JP2012189301A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造でありながらも、除湿冷房機能と加湿暖房機能の双方を適切に実行可能な空調システムを提供する点にある。
【解決手段】第１空調流路Ｒ１にて空調した第１気体を加湿機１１にて加湿した後に空調用空気ＳＡとして空調対象空間Ｓへ導くとともに再生用空気をデシカントロータ１２の再生部１２ｂへ導く第１運転状態と、第２空調流路Ｒ２にて空調した第２気体を加湿機１１にて加湿した後に空調用空気ＳＡとして空調対象空間Ｓへ導くとともに吸湿用空気をデシカントロータ１２の吸湿部１２ａへ導く第２運転状態とを、択一的に切り替え可能な切替手段１０、１７が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転駆動する通気性吸湿体からなり、吸湿部に通流させる気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を再生部に通流させる気体を放出するデシカントロータと、前記デシカントロータの前記吸湿部を通流した気体を冷却用媒体との熱交換により冷却させる冷却器と、気体を加熱自在な加熱手段とを備えた空調システムに関する。

従来、図１１に示すように、特に夏季等で空調対象空間Ｓを除湿冷房することを目的として、吸湿部１２ａに通流させる気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を再生部１２ｂに通流させる気体に放出する第１デシカントロータ１２を備えると共に、第１デシカントロータ１２の吸湿部１２ａを通流した気体を冷却用媒体との熱交換により冷却させる第１冷却器５０と、第２吸湿部１３ａに通流させる気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を第２再生部１３ｂに通流させる気体に放出する第２デシカントロータ１３と、当該第２デシカントロータ１３の第２吸湿部１３ａを通流した後の気体を冷却用媒体との熱交換により冷却させる第２冷却器１４とを備えたものが知られている（特許文献１を参照。）。
当該空調システムでは、室外空気ＯＡを、第１デシカントロータ１２の吸湿部１２ａを通流させて除湿し、これにより温度上昇した室外空気ＯＡを第１冷却器５０にて冷却し、さらに、第２デシカントロータ１３の第２吸湿部１３ａを通過させて除湿し、これにより温度上昇した室外空気ＯＡを第２冷却器１４にて冷却し、最後に、当該室外空気ＯＡを、第１デシカントロータ１２の再生部１２ｂを通過させて冷却することで、適切に除湿冷却された空調用空気ＳＡを空調対象空間Ｓに導くことができる。

特開２００８−５７９５３号公報

上述した特許文献１に開示の技術では、外気を除湿するデシカントロータとして、第１デシカントロータ１２と第２デシカントロータ１３の２つのデシカントロータを備えているとともに、外気を冷却する冷却器として、第１デシカントロータ１２の吸湿部１２ａにて昇温された空調用空気ＳＡを冷却する第１冷却器５０と、第２デシカントロータ１３の第２吸湿部１３ａにて昇温された空調用空気ＳＡを冷却する第２冷却器１４の２つの冷却器とを備えていたため、空調システムの構成要素が多く、コンパクト化が難しいという問題があった。
また、室外空気ＯＡは、空調用空気ＳＡとして空調対象空間Ｓに導かれるまでに、第１デシカントロータ１２の第１吸湿部１２ａ、熱交換器としての第１冷却器５０、第２デシカントロータ１３の第２吸湿部１３ａ、熱交換器としての第２冷却器１４、及び第１デシカントロータ１２の第１再生部１２ａを通流する必要があり、圧力損失が高いという問題があった。
また、除湿冷房機能しか有しないため、加湿暖房機能を必要とする冬場には利用できないという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構造で圧力損失を抑制できながらも、除湿冷房機能と加湿暖房機能の双方を発揮可能な空調システムを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明の空調システムは、
回転駆動する通気性吸湿体からなり、吸湿部に通流させる気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を再生部に通流させる気体を放出するデシカントロータと、
前記デシカントロータの前記吸湿部を通流した気体を冷却用媒体との熱交換により冷却させる冷却器と、気体を加熱自在な加熱手段とを備えた空調システムであって、
その特徴構成は、気体を加湿可能な加湿機を備え、
気体を前記デシカントロータの前記吸湿部及び前記冷却器を記載順に通流させて空調する第１空調流路と、気体を前記冷却用媒体として前記冷却器に導き、前記加熱手段にて加熱し、前記デシカントロータの前記再生部を通過させて空調する第２空調流路とを形成可能に構成され、
第１気体を前記第１空調流路にて空調した後に前記加湿機にて加湿して空調用空気として空調対象空間へ導くとともに再生用空気を前記デシカントロータの前記再生部へ導く第１運転状態と、第２気体を前記第２空調流路にて空調した後に前記加湿機にて加湿して空調用空気として前記空調対象空間へ導くとともに吸湿用空気を前記デシカントロータの前記吸湿部へ導く第２運転状態とを、択一的に切り替える切替手段が設けられている点にある。

