65）に比べて空気側の伝熱面積が小さくなっているものである。

第９の発明では、再生用熱交換器（66）のうち空気と接触する部分の表面積が、利用側熱交換器（65）のうち空気と接触する部分の表面積よりも狭くなっている。ここで、湿度調節器（40）が加湿運転を行うのは、主として冬季である。冬季において、室外空気の温度は暖房中の室内温度に比べて低くなる。また、暖房運転中の冷媒回路（60）では利用側熱交換器（65）の上流に再生用熱交換器（66）が位置するため、再生用熱交換器（66）を通過する冷媒の温度は利用側熱交換器（65）を通過する冷媒の温度に比べて高くなる。このように、互いに熱交換する冷媒と空気の温度差は、再生用熱交換器（66）での値の方が利用側熱交換器（65）での値に比べて大きくなる。このため、再生用熱交換器（66）の空気側の伝熱面積が利用側熱交換器（65）のそれに比べて狭くても、再生用熱交換器（66）における熱交換量は充分に確保される。

第１０の発明は、上記第６の発明において、上記冷媒回路（60）は、冷凍サイクルを行って上記利用側熱交換器（65）で室内空気を冷却する冷房運転が上記暖房運転と切り換え可能で、且つ上記冷房運転中には上記再生用熱交換器（66）が蒸発器となるように構成される一方、上記湿度調節器（40）は、蒸発器として機能する上記再生用熱交換器（66）で第２空気を冷却して該第２空気中の水分を凝縮させ、除湿した第２空気を室内へ供給する除湿運転が上記加湿運転と切り換え可能になっているものである。

第１０の発明では、冷媒回路（60）において冷房運転と暖房運転が切り換え可能となり、湿度調節器（40）において除湿運転と加湿運転が切り換え可能となる。冷房運転中の冷媒回路（60）では、再生用熱交換器（66）が蒸発器となる。除湿運転中の湿度調節器（40）において、蒸発器として機能する再生用熱交換器（66）では、第２空気が冷却されて第２空気中の水分が凝縮する。つまり、再生用熱交換器（66）では、第２空気の除湿が行われる。除湿運転中の湿度調節器（40）は、再生用熱交換器（66）で除湿された第２空気を室内へ供給する。

第１１の発明は、上記第１から第１０までの何れか１つの発明において、上記冷媒回路（60）には、二酸化炭素が冷媒として充填されるものである。

第１１の発明では、冷媒回路（60）内を冷媒としての二酸化炭素（ＣＯ₂）が循環することによって冷凍サイクルが行われる。

本発明では、圧縮機（61）から吐出された超臨界状態の冷媒を利用して吸着剤を加熱している。一般に、モリエル線図（圧力−エンタルピ線図）上において、圧力が冷媒の臨界圧力よりも高い超臨界領域では、圧力が冷媒の臨界圧力よりも低い過熱ガス領域に比べて、等温線の間隔が広くなる。つまり、超臨界状態の冷媒が例えば１０℃だけ温度低下する間に放出する熱量は、臨界圧力よりも低圧の加熱ガスが同じく１０℃だけ温度低下する間に放出する熱量に比べて多くなる。従って、本発明によれば、吸着剤を加熱して再生するのに超臨界状態の冷媒を利用することで、吸着剤に対する加熱量を従来よりも増加させることができる。その結果、吸着剤から脱離する水分量を増加させることができ、加湿運転中に第２空気へ付与される水分量（即ち、加湿量）を増大させることができる。

上記第２の発明によれば、バイパス通路（71）における冷媒の流量を調節することで、加熱用部材（66）で冷媒から放出されて吸着剤の再生に利用される熱量を増減させることができる。その結果、湿度調節器（40）の再生動作中に吸着剤から脱離する水分量を調節することができ、湿度調節器（40）の能力を状況に応じて適切に調節することが可能となる。

上記第３の発明では、湿度調節器（40）で加湿された第２空気を、室内ユニット（30）を通過する空気と混合してから室内へ供給している。ここで、加湿された第２空気は、その相対湿度が１００％近くになっている。このため、加湿された第２空気を単独で吹き出すと、高湿度の第２空気が室内の壁面等に触れて結露が生じるおそれがある。それに対し、この発明では、室内ユニット（30）を通過する空気と第２空気を混合しているため、室内へ吹き出される空気の相対湿度は、第２空気の相対湿度に比べれば低くなっている。従って、この発明によれば、結露の発生を確実に回避しながら、湿度調節器（40）で加湿された第２空気を室内へ供給することができる。

上記第４の発明では、制御手段（90）が、湿度調節器（40）での第２空気の流量を室内における加湿量の要求値に応じて調節している。このため、室内での加湿量の要求値が高いときほど第２空気への加湿量を増やすことができ、室内を確実に加湿して室内の快適性を確保することができる。

上記第８の発明では、制御手段（90）が冷凍サイクルの高圧を室外空気の温度又は湿度に基づいて調節している。この発明の湿度調節器（40）は、その能力が室外空気の温度又は湿度の影響を受けて変動する。一方、制御手段（90）は、湿度調節器（40）の調湿能力に影響を与えるパラメータである冷凍サイクルの高圧を、室外空気の温度又は湿度に基づいて調節する。従って、この発明によれば、室外空気の温度又は湿度の変化に伴う湿度調節器（40）の性能変化を抑制でき、湿度調節器（40）の能力を安定させることができる。

上記第９の発明では、再生用熱交換器（66）における空気側の伝熱面積が利用側熱交換器（65）における空気側の伝熱面積に比べて狭くなっている。冷媒回路（60）の暖房運転と湿度調節器（40）の加湿運転とが行われる冬季において、互いに熱交換する冷媒と空気の温度差は、再生用熱交換器（66）での値の方が利用側熱交換器（65）での値に比べて大きくなる。このため、再生用熱交換器（66）の空気側の伝熱面積が利用側熱交換器（65）のそれに比べて狭くても、再生用熱交換器（66）における熱交換量は充分に確保される。そこで、この発明では、このような再生用熱交換器（66）の使用状況を考慮し、再生用熱交換器（66）における空気側の伝熱面積を小さくしている。その結果、再生用熱交換器（66）を小型化でき、更には湿度調節器（40）の小型化を図ることができる。

