JP2009019865A - 調湿装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 運転中にケーシング内での空気の流通経路が切り換わる調湿装置において、空気の流通経路毎の空気の圧力損失の差を縮小する。
【解決手段】 調湿装置(10)では、ケーシング(11)内に第1熱交換器室(37)と第2熱交換器室(38)が左右に並んで形成される。第1熱交換器室(37)には第1吸着熱交換器(51)が収容され、第2熱交換器室(38)には第2吸着熱交換器(52)が収容される。調湿装置(10)は、室外空気が第1吸着熱交換器(51)を通過して室内空気が第2吸着熱交換器(52)を通過する動作と、室外空気が第2吸着熱交換器(52)を通過して室内空気が第1吸着熱交換器(51)を通過する動作とを交互に行う。調湿装置(10)では、給気ファン(26)から近い第1熱交換器室(37)に臨むダンパ(45,47)が第2熱交換器室(38)寄りに配置され、排気ファン(25)から近い第2熱交換器室(38)に臨むダンパ(46,48)が第1熱交換器室(37)寄りに配置される。
【選択図】図3

Description

本発明は、吸着剤を利用して空気の湿度調節を行う調湿装置に関するものである。
従来より、吸着剤を利用して空気の湿度調節を行う調湿装置が知られている。特許文献1には、表面に吸着剤が担持された吸着熱交換器を備えた調湿装置が開示されている。
特許文献1に開示された調湿装置には、2つの吸着熱交換器を備えた冷媒回路が設けられている。この冷媒回路は、第1の吸着熱交換器が凝縮器となって第2の吸着熱交換器が蒸発器となる動作と、第2の吸着熱交換器が凝縮器となって第1の吸着熱交換器が蒸発器となる動作とを交互に行う。蒸発器として動作する吸着熱交換器では、吸着剤に空気中の水分が吸着される。凝縮器として動作する吸着熱交換器では、水分が吸着剤から脱離して空気に付与される。
特許文献1に開示された調湿装置は、各吸着熱交換器を通過した空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する。例えば、除湿運転中の調湿装置では、第1及び第2の吸着熱交換器のうち蒸発器として動作する方を通過した空気が室内へ供給されて凝縮器として動作する方を通過した空気が室外へ排出されるように、ケーシング内での空気の流通経路が設定される(特許文献1の図5,図6を参照)。
特許文献1に開示された調湿装置は、室内の換気を行う。除湿運転中の調湿装置は、取り込んだ室外空気を蒸発器として動作する吸着熱交換器で除湿してから室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気を凝縮器として動作する吸着熱交換器から脱離した水分と共に室外へ排出する。また、加湿運転中の調湿装置は、取り込んだ室外空気を凝縮器として動作する吸着熱交換器で加湿してから室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気を蒸発器として動作する吸着熱交換器で除湿してから室外へ排出する。
特開2006−078108号公報
上述したように、特許文献1に開示された調湿装置では、第1の吸着熱交換器が凝縮器となって第2の吸着熱交換器が蒸発器となる動作中と、第2の吸着熱交換器が凝縮器となって第1の吸着熱交換器が蒸発器となる動作中とでケーシング内における空気の流通経路が変化する。そして、空気の流通経路によってケーシング内を空気が通過する際の圧力損失が大幅に変化すると、ケーシング内での空気の流通経路が切り換わるたびに室内への給気量や室外への排気量が変動してしまい、室内の空気状態を一定に保つことが困難になるおそれがあった。
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、運転中にケーシング内での空気の流通経路が切り換わる調湿装置において、空気の流通経路毎の空気の圧力損失の差を縮小し、室内への給気量や室外への排気量の変動を抑えることにある。
第1の発明は、吸着剤を担持する第1及び第2の吸着熱交換器(51,52)が接続されると共に熱媒流体が流通する熱媒回路(50)と、上記第1及び第2の吸着熱交換器(51,52)が収容されるケーシング(11)とを備え、上記第1の吸着熱交換器(51)の吸着剤を冷却して上記第2の吸着熱交換器(52)の吸着剤を加熱する動作と、上記第2の吸着熱交換器(52)の吸着剤を冷却して上記第1の吸着熱交換器(51)の吸着剤を加熱する動作とを交互に行い、上記第1の吸着熱交換器(51)を通過した空気と上記第2の吸着熱交換器(52)を通過した空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する調湿装置を対象とする。そして、上記ケーシング(11)内では、上記第1の吸着熱交換器(51)が設置される第1の主空気通路(37)と上記第2の吸着熱交換器(52)が設置される第2の主空気通路(38)とが互いに隣り合って形成され、室内に連通する給気側通路(31)と室外に連通する排気側通路(33)とが互いに隣り合って形成されると共に、該給気側通路(31)と排気側通路(33)のそれぞれが該第1及び第2の主空気通路(37,38)の両方に隣接し、上記ケーシング(11)では、上記給気側通路(31)に連通する給気口(22)が上記第1の主空気通路(37)寄りに開口し、上記排気側通路(33)に連通する排気口(21)が上記第2の主空気通路(38)寄りに開口しており、上記第1及び第2の主空気通路(37,38)と上記給気側通路(31)及び排気側通路(33)を仕切る仕切板(72)では、第1の主空気通路(37)と給気側通路(31)の間を開閉する第1給気側ダンパ(45)と、第1の主空気通路(37)と排気側通路(33)の間を開閉する第1排気側ダンパ(47)とが上記第2の主空気通路(38)寄りに設けられると共に、第2の主空気通路(38)と給気側通路(31)の間を開閉する第2給気側ダンパ(46)と、第2の主空気通路(38)と排気側通路(33)の間を開閉する第2排気側ダンパ(48)とが上記第1の主空気通路(37)寄りに設けられるものである。
第1の発明では、調湿装置(10)が2つの動作を交互に行う。第1の吸着熱交換器(51)の吸着剤を冷却して第2の吸着熱交換器(52)の吸着剤を加熱する動作中には、第1の吸着熱交換器(51)へ冷却用の熱媒流体が供給され、第2の吸着熱交換器(52)へ加熱用の熱媒流体が供給される。この動作中には、第1の主空気通路(37)を流れる空気が第1の吸着熱交換器(51)を通過する際に除湿され、第2の主空気通路(38)を流れる空気が第2の吸着熱交換器(52)を通過する際に加湿される。また、第2の吸着熱交換器(52)の吸着剤を冷却して第1の吸着熱交換器(51)の吸着剤を加熱する動作中には、第2の吸着熱交換器(52)へ冷却用の熱媒流体が供給され、第1の吸着熱交換器(51)へ加熱用の熱媒流体が供給される。この動作中には、第1の主空気通路(37)を流れる空気が第1の吸着熱交換器(51)を通過する際に加湿され、第2の主空気通路(38)を流れる空気が第2の吸着熱交換器(52)を通過する際に除湿される。
この第1の発明の調湿装置(10)は、除湿された空気と加湿された空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する。この調湿装置(10)において、第1給気側ダンパ(45)と第2給気側ダンパ(46)は、一方が開状態のときは他方が閉状態となるように、交互に開閉する。また、調湿装置(10)において、第1排気側ダンパ(47)と第2排気側ダンパ(48)は、一方が開状態のときは他方が閉状態となるように、交互に開閉する。そして、この調湿装置(10)では、第1の主空気通路(37)が給気側通路(31)に連通して第2の主空気通路(38)が排気側通路(33)に連通する状態と、第2の主空気通路(38)が給気側通路(31)に連通して第1の主空気通路(37)が排気側通路(33)に連通する状態とが交互に繰り返される。
この第1の発明の調湿装置(10)において、給気側通路(31)へ流入した空気は、給気口(22)を通って室内へ供給される。また、この調湿装置(10)では、第1給気側ダンパ(45)を通って給気側通路(31)へ空気が流入する状態と、第2給気側ダンパ(46)を通って給気側通路(31)へ空気が流入する状態とが交互に繰り返される。この調湿装置(10)において、給気口(22)に近い第1の主空気通路(37)を開閉する第1給気側ダンパ(45)は、給気口(22)から離れた第2の主空気通路(38)寄りに配置され、給気口(22)から離れた第2の主空気通路(38)を開閉する第2給気側ダンパ(46)は、給気口(22)に近い第1の主空気通路(37)寄りに配置される。
一方、この第1の発明の調湿装置(10)において、排気側通路(33)へ流入した空気は、排気口(21)を通って室外へ排出される。また、この調湿装置(10)では、第1排気側ダンパ(47)を通って排気側通路(33)へ空気が流入する状態と、第2排気側ダンパ(48)を通って排気側通路(33)へ空気が流入する状態とが交互に繰り返される。この調湿装置(10)において、排気口(21)から離れた第1の主空気通路(37)を開閉する第1給気側ダンパ(45)は、排気口(21)に近い第2の主空気通路(38)寄りに配置され、排気口(21)に近い第2の主空気通路(38)を開閉する第2給気側ダンパ(46)は、排気口(21)から離れた第1の主空気通路(37)寄りに配置される。