上記特徴構成によれば、除湿冷房運転を行う夏場にあっては、切替手段により第１運転状態に切り替えることで、第１気体を、デシカントロータの吸湿部にて除湿し、冷却器にて冷却した後に、加湿機にて水分を供給してその水分の蒸発潜熱が奪われる形態で第１気体を冷却して、適切に除湿冷却された第１気体を空調用空気として空調対象空間に供給できる。
一方、加湿暖房運転を行う冬場にあっては、切替手段により第２運転状態に切り替えることで、第２気体を、冷却用媒体として冷却器に導いて加熱し、加熱手段にてさらに加熱し、デシカントロータの再生部にて加湿した後、加湿機にてさらに加湿して、適切に加湿加熱された第２気体を空調用空気として空調対象空間に供給できる。
即ち、上記特徴構成によれば、切替手段を適切に働かせることにより、除湿冷房機能を発揮できるだけでなく、加湿暖房機能をも発揮できる空調システムを提供することができる。
また、上記構成によれば、加湿機が、空調用空気を空調対象空間に導かれる直前で加湿するように設けられているので、除湿冷房運転である第１運転状態にあっては、空調用空気から加湿に伴って加えられる水分の蒸発潜熱を奪う形態で冷却して、十分な除湿冷却性能を発揮できる。結果、デシカントロータ及び冷却器を、夫々１つ設けるという簡易な構成においても、適切に除湿冷房性能を発揮できる。
以上より、構成の簡略化を図ることができるとともに、圧力損失を低減しながらも、除湿冷房性能及び加湿暖房性能の双方を適切に発揮する空調システムを実現できた。

本発明の空調システムの更なる特徴構成は、
前記切替手段は、第１気体を前記第１空調流路へ導くと共に再生用空気を前記第２空調流路へ導く前記第１運転状態と、第２気体を前記第２空調流路へ導き吸湿用空気を前記第１空調流路へ導く前記第２運転状態とに切り替える第１四方弁と、
前記第１空調流路にて空調された第１気体を前記加湿機へ導いた後に空調用空気として前記空調対象空間へ導くと共に前記第２空調流路を通流した再生用空気を排気として空調対象空間の外部へ導く前記第１運転状態と、前記第２空調流路にて空調された第２気体を前記加湿機へ導いた後に空調用空気として前記空調対象空間へ導くと共に前記第１空調流路を通流した吸湿用空気を排気として前記空調対象空間へ導く前記第２運転状態とに切り替える第２四方弁とから構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、切替手段を第１四方弁及び第２四方弁という比較的簡易な構成にて実現でき、当該第１四方弁及び第２四方弁を記載の如く働かせることで、状況に応じて、空調対象空間に対し、低湿低温の空調用空気、又は高湿高温の空調用空気の何れをも導くことができる。
即ち、上記特徴構成によれば、切替手段として第１四方弁と第２四方弁とを設ける比較的簡易な構成により、除湿冷房運転のみならず、加湿暖房運転をも適切に実行することができる。

本発明の空調システムの更なる特徴構成は、
前記加湿機は、空調用空気としての第１気体又は第２気体へ直接水を噴霧して加湿するように構成されている点にある。

上記特徴構成によれば、空調用空気として第１気体を空調対象空間へ供給する場合、加湿機は、第１気体へ直接水を噴霧するものであるので、それによる水分の蒸発に伴う蒸発潜熱が第１気体から奪われる形態で、適切に第１気体を冷却することができる。
一方、空調用空気として第２気体を空調対象空間へ供給する場合、加湿機は、第２気体へ直接水を噴霧して加湿できる。さらに、その噴霧量を調整する制御を行うことにより、第２気体の加湿状態を所望の状態に調整できる。
また、加湿機は、直交熱交換器に比べて圧力損失を抑制する構造にできる。これにより、直交熱交換器にて第１気体を冷却する場合に比べて、第１気体を圧送するファンの駆動力を低減でき、省エネルギ化を図ることができる。

本発明の空調システムの更なる特徴構成は、
少なくとも、前記デシカントロータ、前記冷却器、前記加熱手段、前記第１空調流路、前記第２空調流路、前記第１四方弁、及び前記第２四方弁を内部に含むケーシングを備え、
前記ケーシングの内部において、前記第１四方弁及び前記第２四方弁の回転軸を同軸に配置するとともに、前記第１四方弁及び前記第２四方弁の前記回転軸に直交する方向で、前記第１四方弁と前記第２四方弁との間の部位に、前記ケーシングの内部空間の一部を分離する分離壁を備えている点にある。

上記特徴構成によれば、第１四方弁と第２四方弁とを、互いの回転軸を同軸に配置することで、当該第１四方弁及び第２四方弁へ向けて導かれる気体の通流方向、及び第１四方弁及び第２四方弁から送り出される気体の通流方向を、第１四方弁と第２四方弁の回転軸に直交する方向に揃えることができる。これに加えて、第１四方弁と第２四方弁との間の部位に、第１四方弁と第２四方弁との回転軸に直交する分離壁を設けることで、当該分離壁にて、少なくとも、第１四方弁へ導かれる気体及び第１四方弁から送り出される気体と、第２四方弁へ導かれる気体及び第２四方弁から送り出される気体とを、その通流方向で、簡易な構成にて分離した状態で通流させるこができる。結果、複雑な流路を形成することなく、構造の簡素化を図ることができる。