上記第１０の発明では、冷媒回路（60）において冷房運転と暖房運転が切り換え可能となり、湿度調節器（40）において除湿運転と加湿運転が切り換え可能となっている。このため、室内の暖房と加湿だけでなく冷房と除湿も行うことが可能となり、年間を通じて室内の快適性を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》
本発明の実施形態１について説明する。本実施形態の空調機（10）は、本発明に係る空気調和装置を構成するものであって、室内を冷暖房する機能と加湿する機能とを兼ね備えている。

図１に示すように、本実施形態の空調機（10）は、室外ユニット（20）と、室内ユニット（30）と、湿度調節器である調湿ユニット（40）とを備えている。室外ユニット（20）及び調湿ニットは、屋外に設置されている。一方、室内ユニット（30）は、いわゆる壁掛け型に構成されており、室内の壁面に取り付けられている。

本実施形態の空調機（10）では、室外ユニット（20）と室内ユニット（30）と調湿ユニット（40）を互いに配管で接続することによって冷媒回路（60）が形成されている。この冷媒回路（60）には、圧縮機（61）と、四方切換弁（62）と、熱源側熱交換器である室外熱交換器（63）と、膨張弁（64）と、利用側熱交換器である室内熱交換器（65）と、加熱用部材である再生用熱交換器（66）と、三方調節弁（72）と、バイパス配管（71）とが設けられている。また、冷媒回路（60）には、二酸化炭素（ＣＯ₂）が冷媒として充填されている。

冷媒回路（60）の構成を説明する。この冷媒回路（60）において、圧縮機（61）は、その吐出側が四方切換弁（62）の第１のポートに、その吸入側が第２のポートにそれぞれ接続されている。室外熱交換器（63）は、その一端が四方切換弁（62）の第３のポートに接続され、その他端が膨張弁（64）を介して室内熱交換器（65）の一端に接続されている。室内熱交換器（65）の他端は、再生用熱交換器（66）の一端に接続されている。三方調節弁（72）は、その第１のポートが四方切換弁（62）の第４のポートに、その第２のポートが再生用熱交換器（66）の他端にそれぞれ接続されている。バイパス配管（71）は、その一端が三方調節弁（72）の第３のポートに、その他端が再生用熱交換器（66）と室内熱交換器（65）を繋ぐ配管にそれぞれ接続されている。このバイパス配管（71）は、再生用熱交換器（66）の一端と他端を互いに連通させるためのバイパス通路を構成している。

四方切換弁（62）は、第１のポートと第３のポートが互いに連通し且つ第２のポートと第４のポートが互いに連通する第１状態（図１に破線で示す状態）と、第１のポートと第４のポートが互いに連通し且つ第２のポートと第３のポートが互いに連通する第２状態（図１に実線で示す状態）とに切り換え可能となっている。

三方調節弁（72）は、第１のポートと第２のポートが互いに連通する状態と、第１のポートと第３のポートが互いに連通する状態とに切り換え可能となっている。また、この三方調節弁（72）は、第１のポートへ流入した冷媒のうち第２のポートから流出するものの割合と第３のポートから流出するものの割合を調節可能となっており、バイパス配管（71）へ流入する冷媒の流量を調節するための流量調節機構を構成している。

室外熱交換器（63）、室内熱交換器（65）、及び再生用熱交換器（66）のそれぞれは、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器であって、冷媒を空気と熱交換させるように構成されている。

再生用熱交換器（66）において、室内熱交換器（65）に接続される一端は空気流の上流側に、三方調節弁（72）の第２のポートに接続される他端は空気流の下流側にそれぞれ配置されている。つまり、再生用熱交換器（66）は、擬似的な対向流型に構成されている。また、再生用熱交換器（66）の熱交換能力は、室内熱交換器（65）の熱交換能力よりも小さくなっている。具体的には、再生用熱交換器（66）の空気側の伝熱面積が室内熱交換器（65）の空気側の伝熱面積よりも小さくなっている。なお、熱交換器の空気側の伝熱面積は、その熱交換器に設けられたフィンのうち空気と接触する部分の面積である。

室外ユニット（20）は、吸込口（22）と吹出口（23）とが形成されたケーシング（21）を備えている。ケーシング（21）には、圧縮機（61）と四方切換弁（62）と室外熱交換器（63）と膨張弁（64）とが収容されている。ケーシング（21）の内部には、吸込口（22）から吹出口（23）へ至る室外空気通路（24）が形成されている。室外空気通路（24）には、室外熱交換器（63）と室外ファン（25）とが配置されている。室外熱交換器（63）は、室外ファン（25）によって室外空気通路（24）へ取り込まれた室外空気を冷媒と熱交換させる。

室内ユニット（30）は、吸込口（32）と吹出口（33）とが形成されたケーシング（31）を備えている。ケーシング（31）には、室内熱交換器（65）が収容されている。ケーシング（31）の内部には、吸込口（32）から吹出口（33）へ至る室外空気通路（34）が形成されている。室外空気通路（34）には、室内熱交換器（65）と室内ファン（35）とが配置されている。室内熱交換器（65）は、室内ファン（35）によって室外空気通路（34）へ取り込まれた室内空気を冷媒と熱交換させる。

調湿ユニット（40）は、第１吸込口（42）と第１吹出口（43）と第２吸込口（45）と第２吹出口（46）とが形成されたケーシング（41）を備えている。ケーシング（41）の内部には、第１吸込口（42）から第１吹出口（43）に至る吸着側空気通路（44）と、第２吸込口（45）から第２吹出口（46）に至る再生側空気通路（47）とが形成されている。ケーシング（41）の内部において、吸着側空気通路（44）と再生側空気通路（47）とは、互いに左右に隣接している。吸着側空気通路（44）と再生側空気通路（47）とでは、そこを流れる空気の流通方向が逆向きとなっている。