第2の発明は、上記第1の発明において、上記ケーシング(11)内では、上記第1及び第2の主空気通路(37,38)に対する上記給気側通路(31)及び上記排気側通路(33)の反対側に、室内から空気が流入する内気側通路(32)と室外から空気が流入する外気側通路(34)とが互いに隣り合って形成されると共に、該内気側通路(32)と外気側通路(34)のそれぞれが該第1及び第2の主空気通路(37,38)の両方に隣接し、上記ケーシング(11)では、上記内気側通路(32)に連通する内気吸込口(23)が上記第1の主空気通路(37)寄りに開口し、上記外気側通路(34)に連通する外気吸込口(24)が上記第2の主空気通路(38)寄りに開口しており、上記第1及び第2の主空気通路(37,38)と上記内気側通路(32)及び外気側通路(34)を仕切る仕切板(71)では、第1の主空気通路(37)と内気側通路(32)の間を開閉する第1内気側ダンパ(41)と、第1の主空気通路(37)と外気側通路(34)の間を開閉する第1外気側ダンパ(43)とが上記第2の主空気通路(38)寄りに設けられると共に、第2の主空気通路(38)と内気側通路(32)の間を開閉する第2内気側ダンパ(42)と、第2の主空気通路(38)と外気側通路(34)の間を開閉する第2外気側ダンパ(44)とが上記第1の主空気通路(37)寄りに設けられるものである。
第2の発明の調湿装置(10)において、内気側通路(32)へは、内気吸込口(23)を通って室内から空気が流入する。この調湿装置(10)では、内気側通路(32)から第1内気側ダンパ(41)を通って第1の主空気通路(37)へ空気が流入する状態と、内気側通路(32)から第2内気側ダンパ(42)を通って第2の主空気通路(38)へ空気が流入する状態とが交互に繰り返される。この調湿装置(10)において、内気吸込口(23)に近い第1の主空気通路(37)を開閉する第1内気側ダンパ(41)は、内気吸込口(23)から離れた第2の主空気通路(38)寄りに配置され、内気吸込口(23)から離れた第2の主空気通路(38)を開閉する第2内気側ダンパ(42)は、内気吸込口(23)に近い第1の主空気通路(37)寄りに配置される。
一方、第2の発明の調湿装置(10)において、外気側通路(34)へは、外気吸込口(24)を通って室外から空気が流入する。この調湿装置(10)では、外気側通路(34)から第1外気側ダンパ(43)を通って第1の主空気通路(37)へ空気が流入する状態と、外気側通路(34)から第2外気側ダンパ(44)を通って第2の主空気通路(38)へ空気が流入する状態とが交互に繰り返される。この調湿装置(10)において、外気吸込口(24)から離れた第1の主空気通路(37)を開閉する第1外気側ダンパ(43)は、外気吸込口(24)に近い第2の主空気通路(38)寄りに配置され、外気吸込口(24)に近い第2の主空気通路(38)を開閉する第2外気側ダンパ(44)は、外気吸込口(24)から離れた第1の主空気通路(37)寄りに配置される。
第2の発明の調湿装置(10)では、取り込んだ室外空気を湿度調節してから室内へ供給する運転を行う場合がある。この運転中において、調湿装置(10)では、室外空気が外気側通路(34)から何れか一方の主空気通路(37,38)へ流入し、吸着熱交換器(51,52)を通過後に給気側通路(31)と給気口(22)を順に通って室内へ供給される。また、この運転中において、調湿装置(10)では、室内空気が内気側通路(32)から何れか一方の主空気通路(37,38)へ流入し、吸着熱交換器(51,52)を通過後に外気側通路(34)と排気口(21)を順に通って室外へ排出される。
第3の発明は、上記第2の発明において、上記ケーシング(11)では、上記内気吸込口(23)が上記第1内気側ダンパ(41)に対向する位置に開口し、上記外気吸込口(24)が上記第2外気側ダンパ(44)に対向する位置に開口しているものである。
第3の発明では、内気吸込口(23)が第1内気側ダンパ(41)と向き合う位置に配置される。つまり、内気吸込口(23)は、第1内気側ダンパ(41)と近接した位置に設けられる。第2外気側ダンパ(44)は、第1の主空気通路(37)寄りに設置されている。そのため、内気吸込口(23)と第2外気側ダンパ(44)の距離は、内気吸込口(23)と第1内気側ダンパ(41)の距離よりは離れているものの、その絶対的には比較的短くなる。
また、この第3の発明では、外気吸込口(24)が第2外気側ダンパ(44)と向き合う位置に配置される。つまり、外気吸込口(24)は、第2外気側ダンパ(44)と近接した位置に設けられる。第1外気側ダンパ(43)は、第2の主空気通路(38)寄りに設置されている。そのため、外気吸込口(24)と第1外気側ダンパ(43)の距離は、外気吸込口(24)と第2外気側ダンパ(44)の距離よりは離れているものの、その絶対的には比較的短くなる。
本発明の調湿装置(10)では、ケーシング(11)における第1の主空気通路(37)寄りの部分に給気口(22)が設けられる。この調湿装置(10)において、給気口(22)に近い第1の主空気通路(37)を開閉する第1給気側ダンパ(45)は、給気口(22)から離れた第2の主空気通路(38)寄りに配置され、給気口(22)から離れた第2の主空気通路(38)を開閉する第2給気側ダンパ(46)は、給気口(22)に近い第1の主空気通路(37)寄りに配置される。従って、この発明によれば、第1の主空気通路(37)から第1給気側ダンパ(45)を通って給気口(22)へ至るまでの空気の圧力損失と、第2の主空気通路(38)から第2給気側ダンパ(46)を通って給気口(22)へ至るまでの空気の圧力損失とを平均化できる。
また、本発明の調湿装置(10)では、ケーシング(11)における第2の主空気通路(38)寄りの部分に排気口(21)が設けられる。この調湿装置(10)において、排気口(21)から離れた第1の主空気通路(37)を開閉する第1給気側ダンパ(45)は、排気口(21)に近い第2の主空気通路(38)寄りに配置され、排気口(21)に近い第2の主空気通路(38)を開閉する第2給気側ダンパ(46)は、排気口(21)から離れた第1の主空気通路(37)寄りに配置される。従って、この発明によれば、第1の主空気通路(37)から第1排気側ダンパ(47)を通って排気口(21)へ至るまでの空気の圧力損失と、第2の主空気通路(38)から第2排気側ダンパ(48)を通って排気口(21)へ至るまでの空気の圧力損失とを平均化できる。
更に、上記第2の発明の調湿装置(10)では、ケーシング(11)における第1の主空気通路(37)寄りの部分に給気口(22)が設けられる。この調湿装置(10)において、内気吸込口(23)に近い第1の主空気通路(37)を開閉する第1内気側ダンパ(41)は、内気吸込口(23)から離れた第2の主空気通路(38)寄りに配置され、内気吸込口(23)から離れた第2の主空気通路(38)を開閉する第2内気側ダンパ(42)は、内気吸込口(23)に近い第1の主空気通路(37)寄りに配置される。従って、この発明によれば、内気吸込口(23)から第1内気側ダンパ(41)を通って第1の主空気通路(37)へ至るまでの空気の圧力損失と、内気吸込口(23)から第2内気側ダンパ(42)を通って第2の主空気通路(38)へ至るまでの空気の圧力損失との差を低減することができる。
また、上記第2の発明の調湿装置(10)では、ケーシング(11)における第2の主空気通路(38)寄りの部分に外気吸込口(24)が設けられる。この調湿装置(10)において、外気吸込口(24)から離れた第1の主空気通路(37)を開閉する第1外気側ダンパ(43)は、外気吸込口(24)に近い第2の主空気通路(38)寄りに配置され、外気吸込口(24)に近い第2の主空気通路(38)を開閉する第2外気側ダンパ(44)は、外気吸込口(24)から離れた第1の主空気通路(37)寄りに配置される。従って、この発明によれば、外気吸込口(24)から第1外気側ダンパ(43)を通って第1の主空気通路(37)へ至るまでの空気の圧力損失と、外気吸込口(24)から第2外気側ダンパ(44)を通って第2の主空気通路(38)へ至るまでの空気の圧力損失との差を低減することができる。
また、第3の発明において、内気吸込口(23)と第2外気側ダンパ(44)の距離は、内気吸込口(23)と第1内気側ダンパ(41)の距離よりは離れているが、絶対的には比較的短くなっている。従って、この発明によれば、内気吸込口(23)から第1内気側ダンパ(41)を通って第1の主空気通路(37)へ至るまでの空気の圧力損失と、内気吸込口(23)から第2内気側ダンパ(42)を通って第2の主空気通路(38)へ至るまでの空気の圧力損失の両方を低く抑えつつ、両者の差を低減することができる。
更に、この第3の発明において、外気吸込口(24)と第1外気側ダンパ(43)の距離は、外気吸込口(24)と第2外気側ダンパ(44)の距離よりは離れているが、絶対的には比較的短くなっている。従って、この発明によれば、外気吸込口(24)から第1外気側ダンパ(43)を通って第1の主空気通路(37)へ至るまでの空気の圧力損失と、外気吸込口(24)から第2外気側ダンパ(44)を通って第2の主空気通路(38)へ至るまでの空気の圧力損失の両方を低く抑えつつ、両者の差を低減することができる。