除湿冷房運転を行うときの流路を示す概略構成図である。 除湿冷房運転を行うときの気体の状態をプロットした空気線図である。 図３に示す気体の状態の変化を示す表である。 加湿暖房運転を行うときの流路を示す概略構成図である。 加湿暖房運転を行うときの気体の状態をプロットした空気線図である。 図５に示す気体の状態の変化を示す表である。 除湿冷房運転を行う際に、外部から室外空気（第１気体）を導入して空調用空気として空調対象空間へ送りだすときの気体通流状態を示す斜視図である。 除湿冷房運転を行う際に、外部から室内空気（再生用空気）を導入して排気として空調対象空間の外部へ送り出すときの気体通流状態を示す斜視図である。 加湿暖房運転を行う際に、外部から室外空気（第１気体）を導入して空調用空気として空調対象空間へ送り出すときの気体通流状態を示す斜視図である。 加湿暖房運転を行う際に、外部から室内空気（吸湿用空気）を導入して空調用空気として空調対象空間へ送り出すときの気体通流状態を示す斜視図である。 従来技術の流路構成を示す概略構成図である。 従来技術における気体の状態をプロットした空気線図である。 図１２における気体の状態の変化を示す表である。

本発明に係る空調システムの特徴は、デシカント空調装置として簡易な構造を保ちながらも、除湿冷房運転及び加湿暖房運転の双方を実行すべく、切替手段として第１四方弁１０及び第２四方弁１７を備えるとともに、空調対象空間Ｓに供給される直前の空調用空気ＳＡを加湿可能な加湿機１１を備えている点にある。以下、上記特徴を有する本発明の空調システムを、図面に基づいて説明する。

この空調システムは、除湿冷房運転においては、図１の流路構成において、室外空気ＯＡ（第１気体）を、第１空調流路Ｒ１（図１で二点鎖線）に導いて空調した後、加湿機１１にて加湿して空調用空気ＳＡとし、当該空調用空気ＳＡを空調対象空間Ｓに導いており、加湿暖房運転においては、図４の流路構成において、室外空気ＯＡ（第２気体）を、第２空調流路Ｒ２（図４で一点鎖線）に導いて空調した後、加湿機１１にて加湿して空調用空気ＳＡとし、当該空調用空気ＳＡを空調対象空間Ｓに導くように構成されている。
そこで、以下では、本発明の空調システムの基本的な構成、第１空調流路Ｒ１、第２空調流路Ｒ２の構成及び働きについて順に説明し、その後、除湿冷房運転、加湿暖房運転について説明する。

〔空調システムの各構成機器の説明〕
本発明の空調システムは、基本的な構成として、空気に直接水を噴霧して加湿可能な加湿機１１、デシカントロータ１２、冷却器１４、加熱器１５（加熱手段の一例）を備えたものである。具体的には、空調システムは、回転駆動する通気性吸湿体１２ｃからなり、吸湿部１２ａに通流させる気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を再生部１２ｂに通流させる気体に放出するデシカントロータ１２と、デシカントロータ１２の吸湿部１２ａを通流した気体を冷却用媒体との熱交換により冷却させる冷却器１４と、デシカントロータ１２の再生部１２ｂに導かれる空気を温水Ｗとの熱交換により加熱する加熱器１５とを備えている。

ここで、デシカントロータについて、説明を加えると、デシカントロータ１２の通気性吸湿体は、図示しない駆動用モータにより回転駆動するように構成されている。図１、４では、上方側（図１、４で矢印Ｚの先端側）に位置するデシカントロータ１２の一部を吸湿部１２ａとし、下方側（図１、４で矢印Ｚの基端側）に位置するデシカントロータ１２の一部を再生部１２ｂとして示している。デシカントロータ１２の通気性吸湿体１２ｃが、駆動用モータにより回転駆動されると、吸湿部１２ａに相当する部位及び再生部１２ｂに相当する部位が回転方向に連続的に変化するように構成されている。そして、デシカントロータ１２は、例えば、１時間に数１０回転の一定速度で回転駆動される。前記デシカントロータ１２における通気性吸湿体１２ｃは、吸湿性高分子を主成分として構成されている。そして、吸湿性高分子として、例えば、ポリアクリル酸ナトリウムを用いる。デシカントロータ１２は、直径２００ｍｍのハニカム状の基材にポリアクリル酸ナトリウム粉末を保持して構成されている。ここで、デシカントロータ１２の厚みは、３０〜６０ｍｍ程度のものを好適に用いることができる。

そして、第１空調流路Ｒ１（図１、図４で二点鎖線で示される流路）が、デシカントロータ１２の吸湿部１２ａ、冷却器１４の順に接続され、夫々に順に気体を通流させている。さらに、第１空調流路Ｒ１には、後述する第１四方弁１０の下流側でデシカントロータ１２の吸湿部１２ａの上流側に、気体を第１空調流路Ｒ１に上述の如く通流させるべく、気体をデシカントロータ１２の吸湿部１２ａの側へ送り出す第１ファン１８が設けられている。

これにより、第１空調流路Ｒ１を通流する気体は、デシカントロータ１２の吸湿部１２ａにて除湿され、冷却器１４にて冷却用媒体と熱交換する形態で冷却される。
詳細は後述するが、図１に示す第１運転状態にあっては、気体として室外空気ＯＡ（第１気体）を、第１空調流路Ｒ１にて空調した後、加湿機１１に導いて、加湿機１１の加湿に伴って加えられた湿分の蒸発に伴う蒸発潜熱を奪わせる形態で冷却して、適切に除湿冷却された空調用空気ＳＡとして空調対象空間Ｓに供給して、除湿冷房運転が実現する。