調湿ユニット（40）は、吸着ロータ（50）を備えている。吸着ロータ（50）は、やや厚みのある円板状に形成されている。吸着ロータ（50）には、その厚さ方向へ貫通する空気流路が多数形成されている。また、吸着ロータ（50）の表面には吸着剤が担持されており、この吸着剤が空気流路を通過する空気と接触する。吸着ロータ（50）は、吸着側空気通路（44）と再生側空気通路（47）に跨って配置されている。吸着ロータ（50）の中心軸は、吸着側空気通路（44）と再生側空気通路（47）を仕切る隔壁上に位置している。吸着ロータ（50）は、この中心軸周りに所定の回転速度（例えば毎分０．５回転）で回転駆動される。

また、調湿ユニット（40）は、第１ファン（51）と第２ファン（52）とを備えている。調湿ユニット（40）において、第１ファン（51）は吸着側空気通路（44）に、第２ファン（52）は再生側空気通路（47）にそれぞれ設置されている。また、再生側空気通路（47）における吸着ロータ（50）の上流側には、冷媒回路（60）の再生用熱交換器（66）が配置されている。この再生用熱交換器（66）は、再生側空気通路（47）を吸着ロータ（50）へ向かって流れる室外空気を冷媒と熱交換させる。

調湿ユニット（40）の第２吹出口（46）には、空気ダクト（55）の入口端が接続されている。空気ダクト（55）の出口端は、室内ユニット（30）のケーシング（31）に接続されている。この空気ダクト（55）は、室外空気通路（34）における室内熱交換器（65）の下流側に開口している。

本実施形態の空調機（10）は、各種のセンサを備えている。冷媒回路（60）には、高圧センサ（81）と冷媒温度センサ（82）とが設けられている。高圧センサ（81）は、圧縮機（61）の吐出側と四方切換弁（62）の第１のポートを繋ぐ配管に接続されて、圧縮機（61）から吐出される冷媒の圧力を計測する。冷媒温度センサ（82）は、再生用熱交換器（66）と室内熱交換器（65）を繋ぐ配管に取り付けられている。この配管において、冷媒温度センサ（82）は、再生用熱交換器（66）の近傍に配置され、この箇所を流れる冷媒の温度を計測する。室外ユニット（20）には、屋外の気温を計測するための外気温センサ（83）が設けられている。室内ユニット（30）には、室内の気温を計測するための内気温センサ（84）と、室内の湿度を計測するための室内湿度センサ（85）とが設けられている。

本実施形態の空調機（10）は、コントローラ（90）を備えている。このコントローラ（90）は、室外ユニット（20）に設置されており、制御手段を構成している。図２に示すように、コントローラ（90）には、高圧制御部（91）と、バイパス制御部（92）と、風量制御部（93）とが設けられている。

高圧制御部（91）には、外気温センサ（83）で得られた外気温の実測値が入力されている。この高圧制御部（91）は、外気温の実測値に基づいて冷凍サイクルの高圧の目標値を設定し、高圧圧力センサで得られた高圧の実測値が目標値となるように圧縮機（61）の容量や膨張弁（64）の開度を調節するように構成されている。

バイパス制御部（92）には、冷媒温度センサ（82）で得られた冷媒温度の実測値が入力されている。このバイパス制御部（92）は、冷媒温度の実測値を所定の設定値とするために三方調節弁（72）の制御を行うように構成されている。

風量制御部（93）には、室内湿度センサ（85）で得られた室内空気の湿度の実測値と、室内空気の湿度の設定値とが入力されている。この風量制御部（93）は、室内湿度センサ（85）で得られた湿度の実測値がその設定値となるように第２ファン（52）の回転速度を調節するように構成されている。

−運転動作−
本実施形態の空調機（10）は、冷房運転と暖房運転とを選択的に行う。また、調湿ユニット（40）は、冷房運転中に休止し、暖房運転中に加湿運転を行う。

〈冷房運転〉
冷房運転ついて説明する。室外ユニット（20）では、室外ファン（25）が回転駆動されて室外空気通路（24）を室外空気が流通する。室内ユニット（30）では、室内ファン（35）が回転駆動されて室外空気通路（34）を室内空気が流通する。四方切換弁（62）は、第１状態（図１に破線で示す状態）に設定される。三方調節弁（72）は、第１のポートが第３のポートだけと連通する状態に設定される。上述したように、調湿ユニット（40）は休止状態となる。具体的には、第１ファン（51）及び第２ファン（52）が停止状態となり、吸着ロータ（50）も停止状態となる。

冷房運転中の冷媒回路（60）において、圧縮機（61）は、吸入した冷媒をその臨界圧力よりも高い圧力にまで圧縮して吐出する。圧縮機（61）から吐出された超臨界状態の冷媒は、四方切換弁（62）を通って室外熱交換器（63）へ流入する。室外熱交換器（63）へ流入した冷媒は、室外空気へ放熱する。室外熱交換器（63）で放熱した冷媒は、膨張弁（64）を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器（65）へ送られる。室内熱交換器（65）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。室内熱交換器（65）で蒸発した冷媒は、バイパス配管（71）へ流入し、三方調節弁（72）と四方切換弁（62）を順に通過して圧縮機（61）へ吸入される。室内ユニット（30）は、室内熱交換器（65）で冷却された室内空気を吹出口（33）から室内へ送り返す。

〈暖房運転〉
暖房運転ついて説明する。室外ユニット（20）では、室外ファン（25）が回転駆動されて室外空気通路（24）を室外空気が流通する。室内ユニット（30）では、室内ファン（35）が回転駆動されて室外空気通路（34）を室内空気が流通する。四方切換弁（62）は、第２状態（図１に実線で示す状態）に設定される。三方調節弁（72）は、第１のポートが第２のポートと第３のポートの両方に連通する状態となり、第２，第３の各ポートに対する冷媒の分配割合を調節する。上述したように、調湿ユニット（40）は加湿運転を行う。調湿ユニット（40）の動作については後述する。