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。本実施形態の調湿装置(10)は、室内の湿度調節と共に室内の換気を行うものであり、取り込んだ室外空気(OA)を湿度調節して室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気(RA)を室外に排出する。
〈調湿装置の全体構成〉
調湿装置(10)について、図1〜図6を適宜参照しながら説明する。なお、ここでの説明で用いる「上」「下」「左」「右」「前」「後」「手前」「奥」は、特にことわらない限り、調湿装置(10)を前面側から見た場合の方向を意味している。
調湿装置(10)は、ケーシング(11)を備えている。また、ケーシング(11)内には、冷媒回路(50)が収容されている。この冷媒回路(50)には、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)が接続されている。冷媒回路(50)の詳細は後述する。
ケーシング(11)は、やや扁平で高さが比較的低い直方体状に形成されている。このケーシング(11)は、その左右方向の幅が奥行きよりも幾分長くなっている(図3を参照)。ケーシング(11)では、図1における左手前の側面(即ち、前面)を形成する部分が前面パネル部(12)となり、同図における右奥の側面(即ち、背面)を形成する部分が背面パネル部(13)となっている。また、このケーシング(11)では、同図における右手前の側面を形成する部分が第1側面パネル部(14)となり、同図における左奥の側面を形成する部分が第2側面パネル部(15)となっている。
ケーシング(11)では、前面パネル部(12)と背面パネル部(13)とが互いに対向し、第1側面パネル部(14)と第2側面パネル部(15)とが互いに対向している。また、ケーシング(11)では、第1側面パネル部(14)及び第2側面パネル部(15)が側板部を構成している。
ケーシング(11)には、外気吸込口(24)と、内気吸込口(23)と、給気口(22)と、排気口(21)とが形成されている。
外気吸込口(24)及び内気吸込口(23)は、背面パネル部(13)に開口している(図3,図5を参照)。外気吸込口(24)は、背面パネル部(13)の下側部分に配置されている。また、外気吸込口(24)は、背面パネル部(13)の左右幅方向の中央から第2側面パネル部(15)側へオフセットした位置に設けられている。内気吸込口(23)は、背面パネル部(13)の上側部分に配置されている。また、内気吸込口(23)は、背面パネル部(13)の左右幅方向の中央から第1側面パネル部(14)側へオフセットした位置に設けられている。つまり、背面パネル部(13)では、その左右幅方向の中央よりも後述する第2熱交換器室(38)寄りに外気吸込口(24)が配置され、その左右幅方向の中央よりも後述する第1熱交換器室(37)寄りに内気吸込口(23)が配置されている。
給気口(22)は、第1側面パネル部(14)における前面パネル部(12)側の端部付近に配置されている。排気口(21)は、第2側面パネル部(15)における前面パネル部(12)側の端部付近に配置されている。つまり、ケーシング(11)では、その左右幅方向の中央よりも後述する第2熱交換器室(38)寄りに排気口(21)が配置され、その左右幅方向の中央よりも後述する第1熱交換器室(37)寄りに給気口(22)が配置されている。
ケーシング(11)の内部空間には、上流側仕切板(71)と、下流側仕切板(72)と、中央仕切板(73)と、第1仕切板(74)と、第2仕切板(75)とが設けられている。これらの仕切板(71〜75)は、何れもケーシング(11)の底板に立設されており、ケーシング(11)の内部空間をケーシング(11)の底板から天板に亘って区画している。
上流側仕切板(71)及び下流側仕切板(72)は、前面パネル部(12)及び背面パネル部(13)と平行に配置されている。ケーシング(11)の内部空間において、上流側仕切板(71)は背面パネル部(13)寄りに配置され、下流側仕切板(72)は前面パネル部(12)寄りに配置されている。
上流側仕切板(71)の左右方向の幅は、ケーシング(11)の左右方向の幅よりも短くなっている。上流側仕切板(71)の右端部は、その概ね下半分が切り欠かれており、その上半分が第1側面パネル部(14)に接合されている。一方、上流側仕切板(71)の左端部と第2側面パネル部(15)との間には、隙間が形成されている。なお、上流側仕切板(71)は、単一の部材で構成されている必要はない。例えば、後述する内気側通路(32)と熱交換器室(37,38)を仕切る部材と、後述する外気側通路(34)と熱交換器室(37,38)を仕切る部材とによって上流側仕切板(71)が構成されていてもよい。
下流側仕切板(72)の左右方向の幅は、上流側仕切板(71)の左右方向の幅よりも短くなっている。下流側仕切板(72)の右端部と第1側面パネル部(14)との間には、隙間が形成されている。また、下流側仕切板(72)の左端部と第2側面パネル部(15)との間にも、隙間が形成されている。なお、下流側仕切板(72)は、単一の部材で構成されている必要はない。例えば、後述する給気側通路(31)と熱交換器室(37,38)を仕切る部材と、後述する排気側通路(33)と熱交換器室(37,38)を仕切る部材とによって下流側仕切板(72)が構成されていてもよい。
第1仕切板(74)は、上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間の空間を右側から塞ぐように配置されている。具体的に、第1仕切板(74)は、第1側面パネル部(14)と平行となり、且つ上流側仕切板(71)及び下流側仕切板(72)と直交する姿勢で配置されている。第1仕切板(74)の前端部は、下流側仕切板(72)の右端部に接合されている。第1仕切板(74)の後端部は、上流側仕切板(71)に接合されている。
第2仕切板(75)は、上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間の空間を左側から塞ぐように配置されている。具体的に、第2仕切板(75)は、第2側面パネル部(15)と平行となり、且つ上流側仕切板(71)及び下流側仕切板(72)と直交する姿勢で配置されている。第2仕切板(75)の前端部は、下流側仕切板(72)の左端部に接合されている。第2仕切板(75)の後端部は、背面パネル部(13)に接合されている。また、この第2仕切板(75)には、上流側仕切板(71)の左端部が接合されている。
中央仕切板(73)は、上流側仕切板(71)及び下流側仕切板(72)と直交する姿勢で、上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間に配置されている。中央仕切板(73)は、上流側仕切板(71)から下流側仕切板(72)に亘って設けられ、上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間の空間を左右に区画している。また、中央仕切板(73)は、上流側仕切板(71)及び下流側仕切板(72)の左右幅方向の中央よりも第2側面パネル部(15)側へ幾分寄った位置に設けられている。
ケーシング(11)内において、上流側仕切板(71)と背面パネル部(13)の間の空間は、上下2つの空間に仕切られている(図2,図5,図6を参照)。上下に仕切られたこの空間は、上側の空間が内気側通路(32)を構成し、下側の空間が外気側通路(34)を構成している。また、内気側通路(32)と外気側通路(34)は、後述する吸着熱交換器(51,52)へ供給される空気(即ち、吸着熱交換器(51,52)を通過する前の空気)が流れる吸込側空間を構成している。
内気側通路(32)は、内気吸込口(23)に接続するダクトを介して室内と連通している。内気側通路(32)には、空気から塵埃等を除去するための内気側フィルタ(27)が設けられている。内気側フィルタ(27)は、長辺が左右幅方向へ延びる長方形板状に形成され、内気側通路(32)を横断する姿勢で立設されている。内気側通路(32)は、この内気側フィルタ(27)によって前後に区画されている。内気側通路(32)における内気側フィルタ(27)の前側(下流側)の部分には、内気湿度センサ(96)が収容されている。この内気湿度センサ(96)は、ケーシング(11)の天板に取り付けられており、空気の相対湿度を計測する。
外気側通路(34)は、外気吸込口(24)に接続するダクトを介して室外空間と連通している。外気側通路(34)には、空気から塵埃等を除去するための外気側フィルタ(28)が設けられている。外気側フィルタ(28)は、長辺が左右幅方向へ延びる長方形板状に形成され、外気側通路(34)を横断する姿勢で立設されている。外気側通路(34)は、この外気側フィルタ(28)によって前後に区画されている。外気側通路(34)における外気側フィルタ(28)の前側(下流側)の部分には、外気湿度センサ(97)が収容されている。この外気湿度センサ(97)は、ケーシング(11)の底板に取り付けられており、空気の相対湿度を計測する。