一方、第２空調流路Ｒ２（図１、図４において一点鎖線で表される流路）は、冷却器１４、加熱器１５、デシカントロータ１２の再生部１２ｂに順に接続され、夫々に順に気体を通流させている。さらに、第２空調流路Ｒ２には、気体を第２空調流路Ｒ２へ上述の如く通流させるべく、デシカントロータ１２の再生部１２ｂの下流側で後述する第２四方弁１７の上流側に、気体を上流側から吸引して下流側へ圧送する第２ファン１６が設けられている。
これにより、第２空調流路Ｒ２を通流する気体は、冷却器１４に冷却用冷媒として導かれ、当該冷却器１４にて高温の気体と熱交換する形態で加熱され、加熱器１５にて温水Ｗと熱交換する形態で加熱され、デシカントロータ１２の再生部１２ｂにて加湿されて、加湿加熱された状態となる。
詳細は後述するが、図４に示す第２運転状態にあっては、気体としての室外空気ＯＡ（第２気体）を、第２空調流路Ｒ２にて空調した後、加湿機１１に導いて十分に加湿し、適切に加湿加熱された空調用空気ＳＡとして空調対象空間Ｓに供給して、加湿暖房運転が実現する。

尚、本発明の空調システムでは、上述の如く、加湿機１１を空調対象空間Ｓに導かれる直前の空調用空気ＳＡを加湿するように設け、適切な除湿冷却性能を発揮することにより、図１１の従来技術にて設けられていた２段目の第２デシカントロータ１３、及び第２冷却器１４を省略して、構成の簡素化を図っている。

〔除湿冷房運転〕
除湿冷房運転を実行するには、まず、図示しない制御装置による制御により、第１四方弁１０と第２四方弁１７とを、図１に示す第１運転状態へと切り換え制御する。具体的には、制御装置は、第１四方弁１０を、室外空気ＯＡ（第１気体）を第１空調流路Ｒ１へ導くと共に室外空気ＲＡ（再生用空気）を第２空調流路Ｒ２へ導く状態に切り替え制御し、第２四方弁１７を、第１空調流路Ｒ１にて空調された室外空気ＯＡ（第１気体）を加湿機１１へ導いた後に空調用空気ＳＡとして空調対象空間Ｓへ導く状態に択一的に切り替え制御する。
このとき、特に、室外空気ＯＡ（第１気体）が空調用空気ＳＡへと空調される過程について説明すると、第１四方弁１０及び第２四方弁１７が第１運転状態（図１の状態）に切り換えられている状態で、第１ファン１８を働かせることにより、室外空気ＯＡ（第１気体）が、第１四方弁１０を介して第１空調流路Ｒ１に導かれ、デシカントロータ１２の吸湿部１２ａにて除湿され、冷却器１４にて冷却され、第２四方弁１７にて加湿機１１へ導かれ、当該加湿機１１にて加湿されて、空調用空気ＳＡとして空調対象空間Ｓに導かれる。

尚、当該除湿冷房運転では、室内空気ＲＡが、冷却用媒体として冷却器１４を通流した後、加熱器１５を通流して、再生用空気としてデシカントロータ１２の再生部１２ｂを通流して、第２ファン１６にて第２四方弁１７へ向けて圧送される。室内空気ＲＡは、第２四方弁１７を通過して、空気排出管３７を介して排気ＶＡとして、空調対象空間Ｓの外部へ導かれる。

〔除湿冷房運転における空調性能〕
これまで説明してきたように、本発明の空調システムは、室外空気ＯＡ（第１気体）を第１空調流路Ｒ１にて空調した後、さらに、加湿機１１にて室外空気ＯＡ（第１気体）を加湿し、室外空気ＯＡ（第１気体）から加湿による湿分の蒸発に伴う蒸発潜熱を奪う形態で冷却することで、比較的簡易な構成を維持しながらも、室外空気ＯＡ（第１気体）を適切に除湿冷却できるものである。
そこで、以下では、本発明の除湿冷房運転において除湿冷房性能と、従来技術の除湿冷房性能とを、図２、３、１２、１３に基づいて、比較することで評価する。図２、３に示されるＰ１−Ｐ８は、図１における回路上に示す点に対応しており、図２は、各点で示す気体の状態（温度、絶対湿度、相対湿度）を示した空気線図であり、図３の表では、Ｐ１−Ｐ８における温度・絶対湿度・相対湿度の値を示している。一方、図１２、１３に示されるＰ１−Ｐ１１は、従来技術である図１１における回路上に示す点に対応しており、図１２は、各点で示す気体の状態（温度、絶対湿度、相対湿度）を示した空気線図であり、図１３の表は、Ｐ１−Ｐ１１における温度・相対湿度・絶対湿度の値を示したものである。
図１の例では、室外空気ＯＡの温度は３５℃で、相対湿度は４５％である。また、別のエアコンによる冷房や除湿を行わない場合、室外空気ＯＡの温度は２７．０℃で、相対湿度は６５．０％である。また、第１空調流路Ｒ１へ導かれる室外空気ＯＡの流量は１００ｍ³／ｈであり、加熱器１５に導かれる温水Ｗは、温度が７５℃で１Ｌ／分の流量で供給されるものとし、加湿機１１における水噴霧量は５．３ｇ／分とした。