暖房運転中の冷媒回路（60）で行われる冷凍サイクルについて、図３のモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）を参照しながら説明する。なお、図３を参照しながら行う冷凍サイクルの説明において、三方調節弁（72）は、第１のポートが第２のポートだけと連通する状態になっていると仮定する。

図３に示すように、圧縮機（61）は、点Ａの状態の冷媒を吸入して圧縮する。圧縮機（61）では、吸入された冷媒がその臨界圧力よりも高い圧力にまで圧縮される。圧縮機（61）は、圧縮されて点Ｂの状態となった冷媒を吐出する。点Ｂの状態の冷媒は、その温度が約１１５℃となっている。圧縮機（61）から吐出された超臨界状態の冷媒は、四方切換弁（62）と三方調節弁（72）を順に通過して再生用熱交換器（66）へ流入する。再生用熱交換器（66）へ流入した冷媒は、再生用空気通路を流れる空気へ放熱し、その温度が次第に低下してゆく。再生用熱交換器（66）の出口において、冷媒は、その温度が約８０℃にまで低下して点Ｃの状態となる。

再生用熱交換器（66）から流出した点Ｃの状態の冷媒は、室内熱交換器（65）へ流入して室内空気へ放熱し、その温度が次第に低下してゆく。室内熱交換器（65）の出口において、冷媒は、その温度が約３０℃にまで低下して点Ｄの状態となる。室内熱交換器（65）から流出した点Ｄの状態の冷媒は、膨張弁（64）を通過する際に減圧されて点Ｅの状態となる。点Ｅの状態の冷媒は、室外熱交換器（63）へ流入し、室外空気から吸熱して蒸発することによって点Ａの状態となる。室外熱交換器（63）から流出した点Ａの状態の冷媒は、四方切換弁（62）を通って圧縮機（61）へ吸入される。室内ユニット（30）は、室内熱交換器（65）で加熱された室内空気を吹出口（33）から室内へ送り返す。

図３に示す冷凍サイクルにおいて、再生用熱交換器（66）で冷媒から放出される温熱量は、冷凍サイクルにより得られる温熱量の約２５％となっている。なお、再生用熱交換器（66）で冷媒から放出される温熱量は、同図における点Ｂと点Ｃのエンタルピ差に再生用熱交換器（66）を流れる冷媒の流量を乗じて得られる値である。また、冷凍サイクルにより得られる温熱量は、同図における点Ｂと点Ｄのエンタルピ差に冷媒回路（60）での冷媒循環量を乗じて得られる値である。そして、室内ユニット（30）の暖房能力と調湿ユニット（40）の加湿能力をバランスよく得るには、“再生用熱交換器（66）で冷媒から放出される温熱量”の“冷凍サイクルにより得られる温熱量”に対する割合を２０％以上５０％以下の範囲内にするのが望ましい。

加湿運転中の調湿ユニット（40）の動作について説明する。調湿ユニット（40）では、吸着ロータ（50）の吸着剤に空気中の水分を吸着させる吸着動作と、吸着ロータ（50）の吸着剤から水分を脱離させる再生動作とが並行して行われる。

調湿ユニット（40）では、第１ファン（51）及び第２ファン（52）が回転駆動される。吸着側空気通路（44）では、第１吸込口（42）から室外空気が第１空気として取り込まれ、この第１空気が吸着ロータ（50）へ供給される。再生側空気通路（47）では、第２吸込口（45）から室外空気が第２空気として取り込まれ、この第２空気が再生用熱交換器（66）で８０℃程度にまで加熱された後に吸着ロータ（50）へ供給される。また、調湿ユニット（40）では、吸着ロータ（50）が回転駆動される。

吸着ロータ（50）のうち吸着側空気通路（44）を横断する部分は、第１空気と接触し、吸着側通路内を移動してゆく間に第１空気中の水分（水蒸気）を吸着する。吸着ロータ（50）のうち吸着側空気通路（44）で水分を吸着した部分は、やがて再生側空気通路（47）へと移動してゆく。

吸着ロータ（50）のうち再生側空気通路（47）を横断する部分は、再生用熱交換器（66）から供給された高温の第２空気と接触して加熱され、再生側空気通路（47）を移動してゆく間にその部分に担持された吸着剤から水分が脱離してゆく。つまり、再生側空気通路（47）では、吸着ロータ（50）の再生が行われる。吸着ロータ（50）のうち再生側空気通路（47）を移動する間に再生された部分は、再び吸着側空気通路（44）へと移動してゆく。

このように、調湿ユニット（40）では、吸着側空気通路（44）で吸着ロータ（50）が第１空気から奪った水分を利用して、再生側空気通路（47）を流れる第２空気の加湿が行われる。吸着ロータ（50）を通過する際に加湿された第２空気は、空気ダクト（55）を通って室内ユニット（30）の室外空気通路（34）へ流入し、室内熱交換器（65）で加熱された室内空気と混合されてから室内へ供給される。

−コントローラの制御動作−
暖房運転中の空調機（10）では、コントローラ（90）が所定の制御動作を行う。

コントローラ（90）の高圧制御部（91）は、外気温センサ（83）で得られた外気温の実測値に基づいて、冷凍サイクルの高圧の目標値を設定する。そして、高圧制御部（91）は、高圧圧力センサで得られた高圧の実測値が目標値となるように圧縮機（61）の容量や膨張弁（64）の開度を調節する。

ここで、外気温が低くなればなるほど、室外空気に含まれる水蒸気量は少なくなり、吸着側空気通路（44）で吸着ロータ（50）に吸着される水分の量を確保しにくくなる。一方、冷凍サイクルの高圧が高くなればなるほど、再生用熱交換器（66）へ送られる冷媒の温度が高くなり、再生用熱交換器（66）から吸着ロータ（50）へ供給される第２空気の温度も高くなる。第２空気の温度が高くなると、第２空気によって加熱される吸着ロータ（50）の温度も上昇し、吸着ロータ（50）から脱離する水分量が確保される。それと共に、吸着ロータ（50）のうち再生側空気通路（47）から吸着側空気通路（44）へ移動してゆく部分に残存する水分量が減少し、吸着側空気通路（44）で第１空気中の水分が吸着ロータ（50）に吸着され易くなる。