上述したように、ケーシング(11)内における上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間の空間は、中央仕切板(73)によって左右に区画されている。左右に仕切られたこの空間は、中央仕切板(73)の右側の空間が第1熱交換器室(37)を構成し、中央仕切板(73)の左側の空間が第2熱交換器室(38)を構成している(図1,図3を参照)。第1熱交換器室(37)の左右方向の幅W1は、第2熱交換器室(38)の左右方向の幅W2よりも広くなっている(図4を参照)。第1熱交換器室(37)は第1の主空気通路を構成し、第2熱交換器室(38)は第2の主空気通路を構成している。
第1熱交換器室(37)には、第1吸着熱交換器(51)が収容されている。第2熱交換器室(38)には、第2吸着熱交換器(52)が収容されている。各吸着熱交換器(51,52)は、全体として長方形の厚板状あるいは扁平な直方体状に形成されている。吸着熱交換器(51,52)の詳細は後述する。
吸着熱交換器(51,52)は、その前面及び背面が上流側仕切板(71)及び下流側仕切板(72)と平行になる姿勢で、熱交換器室(37,38)内に立設されている。つまり、吸着熱交換器(51,52)は、熱交換器室(37,38)を横断する姿勢で設置されている。各熱交換器室(37,38)は、吸着熱交換器(51,52)によって前後に区画されている。各熱交換器室(37,38)において、吸着熱交換器(51,52)は、熱交換器室(37,38)の前後方向の中央よりも上流側仕切板(71)寄りに配置されている。また、各吸着熱交換器(51,52)は、左右幅方向に概ね一直線上に並んで配置されている。
各吸着熱交換器(51,52)の前面と下流側仕切板(72)の距離Ldは、各吸着熱交換器(51,52)の背面と上流側仕切板(71)の距離Luに比べて長くなっている(図4を参照)。つまり、各熱交換器室(37,38)では、吸着熱交換器(51,52)の前側(即ち、下流側)の部分の前後長が、吸着熱交換器(51,52)の後ろ側(即ち、上流側)の部分の前後長よりも長くなっている。
各吸着熱交換器(51,52)には、液側分流器(61)とガス側ヘッダ(62)とが設けられている。第1吸着熱交換器(51)は、液側分流器(61)及びガス側ヘッダ(62)を含む全体が第1熱交換器室(37)に収容されている。一方、第2吸着熱交換器(52)は、全てのフィン(57)を含む大部分が第2熱交換器室(38)に収容されるものの、その一部分が中央仕切板(73)を貫通して第1熱交換器室(37)に露出している。具体的に、第2吸着熱交換器(52)は、それに付属する液側分流器(61)及びガス側ヘッダ(62)が第1熱交換器室(37)内に位置している。また、第2吸着熱交換器(52)は、液側分流器(61)及びガス側ヘッダ(62)が接続する端部側に位置するU字管部(59)も、第1熱交換器室(37)内に露出している。また、第1熱交換器室(37)には、冷媒回路(50)の電動膨張弁(55)が収容されている。
ケーシング(11)の内部空間では、下流側仕切板(72)の前面に沿った部分が上下に仕切られている(図2,図3,図6を参照)。上下に仕切られたこの空間は、上側の空間が給気側通路(31)を構成し、下側の空間が排気側通路(33)を構成している。また、給気側通路(31)と排気側通路(33)は、吸着熱交換器(51,52)を通過した後の空気が流れる吹出側空間を構成している。
上流側仕切板(71)には、開閉式のダンパ(41〜44)が4つ設けられている(図3,図6を参照)。各ダンパ(41〜44)は、概ね横長の長方形状に形成されている。具体的に、上流側仕切板(71)のうち内気側通路(32)に面する部分(上側部分)では、中央仕切板(73)よりも右側に第1内気側ダンパ(41)が取り付けられ、中央仕切板(73)よりも左側に第2内気側ダンパ(42)が取り付けられる。また、上流側仕切板(71)のうち外気側通路(34)に面する部分(下側部分)では、中央仕切板(73)よりも右側に第1外気側ダンパ(43)が取り付けられ、中央仕切板(73)よりも左側に第2外気側ダンパ(44)が取り付けられる。
第1内気側ダンパ(41)を開閉すると、内気側通路(32)と第1熱交換器室(37)の間が断続される。第2内気側ダンパ(42)を開閉すると、内気側通路(32)と第2熱交換器室(38)の間が断続される。第1外気側ダンパ(43)を開閉すると、外気側通路(34)と第1熱交換器室(37)の間が断続される。第2外気側ダンパ(44)を開閉すると、外気側通路(34)と第2熱交換器室(38)の間が断続される。
上流側仕切板(71)において、第1外気側ダンパ(43)は、第1内気側ダンパ(41)の真下に配置されている。第1内気側ダンパ(41)及び第1外気側ダンパ(43)は、それぞれの左右幅方向の中央が第1熱交換器室(37)の左右幅方向の中央よりも中央仕切板(73)寄り(即ち、第2側面パネル部(15)や第2熱交換器室(38)寄り)となる位置に設置されている(図3を参照)。具体的に、ケーシング(11)の左右方向において、第1内気側ダンパ(41)及び第1外気側ダンパ(43)の左端の位置は、第1吸着熱交換器(51)の左端の位置と概ね一致している。また、第1内気側ダンパ(41)は、内気側フィルタ(27)を挟んで内気吸込口(23)と向かい合っている。
また、上流側仕切板(71)において、第2外気側ダンパ(44)は、第2内気側ダンパ(42)の真下に配置されている。第2内気側ダンパ(42)及び第2外気側ダンパ(44)は、それぞれの左右幅方向の中央が第2熱交換器室(38)の左右幅方向の中央よりも中央仕切板(73)寄り(即ち、第1側面パネル部(14)や第1熱交換器室(37)寄り)となる位置に設置されている(図3を参照)。具体的に、ケーシング(11)の左右方向において、第2内気側ダンパ(42)及び第2外気側ダンパ(44)の右端の位置は、第2吸着熱交換器(52)の右端の位置と概ね一致している。また、第2外気側ダンパ(44)は、外気側フィルタ(28)を挟んで外気吸込口(24)と向かい合っている。
下流側仕切板(72)には、開閉式のダンパ(45〜48)が4つ設けられている(図3,図6を参照)。各ダンパ(45〜48)は、概ね横長の長方形状に形成されている。具体的に、下流側仕切板(72)のうち給気側通路(31)に面する部分(上側部分)では、中央仕切板(73)よりも右側に第1給気側ダンパ(45)が取り付けられ、中央仕切板(73)よりも左側に第2給気側ダンパ(46)が取り付けられる。また、下流側仕切板(72)のうち排気側通路(33)に面する部分(下側部分)では、中央仕切板(73)よりも右側に第1排気側ダンパ(47)が取り付けられ、中央仕切板(73)よりも左側に第2排気側ダンパ(48)が取り付けられる。
第1給気側ダンパ(45)を開閉すると、給気側通路(31)と第1熱交換器室(37)の間が断続される。第2給気側ダンパ(46)を開閉すると、給気側通路(31)と第2熱交換器室(38)の間が断続される。第1排気側ダンパ(47)を開閉すると、排気側通路(33)と第1熱交換器室(37)の間が断続される。第2排気側ダンパ(48)を開閉すると、排気側通路(33)と第2熱交換器室(38)の間が断続される。
下流側仕切板(72)において、第1排気側ダンパ(47)は、第1給気側ダンパ(45)の真下に配置されている。第1給気側ダンパ(45)及び第1排気側ダンパ(47)は、それぞれの左右幅方向の中央が第1熱交換器室(37)の左右幅方向の中央よりも中央仕切板(73)寄り(即ち、第2側面パネル部(15)や第2熱交換器室(38)寄り)となる位置に設置されている(図3を参照)。具体的に、ケーシング(11)の左右方向において、第1給気側ダンパ(45)及び第1排気側ダンパ(47)の左端の位置は、第1吸着熱交換器(51)の左端の位置と概ね一致している。
また、下流側仕切板(72)において、第2排気側ダンパ(48)は、第2給気側ダンパ(46)の真下に配置されている。第2排気側ダンパ(48)及び第2給気側ダンパ(46)は、それぞれの左右幅方向の中央が第2熱交換器室(38)の左右幅方向の中央よりも中央仕切板(73)寄り(即ち、第1側面パネル部(14)や第1熱交換器室(37)寄り)となる位置に設置されている(図3を参照)。具体的に、ケーシング(11)の左右方向において、第2排気側ダンパ(48)及び第2給気側ダンパ(46)の右端の位置は、第2吸着熱交換器(52)の右端の位置と概ね一致している。
ケーシング(11)内では、給気側通路(31)及び排気側通路(33)と前面パネル部(12)との間の空間が、仕切板(77)によって左右に仕切られている。この左右に仕切られた空間は、仕切板(77)の右側の空間が給気ファン室(36)を構成し、仕切板(77)の左側の空間が排気ファン室(35)を構成している。この仕切板(77)は、中央仕切板(73)よりも更に第2側面パネル部(15)寄りに立設されている。給気ファン室(36)及び排気ファン室(35)は、何れもケーシング(11)の底板から天板に亘る空間である。
給気ファン室(36)には、給気ファン(26)が収容されている。また、排気ファン室(35)には排気ファン(25)が収容されている。給気ファン(26)及び排気ファン(25)は、何れも遠心型の多翼ファン(いわゆるシロッコファン)である。