まず、本発明と従来技術との除湿性能について比較する。従来技術では、室外空気ＯＡが、計測点Ｐ１−Ｐ２、Ｐ３−Ｐ４を通流する過程で除湿され、空調用空気ＳＡとなったときには、絶対湿度が、４．４ｇ／ｋｇ乾燥空気だけ低下している。一方、本発明にて除湿冷房運転を行う場合において、室外空気ＯＡが、計測点Ｐ１−Ｐ２を通流する過程で除湿され、空調用空気ＳＡとなったときには、絶対湿度が２．５ｇ／ｋｇ乾燥空気だけ低下している。これにより、除湿性能については、従来技術よりも低下しているものの、除湿機能を適切に発揮しているといえる。
尚、図２、図３によると、空調用空気ＳＡは、温度１９．５℃、相対湿度９５％となっており、この場合における不快指数を計算すると６６．８となる。これは、１０％の人が不快と感じる不快指数７５よりも低い値となっており、良好な除湿性能が発揮できているといえる。

次に、本発明と従来技術との冷房性能について比較する。従来技術では、室外空気ＯＡが、計測点Ｐ２−Ｐ３、Ｐ４−Ｐ５を通流する過程で冷却され、空調用空気ＳＡとなったときには、温度が、６．５℃だけ低下し、２８．５℃となっている。一方、本発明にて除湿冷房運転を行う場合において、室外空気ＯＡは、計測点Ｐ２−Ｐ３、Ｐ３−Ｐ４を通流する過程で冷却され、空調用空気ＳＡとなったときには、温度が、１５．５℃だけ低下しており、１９．５℃となっている。これにより、冷房性能については、従来技術よりも飛躍的に高まっているといえる。特に、本発明では、１５℃以上の温度低下を実現できており、真夏等であっても十分な冷房効果を気体できる。当該冷房効果は、図２の空気線図に示されているように、室外空気ＯＡが、計測点Ｐ３−Ｐ４までの間において、加湿機１１にて加湿され、その湿分の蒸発に伴う蒸発潜熱を奪われる形態で冷却されている効果が大きいためである。

本発明の空調システムは、第１四方弁１０及び第２四方弁１７を適切に働かせることにより、従来技術では実現できなかった除湿冷房運転と加湿暖房運転との切り換えを実現している。

〔加湿暖房運転〕
加湿暖房運転を実行するには、除湿冷房運転を実行した場合と同様に、図示しない制御装置により、第１四方弁１０及び第２四方弁１７を図４に示す第２運転状態へと切り換え制御する。
具体的には、制御装置は、第１四方弁１０を、室外空気ＯＡ（第２気体）を第２空調流路Ｒ２へ導くと共に室内空気ＲＡ（吸湿用空気）を第１空調流路Ｒ１へ導く状態に切り替え制御し、第２四方弁１７を第２空調流路Ｒ２にて空調された室外空気ＯＡ（第２気体）を加湿機１１へ導いた後に空調用空気ＳＡとして空調対象空間Ｓへ導く状態に択一的に切り替え制御する。
このとき、特に、室外空気ＯＡ（第２気体）が空調用空気ＳＡへと空調される過程について説明すると、第１四方弁１０及び第２四方弁１７が第２運転状態（図４に示す状態）に切り換えられている状態で、第２ファン１６を働かせることにより、室外空気ＯＡ（第２気体）が、第１四方弁１０を介して第２空調流路Ｒ２に導かれ、冷却器１４に冷却用媒体として導かれて加熱され、加熱器１５にて温水Ｗと熱交換する形態で加熱され、デシカントロータ１２の再生部１２ｂにて加湿される形態で適切に加湿され、第２四方弁１７を介して加湿機１１へ導かれ、当該加湿機１１にて加湿された後に空調用空気ＳＡとして空調対象空間Ｓに導かれる。

尚、加湿暖房運転において、室内空気ＲＡは、第１四方弁１０を介して第１ファン１８に導かれ、第１ファン１８にて下流側へ圧送され、吸湿用空気としてデシカントロータ１２の吸湿部１２ａを通流し、被冷却用媒体として冷却器１４を通流し、第２四方弁１７を介して、排気ＶＡとして空調対象空間Ｓの外部へ導かれる。

〔加湿暖房運転における空調性能〕
以下に、本発明の加湿暖房運転の加湿暖房性能を、図５、６に基づいて評価する。図５、６に示されるＰ１−Ｐ８は、図４における回路上に示す点であり、図５は、各点で示す気体の状態（温度、絶対湿度、相対湿度）を示した空気線図であり、図６の表では、Ｐ１−Ｐ８での温度・相対湿度・絶対湿度の値を示している。

空調用空気ＳＡとしての室外空気ＯＡの温度は、計測点Ｐ１−Ｐ５の間において、室外空気ＯＡが冷却器１４に冷却用媒体として供給されることで加熱され、加熱器１５にて温水Ｗと熱交換して加熱された後、デシカントロータ１２の再生部１２ｂ、加湿機１１を通過することで、最終的には７℃から４４．５℃まで昇温する。
一方、空調用空気ＳＡとしての室外空気ＯＡの絶対湿度は、計測点Ｐ１−Ｐ５の間において、冷却器１４、加熱器１５を通過した後、デシカントロータ１２の再生部１２ｂにて加湿され、加湿機１１にて加湿されることで、最終的には４．８ｇ／ｋｇ乾燥空気から１４．４ｇ／ｋｇ乾燥空気まで増加する。
以上より、本発明の空調システムは、適切に加湿暖房性能を発揮しているといえる。