そこで、高圧制御部（91）は、外気温の実測値が低くければ低いほど冷凍サイクルの高圧の目標値を引き上げる。具体的に、高圧制御部（91）は、高圧センサ（81）で得られた高圧の実測値がその目標値よりも低ければ、圧縮機（61）の容量を増大させる動作や、膨張弁（64）の開度を絞る動作を行って冷凍サイクルの高圧を引き上げる。また、高圧制御部（91）は、高圧センサ（81）で得られた高圧の実測値がその目標値よりも高ければ、圧縮機（61）の容量を減少させる動作や、膨張弁（64）の開度を増大させる動作を行って冷凍サイクルの高圧を引き下げる。

コントローラ（90）のバイパス制御部（92）は、冷媒温度センサ（82）で得られた冷媒温度の実測値が所定の設定値（例えば８０℃）となるように、三方調節弁（72）の制御を行う。

暖房運転中において、冷媒温度センサ（82）は、再生用熱交換器（66）から流出した直後の冷媒の温度を検出している。再生用熱交換器（66）から室内熱交換器（65）へ送られる冷媒の温度が低くなりすぎると、室内熱交換器（65）で室内空気へ放出される熱量が不足し、充分な暖房能力が得られなくなってしまう。

そこで、バイパス制御部（92）は、冷媒温度センサ（82）で得られた冷媒温度の実測値が設定値に保たれるように、三方調節弁（72）を操作して再生用熱交換器（66）を流れる冷媒の流量を調節する。具体的に、バイパス制御部（92）は、冷媒温度センサ（82）の検出値が設定値を上回っていれば、第３のポートからバイパス配管（71）へ流入する冷媒が増大するように三方調節弁（72）を操作し、再生用熱交換器（66）を流れる冷媒の量を削減する。また、バイパス制御部（92）は、冷媒温度センサ（82）の検出値が設定値を下回っていれば、第３のポートからバイパス配管（71）へ流入する冷媒が減少するように三方調節弁（72）を操作し、再生用熱交換器（66）を流れる冷媒の量を増加させる。

コントローラ（90）の風量制御部（93）は、室内湿度センサ（85）で得られた室内空気の湿度の実測値がその設定値となるように、第２ファン（52）の回転速度を調節する。

ここで、第２ファン（52）の回転速度を高めると、再生側空気通路（47）における第２空気の流量が増大し、再生用熱交換器（66）における第２空気と冷媒の熱交換が促進される。再生用熱交換器（66）で第２空気に付与される熱量が増大すると、第２空気から吸着ロータ（50）に付与される熱量も増大し、吸着ロータ（50）から脱離する水分の量が増大する。その結果、調湿ユニット（40）から室内へ供給される水分量が増加する。

そこで、風量制御部（93）は、室内湿度センサ（85）で得られた室内空気の湿度の実測値がその設定値に保たれるように、第２ファン（52）の回転速度を調節する。具体的に、風量制御部（93）は、室内湿度センサ（85）の検出値が室内湿度の設定値を下回っていれば、第２ファン（52）の回転速度を増大させて調湿ユニット（40）から室内へ供給される水分量を増加させる。また、風量制御部（93）は、室内湿度センサ（85）の検出値が室内湿度の設定値を上回っていれば、第２ファン（52）の回転速度を低下させて調湿ユニット（40）から室内へ供給される水分量を削減する。

−実施形態１の効果−
本実施形態では、圧縮機（61）から吐出された超臨界状態の冷媒を利用して吸着ロータ（50）の吸着剤を加熱している。一般に、モリエル線図（圧力−エンタルピ線図）上において、圧力が冷媒の臨界圧力よりも高い超臨界領域では、圧力が冷媒の臨界圧力よりも低い過熱ガス領域に比べて、等温線の間隔が広くなる（図３を参照）。つまり、超臨界状態の冷媒が例えば１０℃だけ温度低下する間に放出する熱量は、臨界圧力よりも低圧の加熱ガスが同じく１０℃だけ温度低下する間に放出する熱量に比べて多くなる。従って、本実施形態によれば、吸着剤を加熱して再生するのに超臨界状態の冷媒を利用することで、吸着剤に対する加熱量を従来よりも増加させることができる。その結果、吸着剤から脱離する水分量を増加させることができ、加湿運転中に第２空気へ付与される水分量（即ち、加湿量）を増大させることができる。

具体的に、二酸化炭素を冷媒に用いた超臨界サイクルを行う場合と、フロン冷媒であるＲ４１０Ａを冷媒に用いた亜臨界サイクルを行う場合とを比較する。

上述したように、図３は、本実施形態の冷媒回路（60）で行われる超臨界サイクルを示すモリエル線図である。一方、図４は、本実施形態の冷媒回路（60）と同じ構造の冷媒回路（60）でＲ４１０Ａを冷媒に用いて行われる亜臨界サイクルを示すモリエル線図である。

図４における点Ａ',点Ｂ',点Ｃ',点Ｄ',点Ｅ'は、それぞれ図３における点Ａ,点Ｂ,点Ｃ,点Ｄ,点Ｅに対応している。即ち、図４に示す亜臨界サイクルにおいて、圧縮機（61）で圧縮されて点Ａ'の状態から点Ｂ'の状態になった冷媒は、再生用熱交換器（66）で放熱して点Ｃ'の状態となり、室内熱交換器（65）で放熱して点Ｄ'の状態となり、膨張弁（64）を通過する際に減圧されて点Ｅ'となり、室外熱交換器（63）で蒸発して点Ａ'の状態となる。また、図３に示す超臨界サイクルと図４に示す亜臨界サイクルの何れにおいても、再生用熱交換器（66）の出口における冷媒温度は８０℃とする。