具体的に、これらのファン(25,26)は、ファンロータと、ファンケーシング(86)と、ファンモータ(89)とを備えている。図示しないが、ファンロータは、その軸方向の長さが直径に比べて短い円筒状に形成され、その周側面に多数の翼が形成されている。ファンロータは、ファンケーシング(86)に収容されている。ファンケーシング(86)では、その側面(ファンロータの軸方向と直交する側面)の一方に吸入口(87)が開口している。また、ファンケーシング(86)には、その周側面から外側へ突出する部分が形成されており、その部分の突端に吹出口(88)が開口している。ファンモータ(89)は、ファンケーシング(86)における吸入口(87)と反対側の側面に取り付けられている。ファンモータ(89)は、ファンロータに連結されてファンロータを回転駆動する。
給気ファン(26)及び排気ファン(25)において、ファンロータがファンモータ(89)によって回転駆動されると、吸入口(87)を通ってファンケーシング(86)内へ空気が吸い込まれ、ファンケーシング(86)内の空気が吹出口(88)から吹き出される。
給気ファン室(36)において、給気ファン(26)は、ファンケーシング(86)の吸入口(87)が下流側仕切板(72)と対面する姿勢で設置されている。また、この給気ファン(26)のファンケーシング(86)の吹出口(88)は、給気口(22)に連通する状態で第1側面パネル部(14)に取り付けられている。
排気ファン室(35)において、排気ファン(25)は、ファンケーシング(86)の吸入口(87)が下流側仕切板(72)と対面する姿勢で設置されている。また、この排気ファン(25)のファンケーシング(86)の吹出口(88)は、排気口(21)に連通する状態で第2側面パネル部(15)に取り付けられている。
給気ファン室(36)には、冷媒回路(50)の圧縮機(53)と四方切換弁(54)とが収容されている。圧縮機(53)及び四方切換弁(54)は、給気ファン室(36)における給気ファン(26)と仕切板(77)との間に配置されている。
四方切換弁(54)には、各吸着熱交換器(51,52)のガス側ヘッダ(62)から延びる連絡配管(65)が接続されている。この連絡配管(65)は、下流側仕切板(72)を貫通している。具体的に、下流側仕切板(72)では、給気側通路(31)に臨む部分(上側部分)のうち中央仕切板(73)の右側の部分(即ち、第1熱交換器室(37)に臨む部分)を連絡配管(65)が貫通している。なお、各吸着熱交換器(51,52)の液側分流器(61)は、一方が電動膨張弁(55)の一端に接続され、他方が電動膨張弁(55)の他端に接続されている。
ケーシング(11)内において、第1仕切板(74)と第1側面パネル部(14)の間の空間は、第1の副空気通路である第1バイパス通路(81)を構成している(図2,図3を参照)。また、ケーシング(11)内において、第2仕切板(75)と第2側面パネル部(15)の間の空間は、第2の副空気通路である第2バイパス通路(82)を構成している(図3,図5を参照)。第1バイパス通路(81)及び第2バイパス通路(82)は、ケーシング(11)の底板から天板に亘る空間である。第1バイパス通路(81)の通路幅Wb1(即ち、第1仕切板(74)と第1側面パネル部(14)の距離)は、第2バイパス通路(82)の通路幅Wb2(即ち、第2仕切板(75)と第2側面パネル部(15)の距離)よりも長くなっている(図4を参照)。
第1バイパス通路(81)の始端(背面パネル部(13)側の端部)は、外気側通路(34)だけに連通しており、内気側通路(32)からは遮断されている。この第1バイパス通路(81)は、外気側通路(34)における外気側フィルタ(28)の下流側部分と連通している。第1バイパス通路(81)の終端(前面パネル部(12)側の端部)は、仕切板(78)によって、給気側通路(31)、排気側通路(33)、及び給気ファン室(36)から区画されている。仕切板(78)のうち給気ファン室(36)に臨む部分には、第1バイパス用ダンパ(83)が設けられている。第1バイパス用ダンパ(83)は、概ね縦長の長方形状に形成されている。第1バイパス用ダンパ(83)を開閉すると、第1バイパス通路(81)と給気ファン室(36)との間が断続される。
第2バイパス通路(82)の始端(背面パネル部(13)側の端部)は、内気側通路(32)だけに連通しており、外気側通路(34)からは遮断されている。この第2バイパス通路(82)は、第2仕切板(75)に形成された連通口(76)を介して、内気側通路(32)における内気側フィルタ(27)の下流側部分と連通している。第2バイパス通路(82)の終端(前面パネル部(12)側の端部)は、仕切板(79)によって、給気側通路(31)、排気側通路(33)、及び排気ファン室(35)から区画されている。仕切板(79)のうち排気ファン室(35)に臨む部分には、第2バイパス用ダンパ(84)が設けられている。第2バイパス用ダンパ(84)は、概ね縦長の長方形状に形成されている。第2バイパス用ダンパ(84)を開閉すると、第2バイパス通路(82)と排気ファン室(35)との間が断続される。
なお、図6の右側面図及び左側面図では、第1バイパス通路(81)、第2バイパス通路(82)、第1バイパス用ダンパ(83)、及び第2バイパス用ダンパ(84)の図示を省略している。
調湿装置(10)では、第1バイパス用ダンパ(83)、第2バイパス用ダンパ(84)、第1給気側ダンパ(45)、第2給気側ダンパ(46)、第1排気側ダンパ(47)、及び第2排気側ダンパ(48)が切換機構を構成している。つまり、第1給気側ダンパ(45)、第2給気側ダンパ(46)、第1排気側ダンパ(47)、及び第2排気側ダンパ(48)が閉じ、第1バイパス用ダンパ(83)及び第2バイパス用ダンパ(84)が開いた状態において、ケーシング(11)内を流れる空気は、第1熱交換器室(37)及び第2熱交換器室(38)を通過せずに、第1バイパス通路(81)又は第2バイパス通路(82)を通過する。また、第1バイパス用ダンパ(83)及び第2バイパス用ダンパ(84)が閉じ、一方の給気側ダンパ(45,46)と一方の排気側ダンパ(47,48)とが開いた状態において、ケーシング(11)内を流れる空気は、第1バイパス通路(81)及び第2バイパス通路(82)を通過せずに、第1熱交換器室(37)又は第2熱交換器室(38)を通過する。
ケーシング(11)の第1側面パネル部(14)では、内気側通路(32)及び外気側通路(34)に面する部分が、フィルタ用開閉パネル(17)によって構成されている。また、この第1側面パネル部(14)では、第1バイパス通路(81)に面する部分が、主開閉パネル(16)によって構成されている。フィルタ用開閉パネル(17)及び主開閉パネル(16)は、ケーシング(11)に対して着脱自在となっている。
ケーシング(11)の前面パネル部(12)では、その右寄りの部分に電装品箱(90)が取り付けられている。なお、図2及び図6において、電装品箱(90)は省略されている。電装品箱(90)は、直方体状の箱であって、その内部に制御用基板(91)と電源用基板(92)とが収容されている。制御用基板(91)及び電源用基板(92)は、電装品箱(90)の側板のうち前面パネル部(12)に隣接する部分(即ち、背面板)の内側面に取り付けられている。電源用基板(92)のインバータ部には、放熱フィン(93)が設けられている。この放熱フィン(93)は、電源用基板(92)の背面に突設されており、電装品箱(90)の背面板とケーシング(11)の前面パネル部(12)とを貫通して給気ファン室(36)に露出している(図3,図5を参照)。
ケーシング(11)内において、圧縮機(53)、ファン(25,26)、ダンパ(41〜48)、湿度センサ(96,97)等に接続するリード線は、電装品箱(90)の内部へと延びている。そのうち、上流側仕切板(71)に取り付けられたダンパ(41〜44)の駆動モータに接続するリード線や、湿度センサ(96,97)に接続するリード線は、第1バイパス通路(81)を通って電装品箱(90)へと延びている。
〈冷媒回路の構成〉
上記冷媒回路(50)について、図7を参照しながら説明する。
上記冷媒回路(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。この冷媒回路(50)は、熱媒流体としての冷媒が流れる熱媒回路を構成している。
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7(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7(B)に示す状態)とに切り換え可能となっている。
図8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、フィン(57)の配列方向に蛇行する形状となっている。つまり、この伝熱管(58)では、各フィン(57)を貫通する直管部と、隣り合った直管部同士を接続するU字管部(59)とが交互に形成されている。
上記各吸着熱交換器(51,52)では、各フィン(57)の表面に吸着剤が担持されており、フィン(57)の間を通過する空気がフィン(57)に担持された吸着剤と接触する。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。