〔空調システムのパッケージ化〕
本発明の空調システムは、各構成機器、第１空調流路Ｒ１、第２空調流路Ｒ２をケーシング３０の内部にパッケージ化し、コンパクト化を図っている。そこで、以下では、まず、図７（ａ）（ｂ）に基づいて、ケーシング３０の内部における各構成機器の配置、第１空調流路Ｒ１、第２空調流路Ｒ２の形成について説明する。その後、図７に基づき、除湿冷房運転時における室外空気ＯＡが空調されて空調用空気ＳＡとなる流れを説明し、図８に基づき、除湿冷房運転時における室内空気ＲＡが排気ＶＡとなる流れを説明し、図９に基づき、加湿暖房運転時における室外空気ＯＡが空調されて空調用空気ＳＡとなる流れを説明し、図１０に基づき、加湿暖房運転時における室内空気ＲＡが排気ＶＡとなる流れについて説明する。

図７は、ケーシング３０の内部に、上述の構成機器を配置したときの斜視図を示している。ここで、空調システムは、ケーシング３０の内部にて、上述した各構成機器に対し、室外空気ＯＡ及び室内空気ＲＡを適切に導くべく、室外空気ＯＡ及び室内空気ＲＡが、ケーシング３０の内部の一方側（図７（ａ）で矢印Ｘの先端側）と、他方側（図７（ａ）で矢印Ｘの基端側）とに形成した流路を通流するように構成されている。当該構成を適切に示すべく、図７（ａ）は、ケーシング３０の内部の一方側を紙面手前側（図７（ａ）で矢印Ｘの先端側）に向けた状態を示しており、図７（ｂ）は、ケーシング３０の内部の他方側を紙面手前側（図７（ｂ）で矢印Ｘの基端側）に向けた状態を示している。尚、詳細は後述するが、ケーシング３０の内部の一方側に形成される流路は、途中で他方側に導かれ、ケーシング３０の内部の他方側に形成される流路は、途中で一方側に導かれるように形成されている。

本発明の空調システムは、図７に示すように、ケーシング３０の内部に、加湿機１１、デシカントロータ１２、第１ファン１８、冷却器１４、加熱器１５、第２ファン１６、第１四方弁１０、及び第２四方弁１７が、コンパクトに配置されている。
具体的には、第１四方弁１０及び第２四方弁１７を、互いの回転軸Ｌを同軸上に配置した状態で、ケーシング３０の側面の一方側から他方側への方向（図７（ａ）の矢印Ｘ方向）視で、互いに重なるように配置されている。これにより、回転軸Ｌ周りで回転する第１四方弁１０及び第２四方弁１７を、ケーシング３０の内部において適切に機能する状態で、コンパクトに収納することができる。
さらに、第１四方弁１０及び第２四方弁１７との間には、第１四方弁１０と第２四方弁１７の回転軸Ｌと直交する状態で、ケーシング３０の上方側（図７（ａ）（ｂ）で矢印Ｚの先端側）の略半分の領域を、ケーシング３０の内部領域の一方側（図７（ａ）で矢印Ｘ先端側）と他方側（図７（ａ）で矢印Ｘ基端側）とに二分する第１分離壁３１が設けられている。そして、当該第１分離壁３１とケーシング３０等により、室内空気ＲＡ及び室外空気ＯＡを通流する流路を、ケーシング３０の内部領域の一方側を通流する流路と、ケーシング３０の内部領域の他方側を通流する流路とに分離している。このように流路を形成することで、ケーシング３０内部において、空気通流用の配管を極力設けない構成とし、構成の簡略化を図っている。