再生用熱交換器（66）で冷媒から第２空気に付与される熱量は、図３に示す超臨界サイクルではΔｈuに冷媒循環量（質量流量）を乗じた値となり、図４に示す亜臨界サイクルではΔｈu'に冷媒循環量（質量流量）を乗じた値となる。また、室内熱交換器（65）で冷媒から室内空気に付与される熱量は、図３に示す超臨界サイクルではΔｈeに冷媒循環量（質量流量）を乗じた値となり、図４に示す亜臨界サイクルではΔｈe'に冷媒循環量（質量流量）を乗じた値となる。

単位循環量当たりで比較すると、吸着ロータ（50）の再生に利用される熱量は、図３に示す超臨界サイクル（即ち、本実施形態の冷媒回路（60）で行われる冷凍サイクル）ではΔｈu＝約７０kJ/kg となり、図４に示す亜臨界サイクルでは、Δｈu＝約２５kJ/kg となる。このことから、二酸化炭素を冷媒として超臨界サイクルを行う場合には、Ｒ４１０Ａを冷媒として亜臨界サイクルを行う場合に比べ、吸着ロータ（50）の再生に利用できる熱量が大幅に増加することが分かる。

また、冷凍サイクルによって得られる全温熱のうち吸着ロータ（50）の再生に利用される分の割合は、図３に示す超臨界サイクルではΔｈu／(Δｈu＋Δｈe)＝約２５％となり、図４に示す亜臨界サイクルでは、Δｈu'／(Δｈu'＋Δｈe')＝約１０％となる。このことから、二酸化炭素を冷媒として超臨界サイクルを行う場合には、Ｒ４１０Ａを冷媒として亜臨界サイクルを行う場合に比べ、冷凍サイクルによって得られる全温熱のうち吸着ロータ（50）の再生に利用可能な分の割合が大幅に増加することが分かる。

このように、本実施形態によれば、再生用熱交換器（66）で冷媒から放出されて吸着ロータ（50）の再生に利用される熱量を充分に確保することができる。従って、上述したように、本実施形態によれば、吸着剤から脱離する水分量を増加させることができ、加湿運転中に第２空気へ付与される水分量（即ち、加湿量）を増大させることができる。

また、本実施形態では、コントローラ（90）のバイパス制御部（92）が、暖房運転中に再生用熱交換器（66）を通過する冷媒とバイパス配管（71）を流れる冷媒の割合を調節している。そして、バイパス配管（71）における冷媒の流量を調節することで、再生用熱交換器（66）で冷媒から放出されて吸着ロータ（50）の再生に利用される熱量を増減させることができる。その結果、調湿ユニット（40）の再生動作中に吸着ロータ（50）の吸着剤から脱離する水分量を調節することができ、調湿ユニット（40）の能力を状況に応じて適切に調節することが可能となる。

また、本実施形態では、調湿ユニット（40）で加湿された第２空気を、室内ユニット（30）を通過する空気と混合してから室内へ供給している。ここで、加湿された第２空気は、その相対湿度が１００％近くになっている。このため、加湿された第２空気を単独で吹き出すと、高湿度の第２空気が室内の壁面等に触れて結露が生じるおそれがある。それに対し、本実施形態では、室内ユニット（30）を通過する空気と第２空気を混合しているため、室内へ吹き出される空気の相対湿度は、第２空気の相対湿度に比べれば低くなっている。従って、本実施形態によれば、結露の発生を確実に回避しながら、調湿ユニット（40）で加湿された第２空気を室内へ供給することができる。

また、本実施形態では、コントローラ（90）の風量制御部（93）が、調湿ユニット（40）での第２空気の流量を室内における加湿量の要求値に応じて調節している。このため、室内での加湿量の要求値が高いときほど第２空気への加湿量を増やすことができ、室内を確実に加湿して室内の快適性を確保することができる。

また、本実施形態では、コントローラ（90）の高圧制御部（91）が、冷凍サイクルの高圧を室外空気の温度に基づいて調節している。本実施形態の調湿ユニット（40）は、その能力が室外空気の温度の影響を受けて変動する。一方、コントローラ（90）の高圧制御部（91）は、調湿ユニット（40）の調湿能力に影響を与えるパラメータである冷凍サイクルの高圧を、室外空気の温度に基づいて調節する。従って、本実施形態によれば、室外空気の温度の変化に伴う調湿ユニット（40）の性能変化を抑制でき、調湿ユニット（40）の能力を安定させることができる。

また、本実施形態では、再生用熱交換器（66）における空気側の伝熱面積が室内熱交換器（65）における空気側の伝熱面積に比べて狭くなっている。冷媒回路（60）の暖房運転と調湿ユニット（40）の加湿運転とが行われる冬季において、互いに熱交換する冷媒と空気の温度差は、再生用熱交換器（66）での値の方が室内熱交換器（65）での値に比べて大きくなる。このため、再生用熱交換器（66）の空気側の伝熱面積が室内熱交換器（65）のそれに比べて狭くても、再生用熱交換器（66）における熱交換量は充分に確保される。そこで、本実施形態では、このような再生用熱交換器（66）の使用状況を考慮し、再生用熱交換器（66）における空気側の伝熱面積を小さくしている。その結果、再生用熱交換器（66）を小型化でき、更には調湿ユニット（40）の小型化を図ることができる。

また、本実施形態の再生用熱交換器（66）では、暖房運転中において冷媒の入口側となる端部が第２空気の流れ方向の下流側に、冷媒の出口側となる端部が第２空気の流れ方向の上流側にそれぞれ位置している。つまり、この再生用熱交換器（66）は、擬似的な対向流型となっている。一方、暖房運転時の再生用熱交換器（66）では超臨界状態の冷媒が流れるため、再生用熱交換器（66）で放熱する過程において冷媒の温度が次第に低下してゆく。このため、再生用熱交換器（66）を擬似的な対向流型とすることにより、再生用熱交換器（66）における温度効率を向上させることができ、再生用熱交換器（66）を更に小型化することができる。