本実施形態の調湿装置(10)では、冷媒回路(50)が熱媒回路を構成する。この冷媒回路(50)では、2つの吸着熱交換器(51,52)のうち凝縮器として動作する方に高圧のガス冷媒が加熱用の熱媒流体として供給され、蒸発器として動作する方に低圧の気液二相冷媒が冷却用の熱媒流体として供給される。
−運転動作−
本実施形態の調湿装置(10)は、除湿換気運転と、加湿換気運転と、単純換気運転とを選択的に行う。除湿換気運転中や加湿換気運転中の調湿装置(10)は、取り込んだ室外空気(OA)を湿度調節してから供給空気(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。一方、単純換気運転中の調湿装置(10)は、取り込んだ室外空気(OA)をそのまま供給空気(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)をそのまま排出空気(EA)として室外へ排出する。
〈除湿換気運転〉
除湿換気運転中の調湿装置(10)では、後述する第1動作と第2動作が所定の時間間隔(例えば3分間隔)で交互に繰り返される。この除湿換気運転中において、第1バイパス用ダンパ(83)及び第2バイパス用ダンパ(84)は、常に閉状態となる。
除湿換気運転中の調湿装置(10)において、給気ファン(26)を運転すると、室外空気が外気吸込口(24)からケーシング(11)内へ第1空気として取り込まれる。また、排気ファン(25)を運転すると、室内空気が内気吸込口(23)からケーシング(11)内へ第2空気として取り込まれる。
先ず、除湿換気運転の第1動作について説明する。図9に示すように、この第1動作中には、第1内気側ダンパ(41)、第2外気側ダンパ(44)、第2給気側ダンパ(46)、及び第1排気側ダンパ(47)が開状態となり、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第1給気側ダンパ(45)、及び第2排気側ダンパ(48)が閉状態となる。
この第1動作中の冷媒回路(50)では、図7(A)に示すように、四方切換弁(54)が第1状態に設定される。この状態の冷媒回路(50)では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路(50)では、圧縮機(53)から吐出された冷媒が第1吸着熱交換器(51)、電動膨張弁(55)、第2吸着熱交換器(52)の順に通過し、第1吸着熱交換器(51)が凝縮器となって第2吸着熱交換器(52)が蒸発器となる。
外気側通路(34)へ流入して外気側フィルタ(28)を通過した第1空気は、第2外気側ダンパ(44)を通って第2熱交換器室(38)へ流入し、その後に第2吸着熱交換器(52)を通過する。第2吸着熱交換器(52)では、第1空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第2吸着熱交換器(52)で除湿された第1空気は、第2給気側ダンパ(46)を通って給気側通路(31)へ流入し、給気ファン室(36)を通過後に給気口(22)を通って室内へ供給される。
一方、内気側通路(32)へ流入して内気側フィルタ(27)を通過した第2空気は、第1内気側ダンパ(41)を通って第1熱交換器室(37)へ流入し、その後に第1吸着熱交換器(51)を通過する。第1吸着熱交換器(51)では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第2空気に付与される。第1吸着熱交換器(51)で水分を付与された第2空気は、第1排気側ダンパ(47)を通って排気側通路(33)へ流入し、排気ファン室(35)を通過後に排気口(21)を通って室外へ排出される。
次に、除湿換気運転の第2動作について説明する。図10に示すように、この第2動作中には、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第1給気側ダンパ(45)、及び第2排気側ダンパ(48)が開状態となり、第1内気側ダンパ(41)、第2外気側ダンパ(44)、第2給気側ダンパ(46)、及び第1排気側ダンパ(47)が閉状態となる。
この第2動作中の冷媒回路(50)では、図7(B)に示すように、四方切換弁(54)が第2状態に設定される。この状態の冷媒回路(50)では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路(50)では、圧縮機(53)から吐出された冷媒が第2吸着熱交換器(52)、電動膨張弁(55)、第1吸着熱交換器(51)の順に通過し、第1吸着熱交換器(51)が蒸発器となって第2吸着熱交換器(52)が凝縮器となる。
外気側通路(34)へ流入して外気側フィルタ(28)を通過した第1空気は、第1外気側ダンパ(43)を通って第1熱交換器室(37)へ流入し、その後に第1吸着熱交換器(51)を通過する。第1吸着熱交換器(51)では、第1空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第1吸着熱交換器(51)で除湿された第1空気は、第1給気側ダンパ(45)を通って給気側通路(31)へ流入し、給気ファン室(36)を通過後に給気口(22)を通って室内へ供給される。
一方、内気側通路(32)へ流入して内気側フィルタ(27)を通過した第2空気は、第2内気側ダンパ(42)を通って第2熱交換器室(38)へ流入し、その後に第2吸着熱交換器(52)を通過する。第2吸着熱交換器(52)では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第2空気に付与される。第2吸着熱交換器(52)で水分を付与された第2空気は、第2排気側ダンパ(48)を通って排気側通路(33)へ流入し、排気ファン室(35)を通過後に排気口(21)を通って室外へ排出される。
〈加湿換気運転〉
加湿換気運転中の調湿装置(10)では、後述する第1動作と第2動作が所定の時間間隔(例えば3分間隔)で交互に繰り返される。この加湿換気運転中において、第1バイパス用ダンパ(83)及び第2バイパス用ダンパ(84)は、常に閉状態となる。
加湿換気運転中の調湿装置(10)において、給気ファン(26)を運転すると、室外空気が外気吸込口(24)からケーシング(11)内へ第2空気として取り込まれる。また、排気ファン(25)を運転すると、室内空気が内気吸込口(23)からケーシング(11)内へ第1空気として取り込まれる。
先ず、加湿換気運転の第1動作について説明する。図11に示すように、この第1動作中には、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第1給気側ダンパ(45)、及び第2排気側ダンパ(48)が開状態となり、第1内気側ダンパ(41)、第2外気側ダンパ(44)、第2給気側ダンパ(46)、及び第1排気側ダンパ(47)が閉状態となる。
この第1動作中の冷媒回路(50)では、図7(A)に示すように、四方切換弁(54)が第1状態に設定される。そして、この冷媒回路(50)では、除湿換気運転の第1動作中と同様に、第1吸着熱交換器(51)が凝縮器となって第2吸着熱交換器(52)が蒸発器となる。
内気側通路(32)へ流入して内気側フィルタ(27)を通過した第1空気は、第2内気側ダンパ(42)を通って第2熱交換器室(38)へ流入し、その後に第2吸着熱交換器(52)を通過する。第2吸着熱交換器(52)では、第1空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第2吸着熱交換器(52)で水分を奪われた第1空気は、第2排気側ダンパ(48)を通って排気側通路(33)へ流入し、排気ファン室(35)を通過後に排気口(21)を通って室外へ排出される。
一方、外気側通路(34)へ流入して外気側フィルタ(28)を通過した第2空気は、第1外気側ダンパ(43)を通って第1熱交換器室(37)へ流入し、その後に第1吸着熱交換器(51)を通過する。第1吸着熱交換器(51)では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第2空気に付与される。第1吸着熱交換器(51)で加湿された第2空気は、第1給気側ダンパ(45)を通って給気側通路(31)へ流入し、給気ファン室(36)を通過後に給気口(22)を通って室内へ供給される。
次に、加湿換気運転の第2動作について説明する。図12に示すように、この第2動作中には、第1内気側ダンパ(41)、第2外気側ダンパ(44)、第2給気側ダンパ(46)、及び第1排気側ダンパ(47)が開状態となり、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第1給気側ダンパ(45)、及び第2排気側ダンパ(48)が閉状態となる。
この第2動作中の冷媒回路(50)では、図7(B)に示すように、四方切換弁(54)が第2状態に設定される。そして、この冷媒回路(50)では、除湿換気運転の第2動作中と同様に、第1吸着熱交換器(51)が蒸発器となって第2吸着熱交換器(52)が凝縮器となる。