以下では、具体的な室外空気ＯＡ及び室内空気ＲＡの空気の通流路を順に説明する形態で、ケーシング３０の内部における各構成機器の配置関係等を説明する。尚、図面において、空気の流れは、各構成機器の内部を通流する場合を点線で、それ以外の場合を実線で示している。
〔除湿冷房運転時における室外空気ＯＡの通流路及びその流れ〕
図７（ａ）（ｂ）に示す状態では、第１四方弁１０及び第２四方弁１７が、図１に示す第１運転状態を実現可能な状態に切り替えられている状態である。
ケーシング３０の上面３２（図７（ａ）で矢印Ｚの先端側の面）には、第１空気流入口３３が、ケーシング３０の内部領域の一方側（図７（ａ）で矢印Ｘの先端側）に配置された第１四方弁１０に室外空気ＯＡを流入可能な状態で、設けられている。
第１四方弁１０の下流側には、第１流路形成空間Ｖ１が、第１分離壁３１及びケーシング３０等によって形成されており、当該第１流路形成空間Ｖ１の内部には、室外空気ＯＡを吸引して下流側へ圧送する第１ファン１８が設けられている。
第１流路形成空間Ｖ１の下流側には、第２分離壁３４及びケーシング３０等によって形成された第２流路形成空間Ｖ２が形成されており、当該第２流路形成空間Ｖ２には、第１ファン１８の吹出口、デシカントロータ１２の吸湿部１２ａ、及び冷却器１４の被冷却媒体流入口１４ｃが、記載順に室外空気ＯＡを通流可能な状態で配置されている。
第２流路形成空間Ｖ２の下流側には、第１分離壁３１及びケーシング３０等によって形成された第３流路形成空間Ｖ３が形成されており、当該第３流路形成空間Ｖ３には、冷却器１４の被冷却媒体流出口１４ｄと、当該冷却器１４を出た室外空気ＯＡが導かれる形態で第２四方弁１７が設けられている。
第３流路形成空間Ｖ３の下流側には、第２四方弁１７及び加湿機１１が設けられると共に当該加湿機１１を通過した室外空気ＯＡを空調用空気ＳＡとが設けられている。
以上の如く、流路が形成されることで、室外空気ＯＡは、第１空気流入口３３から第１四方弁１０を介して第１流路形成空間Ｖ１に導かれ、第１流路形成空間Ｖ１にて第１ファン１８にて第２流路形成空間Ｖ２に導かれ、第２流路形成空間Ｖ２にてデシカントロータ１２の吸湿部１２ａを通流した後、被冷却流体として冷却器１４を通流する。
室外空気ＯＡは、冷却器１４を通流しているときに、ケーシング３０の内部領域の一方側（図７（ａ）で矢印Ｘの基端側）から他方側（図７（ａ）で矢印Ｘの先端側）へと導かれる。
そして、第２四方弁１７を介して加湿機１１を通流した後、空調用空気ＳＡとして空調対象空間（図示せず）へ導かれる。

〔除湿冷房運転時における室内空気ＲＡの通流路及びその流れ〕
図８（ａ）（ｂ）に示す状態では、第１四方弁１０及び第２四方弁１７が、図１に示す第１運転状態を実現可能な状態に切り替えられている状態である。
ケーシング３０の側面の一方側（図８（ａ）で矢印Ｘの先端側）には、室内空気ＲＡを流入する第２空気流入口３６が設けられ、当該第２空気流入口３６から流入した室内空気ＲＡを流入可能に第１四方弁１０が配置されている。
第１四方弁１０の下流側には、第１分離壁３１及びケーシング３０等によって形成された第４流路形成空間Ｖ４が形成され、当該第４流路形成空間Ｖ４には、冷却器１４の冷却用媒体流入口１４ａが設けられている。
第４流路形成空間Ｖ４の下流側には、第２分離壁３４及びケーシング３０等によって形成された第５流路形成空間Ｖ５が形成され、当該第５流路形成空間Ｖ５には、冷却器１４の被冷却用媒体流出口１４ｂ、加熱器１５、デシカントロータ１２の再生部１２ｂ、第２ファン１６、及び第２ファン１６によって圧送された室内空気ＲＡが導かれる第２四方弁１７が、室内空気ＲＡの通流路に沿う状態で記載順に設けられている。
第５流路形成空間Ｖ５の下流側には、第２四方弁１７を出た室内空気ＲＡを外部へ排出する空気排出管３７が設けられている。
以上の如く、流路が形成されることで、室内空気ＲＡは、第２空気流入口３６からケーシング３０の内部に導かれ、第１四方弁１０を介して第４流路形成空間Ｖ４に導かれ、冷却用媒体として冷却器１４を通流した後、加熱器１５を通流して、再生用空気としてデシカントロータ１２の再生部１２ｂを通流して、第２ファン１６にて第２四方弁１７へ向けて圧送される。室内空気ＲＡは、第２四方弁１７を通過して、空気排出管３７を介して排気ＶＡとして、空調対象空間（図示せず）の外部へ導かれる。
尚、室内空気ＲＡは、冷却器１４を通流しているときに、ケーシング３０の内部領域の他方側（図８（ａ）で矢印Ｘの先端側）から一方側（図８（ａ）で矢印Ｘの基端側）へと導かれる。

〔流路の切り換え〕
除湿冷房運転時と加湿暖房運転時における流路は、第１四方弁１０及び第２四方弁１７が、回転軸Ｌを軸心として同じ回転角（本実施形態では９０°）だけ回転することで切り換えられる。以下、第１四方弁１０と第２四方弁１７の切り換えにより、流路が図９、１０に示す状態に設定されている場合において、加湿暖房運転時の空気の流れについて説明する。
尚、図９、１０に示す加湿暖房運転時の第１四方弁１０及び第２四方弁１７の切り替え状態は、図４に示す第２運転状態を実行する場合の状態に対応している。

〔加湿暖房運転時における室外空気ＯＡの流れ〕
加湿暖房運転時における室外空気ＯＡは、図９（ａ）（ｂ）に示すように、上述した除湿冷房運転時にける室内空気ＲＡとほぼ同様の流路を通流する。そこで、以下では、流路及び流路に設けられた空調システムの構成要素の説明は割愛し、流路を通流する室外空気ＯＡの流れについてのみ説明する。
室外空気ＯＡは、第１空気流入口３３から第１四方弁１０を介して、第４流路形成空間Ｖ４に導かれる。さらに、第４流路形成空間Ｖ４の下流側の第５流路形成空間Ｖ５に導かれ、冷却用媒体として冷却器１４を通流し、加熱器１５を通流して、デシカントロータ１２の吸湿部１２ａを通流した後、第２ファン１６にて、第２四方弁１７の側へ圧送される。その後、加湿機１１を通過して、空調用空気ＳＡとして空調対象空間（図示せず）に導かれる。