《発明の実施形態２》
本発明の実施形態２について説明する。本実施形態の空調機（10）は、上記実施形態１の空調機（10）に予熱用熱交換器（67）と冷房用バイパス配管（73）とを追加したものである。ここでは、本実施形態の空調機（10）について、上記実施形態１と異なる点を説明する。

図５に示すように、予熱用熱交換器（67）と冷房用バイパス配管（73）とは、冷媒回路（60）に接続されている。予熱用熱交換器（67）は、冷媒回路（60）における膨張弁（64）と室内熱交換器（65）の間に配置されている。冷媒回路（60）において、冷房用バイパス配管（73）は、その一端が膨張弁（64）と予熱用熱交換器（67）の間に、その他端が予熱用熱交換器（67）と室内熱交換器（65）の間にそれぞれ接続されている。この冷房用バイパス配管（73）には、冷房用バイパス配管（73）における冷媒の流通を断続するための電磁弁（74）が設けられている。

予熱用熱交換器（67）は、クロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器であって、冷媒を空気と熱交換させるように構成されている。この予熱用熱交換器（67）は、調湿ユニット（40）に設置されている。具体的に、予熱用熱交換器（67）は、再生側空気流路における再生用熱交換器（66）の上流側に配置されている。予熱用熱交換器（67）では、再生用熱交換器（66）へ向かって流れる第２空気が冷媒と熱交換する。この予熱用熱交換器（67）において、膨張弁（64）に接続される一端は空気流の上流側に、室内熱交換器（65）に接続される他端は空気流の下流側にそれぞれ配置されている。つまり、予熱用熱交換器（67）は、擬似的な対向流型に構成されている。

−運転動作−
〈冷房運転〉
冷房運転ついて説明する。冷房運転中の本実施形態の空調機（10）は、冷却用バイパス配管（71）の電磁弁（74）を開放する点を除いて、上記実施形態１の空調機（10）と同様の動作を行う。つまり、圧縮機（61）から吐出された冷媒は、室外熱交換器（63）で放熱した後に膨張弁（64）で減圧され、冷房用バイパス配管（73）を通って室内熱交換器（65）へ流入して蒸発し、バイパス配管（71）と四方切換弁（62）を順に通って圧縮機（61）へ吸入される。室内ユニット（30）は、吸込口（32）から吸い込んだ室内空気を室内熱交換器（65）で冷却してから室内へ送り返す。

〈暖房運転〉
暖房運転ついて説明する。冷房運転中の本実施形態の空調機（10）は、冷却用バイパス配管（71）の電磁弁（74）を閉鎖して予熱用熱交換器（67）で冷媒を流通させる点を除いて、上記実施形態１の空調機（10）と同様の動作を行う。つまり、圧縮機（61）から吐出された冷媒は、再生用熱交換器（66）と室内熱交換器（65）と予熱用熱交換器（67）とを順に通過し、再生用熱交換器（66）では第２空気に対して、室内熱交換器（65）では室内空気に対して、予熱用熱交換器（67）では第２空気に対してそれぞれ放熱する。放熱後の冷媒は、膨張弁（64）を通過する際に減圧されてから室外熱交換器（63）で蒸発し、その後に圧縮機（61）へ吸入される。

調湿ユニット（40）において、第２吸込口（45）から第２空気として取り込まれた室外空気は、先ず予熱用熱交換器（67）で加熱されてから再生用熱交換器（66）で更に加熱され、その後に吸着ロータ（50）へ供給される。ここで、暖房運転中の室内気温が２０℃〜２５℃程度であることを考慮すると、暖房運転時に室外熱交換器（63）から流出する冷媒の温度は３０℃前後となる。一方、暖房運転が行われる冬季の外気温は、１０℃以下になるのが通常である。従って、暖房運転時の予熱用熱交換器（67）では、３０℃前後の冷媒と１０℃以下の第２空気（室外空気）とが互いに熱交換することになり、第２空気が２０℃〜２５℃程度にまで加熱される。そして、暖房運転時の再生用熱交換器（66）では、予熱用熱交換器（67）で予め加熱された第２空気が、圧縮機（61）から吐出された１００℃以上の冷媒と熱交換して８０℃近くにまで加熱される。予熱用熱交換器（67）と再生用熱交換器（66）とで加熱された第２空気は、吸着ロータ（50）へ供給されて吸着剤の再生に利用され、吸着ロータ（50）から脱離した水分と共に空気ダクト（55）を通って室内へ供給される。

−実施形態２の効果−
本実施形態では、暖房運転時に室内熱交換器（65）から流出した冷媒を予熱用熱交換器（67）へ導入し、この冷媒を第２空気の加熱に利用している。つまり、温度が低下して室内熱交換器（65）で室内空気の加熱に利用できなくなった冷媒を、予熱用熱交換器（67）へ導入して第２空気を加熱するために利用している。従って、本実施形態によれば、調湿ユニット（40）の再生側空気通路（47）を流れる第２空気に対する加熱量を、圧縮機（61）への入力を増やすことなく増大させることができる。その結果、吸着ロータ（50）に対する加熱量を増大させて吸着剤から脱離する水分量を増加させることができ、空調機（10）の消費電力を増やさずに調湿ユニット（40）の加湿能力を増大させることができる。

《その他の実施形態》
−第１変形例−
上記の各実施形態では、冷房運転中には調湿ユニット（40）を休止させているが、冷房運転中に調湿ユニット（40）に除湿運転を行わせるようにしてもよい。

調湿ユニット（40）に除湿運転を行わせる場合、冷媒回路（60）の三方調節弁（72）は、第１のポートが第２のポートだけと連通する状態に設定される。また、除湿運転時の調湿ユニット（40）では、第１ファン（51）と吸着ロータ（50）が停止状態となり、第２ファン（52）が回転駆動される。