内気側通路(32)へ流入して内気側フィルタ(27)を通過した第1空気は、第1内気側ダンパ(41)を通って第1熱交換器室(37)へ流入し、その後に第1吸着熱交換器(51)を通過する。第1吸着熱交換器(51)では、第1空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第1吸着熱交換器(51)で水分を奪われた第1空気は、第1排気側ダンパ(47)を通って排気側通路(33)へ流入し、排気ファン室(35)を通過後に排気口(21)を通って室外へ排出される。
一方、外気側通路(34)へ流入して外気側フィルタ(28)を通過した第2空気は、第2外気側ダンパ(44)を通って第2熱交換器室(38)へ流入し、その後に第2吸着熱交換器(52)を通過する。第2吸着熱交換器(52)では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第2空気に付与される。第2吸着熱交換器(52)で加湿された第2空気は、第2給気側ダンパ(46)を通って給気側通路(31)へ流入し、給気ファン室(36)を通過後に給気口(22)を通って室内へ供給される。
〈単純換気運転〉
単純換気運転中における調湿装置(10)の動作について、図13を参照しながら説明する。この単純換気運転は、外気をそのまま室内へ供給しても室内の快適性が損なわれない時期(例えば、春季や秋季などの中間期)に行われる。つまり、この単純換気運転は、室内へ供給される空気の湿度調節は不要であるが、室内の換気は行う必要がある場合に実行される。
この単純換気運転では、第1バイパス用ダンパ(83)及び第2バイパス用ダンパ(84)が開状態となり、第1内気側ダンパ(41)、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第2外気側ダンパ(44)、第1給気側ダンパ(45)、第2給気側ダンパ(46)、第1排気側ダンパ(47)、及び第2排気側ダンパ(48)が閉状態となる。また、単純換気運転中において、冷媒回路(50)の圧縮機(53)は停止状態となる。つまり、単純換気運転中において、冷媒回路(50)での冷凍サイクルは行われない。
単純換気運転中の調湿装置(10)において、給気ファン(26)を運転すると、室外空気が外気吸込口(24)からケーシング(11)内へ取り込まれる。外気吸込口(24)を通って外気側通路(34)へ流入した室外空気は、外気側フィルタ(28)を通過後に第1バイパス通路(81)へ流入し、第1バイパス用ダンパ(83)を通って給気ファン室(36)へ流入する。給気ファン室(36)へ流入した室外空気は、給気ファン(26)へ吸い込まれ、給気口(22)を通って室内へ供給される。
また、単純換気運転中の調湿装置(10)において、排気ファン(25)を運転すると、室内空気が内気吸込口(23)からケーシング(11)内へ取り込まれる。内気吸込口(23)を通って内気側通路(32)へ流入した室内空気は、内気側フィルタ(27)を通過後に第2バイパス通路(82)へ流入し、第2バイパス用ダンパ(84)を通って排気ファン室(35)へ流入する。排気ファン室(35)へ流入した室内空気は、排気ファン(25)へ吸い込まれ、排気口(21)を通って室外へ排出される。
−実施形態の効果−
本実施形態の調湿装置(10)では、ケーシング(11)内にバイパス通路(81,82)が形成され、バイパス通路(81,82)へ流入した空気は、吸着熱交換器(51,52)を通過せずにケーシング(11)から流出する。空気の湿度調節が不要な運転状態において、単純換気運転が行われると、ケーシング(11)内へ取り込まれた空気は、吸着熱交換器(51,52)を通ることなくケーシング(11)を通過する。つまり、空気を湿度調節しない単純換気運転中の調湿装置(10)では、ケーシング(11)内を流れる空気が吸着熱交換器(51,52)をバイパスして流れる。
このため、空気を湿度調節しない運転中にも空気が吸着熱交換器を通過する従来の調湿装置では、その運転中に吸着熱交換器の吸着剤に空気中の臭気物質が次第に蓄積してゆくのに対し、本実施形態の調湿装置(10)では、そのような吸着熱交換器(51,52)への臭気物質の蓄積は生じない。従って、本実施形態によれば、空気を湿度調節しない単純換気運転中に吸着熱交換器(51,52)に蓄積される臭気物質の量を削減でき、空気の湿度調節を再開した後に吸着熱交換器(51,52)から臭気物質が脱離して室内の快適性を損なうといった事態を回避できる。
上述したように、除湿換気運転中や加湿換気運転中の調湿装置(10)では、外気吸込口(24)からケーシング(11)内へ流入した室外空気が第1熱交換器室(37)を通過後に給気ファン(26)へ吸い込まれると同時に、内気吸込口(23)からケーシング(11)内へ流入した室内空気が第2熱交換器室(38)を通過後に排気ファン(25)へ吸い込まれる動作(図10,図11を参照)と、内気吸込口(23)からケーシング(11)内へ流入した室内空気が第1熱交換器室(37)を通過後に排気ファン(25)へ吸い込まれると同時に、外気吸込口(24)からケーシング(11)内へ流入した室外空気が第2熱交換器室(38)を通過後に給気ファン(26)へ吸い込まれる動作(図9,図12を参照)とが交互に繰り返される。
一方、本実施形態の調湿装置(10)において、第1熱交換器室(37)に臨んで設置される第1内気側ダンパ(41)、第1外気側ダンパ(43)、第1給気側ダンパ(45)、及び第1排気側ダンパ(47)は、中央仕切板(73)寄りの位置(即ち、なるべく給気ファン(26)から離れていて且つなるべく排気ファン(25)に近い位置)に設置されている。また、この調湿装置(10)において、第2熱交換器室(38)に臨んで設置される第2内気側ダンパ(42)、第2外気側ダンパ(44)、第2給気側ダンパ(46)、及び第2排気側ダンパ(48)は、中央仕切板(73)寄りの位置(即ち、なるべく排気ファン(25)から離れていて且つなるべく給気ファン(26)に近い位置)に設置されている。
更に、本実施形態の調湿装置(10)において、給気ファン(26)へ向かう室外空気が通過する外気吸込口(24)は、背面パネル部(13)における第2熱交換器室(38)寄りの位置(即ち、給気ファン(26)寄りの第1熱交換器室(37)から離れた位置)に開口している。また、この調湿装置(10)において、排気ファン(25)へ向かう室外空気が通過する内気吸込口(23)は、背面パネル部(13)における第1熱交換器室(37)寄りの位置(即ち、排気ファン(25)寄りの第2熱交換器室(38)から離れた位置)に開口している。
つまり、本実施形態の調湿装置(10)において、第1熱交換器室(37)に臨むダンパ(41,43,45,47)の位置は、外気吸込口(24)からは離れているが給気ファン(26)や給気口(22)には近く、内気吸込口(23)には近いが排気ファン(25)や排気口(21)からは離れた位置となっている。また、この調湿装置(10)において、第2熱交換器室(38)に臨むダンパ(42,44,46,48)の位置は、内気吸込口(23)からは離れているが排気ファン(25)や排気口(21)には近く、外気吸込口(24)には近いが給気ファン(26)や給気口(22)からは離れた位置となっている。
このため、本実施形態の調湿装置(10)では、外気吸込口(24)から第1外気側ダンパ(43)と第1熱交換器室(37)と第1給気側ダンパ(45)を順に通って給気ファン(26)へ至るまでの空気の圧力損失と、外気吸込口(24)から第2外気側ダンパ(44)と第2熱交換器室(38)と第2給気側ダンパ(46)を順に通って給気ファン(26)へ至るまでの空気の圧力損失とが平均化される。また、内気吸込口(23)から第1内気側ダンパ(41)と第1熱交換器室(37)と第1排気側ダンパ(47)を順に通って排気ファン(25)へ至るまでの空気の圧力損失と、内気吸込口(23)から第2内気側ダンパ(42)と第2熱交換器室(38)と第2排気側ダンパ(48)を順に通って排気ファン(25)へ至るまでの空気の圧力損失とが平均化される。従って、本実施形態の調湿装置(10)によれば、除湿換気運転中や加湿換気運転中に第1動作と第2動作が交互に切り換わっても、給気口(22)や排気口(21)から吹き出される空気の流量を概ね一定に保つことができる。
また、本実施形態の調湿装置(10)において、内気吸込口(23)と第2内気側ダンパ(42)の距離は、内気吸込口(23)と第1内気側ダンパ(41)の距離よりは離れているものの、内気吸込口(23)の位置は、ケーシング(11)の左右幅方向の中央付近であって、第2内気側ダンパ(42)からそれほど離れている訳ではない。従って、本実施形態によれば、内気吸込口(23)から第1内気側ダンパ(41)を通って第1熱交換器室(37)へ至るまでの空気の圧力損失と、内気吸込口(23)から第2内気側ダンパ(42)を通って第2熱交換器室(38)へ至るまでの空気の圧力損失の両方を出来るだけ低く抑えつつ、両者の差を低減することができる。
また、本実施形態の調湿装置(10)において、外気吸込口(24)と第1外気側ダンパ(43)の距離は、外気吸込口(24)と第2外気側ダンパ(44)の距離よりは離れているものの、外気吸込口(24)の位置は、ケーシング(11)の左右幅方向の中央付近であって、第1外気側ダンパ(43)からそれほど離れている訳ではない。従って、本実施形態によれば、外気吸込口(24)から第1外気側ダンパ(43)を通って第1熱交換器室(37)へ至るまでの空気の圧力損失と、外気吸込口(24)から第2外気側ダンパ(44)を通って第2熱交換器室(38)へ至るまでの空気の圧力損失の両方を出来るだけ低く抑えつつ、両者の差を低減することができる。