〔加湿暖房運転時における室内空気ＲＡの流れ〕
加湿暖房運転時における室内空気ＲＡは、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、上述した除湿冷房運転時における室外空気ＯＡとほぼ同様の流路を通流する。そこで、以下では、流路及び流路に設けられた空調システムの構成要素の説明は割愛し、流路を通流する室内空気ＲＡの流れについてのみ説明する。
室内空気ＲＡは、第２空気流入口３６からケーシング３０の内部に流入し、第１四方弁１０を介して、第１流路形成空間Ｖ１に導かれ、第１ファン１８にて第２流路形成空間Ｖ２へ圧送され、第２流路形成空間Ｖ２にて吸湿用空気としてデシカントロータ１２の吸湿部１２ａを通流し、被冷却用媒体として冷却器１４を通流し、第２四方弁１７を介して空気排出管３７へ導かれて、排気ＶＡとして空調対象空間（図示せず）の外部へ導かれる。

〔別実施形態〕
（Ａ）
上記実施形態において、空調システムは、ケーシング３０の内部に、加湿機１１、デシカントロータ１２、第１ファン１８、冷却器１４、加熱器１５、第２ファン１６、第１四方弁１０、及び第２四方弁１７が、全体としてコンパクトとなるように適切に配置されているものとした。しかしながら、例えば、上記構成機器のすべてが、ケーシング３０の内部に設けられている必要はなく、その一部がケーシング３０の外部に設けられていてもよい。

本発明の空調システムは、デシカントロータの機能を適切に発揮させ、全体としての空調能力を維持させながらも、構成の簡素化を図ることができる空調システムとして、有効に利用可能である。

ＯＡ ：室外空気
ＲＡ ：室内空気
ＳＡ ：空調用空気
ＶＡ ：排気
Ｓ ：空調対象空間
Ｒ１ ：第１空調流路
Ｒ２ ：第２空調流路
Ｌ ：第１、２四方弁の回転軸
１０ ：第１四方弁
１１ ：加湿機
１２ ：デシカントロータ
１２ａ ：吸湿部
１２ｂ ：再生部
１４ ：冷却器
１５ ：加熱器（加熱手段の一例）
１７ ： 第２四方弁

Claims (4)

1. 回転駆動する通気性吸湿体からなり、吸湿部に通流させる気体の水分を吸着するとともに、吸着した水分を再生部に通流させる気体を放出するデシカントロータと、
   前記デシカントロータの前記吸湿部を通流した気体を冷却用媒体との熱交換により冷却させる冷却器と、気体を加熱自在な加熱手段とを備えた空調システムであって、
   気体を加湿可能な加湿機を備え、
   気体を前記デシカントロータの前記吸湿部及び前記冷却器を記載順に通流させて空調する第１空調流路と、気体を前記冷却用媒体として前記冷却器に導き、前記加熱手段にて加熱し、前記デシカントロータの前記再生部を通過させて空調する第２空調流路とを形成可能に構成され、
   第１気体を前記第１空調流路にて空調した後に前記加湿機にて加湿して空調用空気として空調対象空間へ導くとともに再生用空気を前記デシカントロータの前記再生部へ導く第１運転状態と、第２気体を前記第２空調流路にて空調した後に前記加湿機にて加湿して空調用空気として前記空調対象空間へ導くとともに吸湿用空気を前記デシカントロータの前記吸湿部へ導く第２運転状態とを、択一的に切り替える切替手段が設けられている空調システム。
2. 前記切替手段は、第１気体を前記第１空調流路へ導くと共に再生用空気を前記第２空調流路へ導く前記第１運転状態と、第２気体を前記第２空調流路へ導き吸湿用空気を前記第１空調流路へ導く前記第２運転状態とに切り替える第１四方弁と、
   前記第１空調流路にて空調された第１気体を前記加湿機へ導いた後に空調用空気として前記空調対象空間へ導くと共に前記第２空調流路を通流した再生用空気を排気として空調対象空間の外部へ導く前記第１運転状態と、前記第２空調流路にて空調された第２気体を前記加湿機へ導いた後に空調用空気として前記空調対象空間へ導くと共に前記第１空調流路を通流した吸湿用空気を排気として前記空調対象空間へ導く前記第２運転状態とに切り替える第２四方弁とから構成されている請求項１に記載の空調システム。
3. 前記加湿機は、空調用空気としての第１気体又は第２気体へ直接水を噴霧して加湿するように構成されている請求項１又は２に記載の空調システム。
4. 少なくとも、前記デシカントロータ、前記冷却器、前記加熱手段、前記第１空調流路、前記第２空調流路、前記第１四方弁、及び前記第２四方弁を内部に含むケーシングを備え、
   前記ケーシングの内部において、前記第１四方弁及び前記第２四方弁の回転軸を同軸に配置するとともに、前記第１四方弁及び前記第２四方弁の前記回転軸に直交する方向で、前記第１四方弁と前記第２四方弁との間の部位に、前記ケーシングの内部空間の一部を分離する分離壁を備えている請求項２に記載の空調システム。

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