除湿運転中の再生用熱交換器（66）は、蒸発器として機能する。具体的に、この再生用熱交換器（66）へは、室内熱交換器（65）を通過した冷媒が流入する。再生用熱交換器（66）では、第２吸込口（45）から再生側空気通路（47）へ取り込まれた室外空気が冷媒と熱交換して冷却され、この室外空気中の水分が凝縮する。つまり、再生用熱交換器（66）では、室外空気の除湿が行われる。再生用熱交換器（66）で除湿された室外空気は、空気ダクト（55）を通って室内へ供給される。一方、再生用熱交換器（66）で凝縮した室外空気中の水分は、ドレン水として排出される。

−第２変形例−
上記各実施形態のコントローラ（90）の高圧制御部（91）では、室外空気の湿度に基づいて冷凍サイクルの高圧を制御するようにしてもよい。

本変形例の空調機（10）では、室外ユニット（20）に室外空気の湿度を計測するための室外湿度センサが設けられ、この室外湿度センサで得られた室外空気の湿度の実測値が高圧制御部（91）へ入力される。そして、本変形例の高圧制御部（91）は、室外空気の湿度の実測値に基づいて冷凍サイクルの高圧の目標値を設定し、高圧センサ（81）で得られた高圧の実測値が目標値となるように圧縮機（61）の容量や膨張弁（64）の開度を調節するように構成される。

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、空気の温度調節機能と湿度調節機能とを併せ持つ空気調和装置について有用である。

実施形態１の空気調和装置の概略構成図である。 実施形態１のコントローラの構成を示すブロック図である。 実施形態１の空気調和装置で行われる冷凍サイクルを示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。 冷媒としてＲ４１０Ａを用いた亜臨界サイクルを示すモリエル線図（圧力−エンタルピ線図）である。 実施形態２の空気調和装置の概略構成図である。

符号の説明

30 室内ユニット
40 調湿ユニット（湿度調節器 ）
60 冷媒回路
61 圧縮機
63 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
65 室内熱交換器（利用側熱交換器）
66 再生用熱交換器（加熱用部材）
71 バイパス配管（バイパス通路）
72 三方調節弁（流量調節機構）
90 コントローラ（制御手段）

Claims (11)

1. 圧縮機（61）と熱源側熱交換器（63）と利用側熱交換器（65）とが接続され、冷凍サイクルを行って上記利用側熱交換器（65）で室内空気を加熱する暖房運転を実行可能な冷媒回路（60）と、
   第１空気中の水分を吸着剤に吸着させる吸着動作、及び上記吸着剤を加熱して該吸着剤から脱離させた水分を第２空気に付与する再生動作を行うと共に、第２空気を室内へ供給する加湿運転を実行可能な湿度調節器（40）とを備える空気調和装置であって、
   上記湿度調節器（40）は、上記冷媒回路（60）の冷媒を利用して上記吸着剤を加熱するための加熱用部材（66）を備えており、
   上記冷媒回路（60）では、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高い値に設定されると共に、上記暖房運転中の冷媒回路（60）における上記利用側熱交換器（65）の上流側に上記加熱用部材（66）が接続されている
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 請求項１において、
   上記冷媒回路（60）には、上記加熱用部材（66）の一端と他端を互いに連通させるためのバイパス通路（71）と、該バイパス通路（71）へ流入する冷媒の流量を調節するための流量調節機構（72）とが設けられている
   ことを特徴とする空気調和装置。
3. 請求項１において、
   上記利用側熱交換器（65）が設置され、室内から取り込んだ空気を該利用側熱交換器（65）で冷媒と熱交換させてから室内へ送り返す室内ユニット（30）を備え、
   上記加湿運転中の湿度調節器（40）は、第２空気を上記室内ユニット（30）へ供給して該室内ユニット（30）を通過する空気と共に室内へ供給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。
4. 請求項１において、
   室内における加湿量の要求値が高くなるにつれて上記湿度調節器（40）での第２空気の流量を増やすように構成された制御手段（90）を備えている
   ことを特徴とする空気調和装置。
5. 請求項１において、
   上記冷媒回路（60）は、冷凍サイクルを行って利用側熱交換器（65）で室内空気を冷却する冷房運転を暖房運転と切り換えて実行可能に構成されている
   ことを特徴とする空気調和装置。
6. 請求項１において、
   上記湿度調節器（40）は、冷媒を第２空気と熱交換させる再生用熱交換器（66）を上記加熱用部材として備え、上記再生用熱交換器（66）で加熱した第２空気を吸着剤と接触させる動作を再生動作として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。
7. 請求項６において、
   上記湿度調節器（40）は、第１空気及び第２空気として室外空気を取り込み、吸着動作では第１空気としての室外空気に含まれる水分を吸着剤に吸着させ、再生動作では第２空気としての室外空気に吸着剤から脱離した水分を付与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。
8. 請求項７において、
   室外空気の温度又は湿度に基づいて上記冷媒回路（60）で行われる冷凍サイクルの高圧を調節する制御手段（90）を備えている
   ことを特徴とする空気調和装置。
9. 請求項７において、
   上記再生用熱交換器（66）は、上記利用側熱交換器（65）に比べて空気側の伝熱面積が小さくなっている
   ことを特徴とする空気調和装置。
10. 請求項６において、
    上記冷媒回路（60）は、冷凍サイクルを行って上記利用側熱交換器（65）で室内空気を冷却する冷房運転が上記暖房運転と切り換え可能で、且つ上記冷房運転中には上記再生用熱交換器（66）が蒸発器となるように構成される一方、
    上記湿度調節器（40）は、蒸発器として機能する上記再生用熱交換器（66）で第２空気を冷却して該第２空気中の水分を凝縮させ、除湿した第２空気を室内へ供給する除湿運転が上記加湿運転と切り換え可能になっている
    ことを特徴とする空気調和装置。
11. 請求項１乃至１０の何れか１つにおいて、
    上記冷媒回路（60）には、二酸化炭素が冷媒として充填されている
    ことを特徴とする空気調和装置。

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