また、本実施形態の調湿装置(10)では、第1吸着熱交換器(51)の前面や第2吸着熱交換器(52)の前面と下流側仕切板(72)との距離Ldが、第1吸着熱交換器(51)の背面や第2吸着熱交換器(52)の背面と上流側仕切板(71)との距離Luよりも長くなっている(図4を参照)。つまり、各熱交換器室(37,38)では、吸着熱交換器(51,52)の下流側の通路長が、その上流側の通路長よりも長くなっている。このため、各熱交換器室(37,38)では、給気ファン(26)や排気ファン(25)に近い吸着熱交換器(51,52)の下流側の部分が比較的広くなり、各吸着熱交換器(51,52)の全面に亘って空気の流速が平均化される。従って、本実施形態によれば、各吸着熱交換器(51,52)の性能を充分に発揮させることができる。
また、本実施形態の調湿装置(10)において、給気ファン(26)及び排気ファン(25)は、それぞれの吸入口(87)が下流側仕切板(72)と対面する姿勢で設置されている。このため、下流側仕切板(72)に設けられたダンパ(45〜48)を通過した空気は、給気ファン(26)及び排気ファン(25)の吸入口(87)へスムーズに流れ込む。従って、本実施形態によれば、給気側通路(31)から給気ファン(26)へ至る間や、排気側通路(33)から排気ファン(25)へ至る間の空気の乱れを低減でき、空気がケーシング(11)内を通過する際の圧力損失を削減できる。
また、本実施形態の調湿装置(10)では、電源用基板(92)のインバータを冷却するための放熱フィン(93)が給気ファン室(36)に露出しており、給気ファン室(36)を流れる空気が放熱フィン(93)から熱を奪う。このため、本実施形態によれば、放熱フィン(93)へ冷却用の空気を送る手段を別途設ける必要が無くなり、調湿装置(10)の構成を簡素化することができる。
−実施形態の変形例−
本実施形態の冷媒回路(50)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超臨界サイクルを行ってもよい。その場合、第1吸着熱交換器(51)及び第2吸着熱交換器(52)は、その一方がガスクーラとして動作し、他方が蒸発器として動作する。
また、本実施形態の調湿装置(10)では、第1吸着熱交換器(51)及び第2吸着熱交換器(52)に対して冷水や温水を供給することで、吸着剤の加熱や冷却を行ってもよい。この場合には、冷水や温水を吸着熱交換器(51,52)へ供給するための管路が、熱媒流体としての冷水や温水が流れる熱媒回路を構成している。
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、室内の湿度調節を行うための調湿装置について有用である。
前面側から見た調湿装置をケーシングの天板を省略して示す斜視図である。 前面側から見た調湿装置をケーシングの一部および電装品箱を省略して示す斜視図である。 調湿装置をケーシングの天板を省略して示す平面図である。 調湿装置の要部をケーシングの天板を省略して示す平面図である。 背面側から見た調湿装置をケーシングの天板を省略して示す斜視図である。 調湿装置の一部を省略して示す概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(A)は第1動作中の動作を示すものであり、(B)は第2動作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。 除湿換気運転の第1動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 除湿換気運転の第2動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 加湿換気運転の第1動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 加湿換気運転の第2動作における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。 単純換気運転における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図、及び左側面図である。
符号の説明
10 調湿装置
11 ケーシング
14 第1側面パネル部(側板部)
15 第2側面パネル部(側板部)
37 第1熱交換器室(第1の主空気通路)
38 第2熱交換器室(第2の主空気通路)
45 第1給気側ダンパ(切換機構)
46 第2給気側ダンパ(切換機構)
47 第1排気側ダンパ(切換機構)
48 第2排気側ダンパ(切換機構)
50 冷媒回路(熱媒回路)
51 第1吸着熱交換器(第1の吸着熱交換器)
52 第2吸着熱交換器(第2の吸着熱交換器)
81 第1バイパス通路(第1の副空気通路)
82 第2バイパス通路(第2の副空気通路)
83 第1バイパス用ダンパ(切換機構)
84 第2バイパス用ダンパ(切換機構)

Claims (3)

  1. 吸着剤を担持する第1及び第2の吸着熱交換器(51,52)が接続されると共に熱媒流体が流通する熱媒回路(50)と、上記第1及び第2の吸着熱交換器(51,52)が収容されるケーシング(11)とを備え、
    上記第1の吸着熱交換器(51)の吸着剤を冷却して上記第2の吸着熱交換器(52)の吸着剤を加熱する動作と、上記第2の吸着熱交換器(52)の吸着剤を冷却して上記第1の吸着熱交換器(51)の吸着剤を加熱する動作とを交互に行い、上記第1の吸着熱交換器(51)を通過した空気と上記第2の吸着熱交換器(52)を通過した空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する調湿装置であって、
    上記ケーシング(11)内では、上記第1の吸着熱交換器(51)が設置される第1の主空気通路(37)と上記第2の吸着熱交換器(52)が設置される第2の主空気通路(38)とが互いに隣り合って形成され、室内に連通する給気側通路(31)と室外に連通する排気側通路(33)とが互いに隣り合って形成されると共に、該給気側通路(31)と排気側通路(33)のそれぞれが該第1及び第2の主空気通路(37,38)の両方に隣接し、
    上記ケーシング(11)では、上記給気側通路(31)に連通する給気口(22)が上記第1の主空気通路(37)寄りに開口し、上記排気側通路(33)に連通する排気口(21)が上記第2の主空気通路(38)寄りに開口しており、
    上記第1及び第2の主空気通路(37,38)と上記給気側通路(31)及び排気側通路(33)を仕切る仕切板(72)では、第1の主空気通路(37)と給気側通路(31)の間を開閉する第1給気側ダンパ(45)と、第1の主空気通路(37)と排気側通路(33)の間を開閉する第1排気側ダンパ(47)とが上記第2の主空気通路(38)寄りに設けられると共に、第2の主空気通路(38)と給気側通路(31)の間を開閉する第2給気側ダンパ(46)と、第2の主空気通路(38)と排気側通路(33)の間を開閉する第2排気側ダンパ(48)とが上記第1の主空気通路(37)寄りに設けられている
    ことを特徴とする調湿装置。
  2. 請求項1において、
    上記ケーシング(11)内では、上記第1及び第2の主空気通路(37,38)に対する上記給気側通路(31)及び上記排気側通路(33)の反対側に、室内から空気が流入する内気側通路(32)と室外から空気が流入する外気側通路(34)とが互いに隣り合って形成されると共に、該内気側通路(32)と外気側通路(34)のそれぞれが該第1及び第2の主空気通路(37,38)の両方に隣接し、
    上記ケーシング(11)では、上記内気側通路(32)に連通する内気吸込口(23)が上記第1の主空気通路(37)寄りに開口し、上記外気側通路(34)に連通する外気吸込口(24)が上記第2の主空気通路(38)寄りに開口しており、
    上記第1及び第2の主空気通路(37,38)と上記内気側通路(32)及び外気側通路(34)を仕切る仕切板(71)では、第1の主空気通路(37)と内気側通路(32)の間を開閉する第1内気側ダンパ(41)と、第1の主空気通路(37)と外気側通路(34)の間を開閉する第1外気側ダンパ(43)とが上記第2の主空気通路(38)寄りに設けられると共に、第2の主空気通路(38)と内気側通路(32)の間を開閉する第2内気側ダンパ(42)と、第2の主空気通路(38)と外気側通路(34)の間を開閉する第2外気側ダンパ(44)とが上記第1の主空気通路(37)寄りに設けられている
    ことを特徴とする調湿装置。
  3. 請求項2において、
    上記ケーシング(11)では、上記内気吸込口(23)が上記第1内気側ダンパ(41)に対向する位置に開口し、上記外気吸込口(24)が上記第2外気側ダンパ(44)に対向する位置に開口している
    ことを特徴とする調湿装置。
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