JP2017161188A - 外気処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一年間を通じて十分な除湿能力及び加湿能力を備え、湿度制御性に優れた外気処理装置を提供する。【解決手段】除湿モード時には、圧縮機１より出力される冷媒を、第１熱交換器４の出力側から、第１膨張弁１８を経由する経路、及び、第３熱交換器６の出力側から、第２膨張弁１９を経由する経路を合流し、その後、第２熱交換器５を経由する経路を循環させる。また、加湿モード時には、圧縮機１より出力される冷媒を、第２熱交換器５の出力側から、第１膨張弁１８と第１熱交換器４を経由する経路、及び、第２膨張弁１９と第３熱交換器６を経由する経路を循環させるように冷媒の流路を設定する。更に、対象室５０内の温度、及び湿度に基づいて、対象室５０内の湿度が目標湿度となるように、圧縮機１の出力を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、対象となる部屋の内部に、室外の空気を処理して除湿空気、或いは加湿空気を供給する外気処理装置に関する。

従来より、外気を取り入れる外気処理装置と内部循環型の高顕熱エアコンを組み合わせた外気処理システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一般的なエアコンは、冷房時に室温を低下させる機能（顕熱冷却）と湿度を下げる機能（潜熱冷却）の双方を備える。しかし、高顕熱エアコンは主に室温制御（顕熱冷却）のみを行い、除湿（潜熱冷却）を行わないので、対象となる室内の湿度を所望の湿度に調整できない場合がある。従って、外気処理装置により湿度を調整する。特許文献１に開示された技術では、真夏の高湿度の状況では外気処理装置の除湿能力が足りず、室内の快適度が悪くなる。

特開２０１１−８０６９４号公報

上述したように、特許文献１に開示された技術では、外気処理装置の除湿能力が足りない場合があり、高顕熱エアコンにて結露が発生して効率が低下するという問題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、一年間を通じて十分な除湿能力及び加湿能力を備え、湿度制御性に優れた外気処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願発明は、対象となる部屋の室内に、室外の空気を処理して除湿空気、或いは加湿空気を供給する外気処理装置において、室外から室内に向かう空気の流路となる第１空気流路と、室内から室外に向かう空気の流路となる第２空気流路と、前記第１空気流路と第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と第２空気流路のうちの一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する水分吸着手段と、冷媒を循環させる冷媒回路と、を有し、前記冷媒回路は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記第２空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第１熱交換器、及び下流側に配置された第３熱交換器と、前記第１空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第２熱交換器と、除湿した空気を室内に供給する除湿モード時には、前記圧縮機より出力される冷媒を前記第１熱交換器及び第３熱交換器に供給し、且つ、加湿した空気を室内に供給する加湿モード時には、前記圧縮機より出力される冷媒を前記第２熱交換器に供給するように切り替える出力切替手段と、前記第１熱交換器と第２熱交換器との間に設けられる第１膨張弁、及び、前記第３熱交換器と第２熱交換器との間に設けられる第２膨張弁と、前記第１膨張弁及び第２膨張弁の開度を制御し、且つ、前記出力切替手段を制御する制御手段と、前記室内より戻される空気の温度を検出する温度検出部、及び室内より戻される空気の湿度を検出する湿度検出部と、を備え、更に、前記制御手段は、前記除湿モード時には、前記圧縮機より出力される冷媒を、第１熱交換器の出力側から、前記第１膨張弁を経由する経路、及び、前記第３熱交換器の出力側から、前記第２膨張弁を経由する経路を合流し、その後、前記第２熱交換器を経由する経路を循環させ、前記加湿モード時には、前記圧縮機より出力される冷媒を、第２熱交換器の出力側から、前記第１膨張弁と前記第１熱交換器を経由する経路、及び、前記第２膨張弁と前記第３熱交換器を経由する経路を循環させるように冷媒の流路を設定し、更に、前記温度検出部で検出される温度、及び前記湿度検出部で検出される湿度に基づき、前記室内の湿度が予め設定した目標湿度となるように、前記圧縮機の出力を制御することを特徴とする。

本発明に係る外気処理装置では、一年間を通じて十分な除湿能力及び加湿能力を備え、対象室内の湿度の制御性に優れた外気処理装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る外気処理装置の、空気の流れを概略的に示すフロー図であり、（ａ）は除湿モード、（ｂ）は加湿モードを示す。 本発明の一実施形態に係る外気処理装置が、対象室に接続されている様子を模式的に示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る外気処理装置の、冷媒回路の構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る外気処理装置の、電気的な接続関係を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る外気処理装置の、除湿モード時での冷媒回路の冷媒の流れを示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る外気処理装置の、加湿モード時での冷媒回路の冷媒の流れを示すフロー図である。 本発明の一実施形態に係る外気処理装置の、動作モードの遷移を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る外気処理装置の、動作モードの切替点を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る外気処理装置の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係り、除湿モード時での圧縮機の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係り、除湿モード時での膨張弁制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係り、加湿モード時での圧縮機の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係り、加湿モード時での膨張弁制御の手順を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係り、除湿モード時での各部位での温度、相対湿度、絶対湿度の例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係り、加湿モード時での各部位での温度、相対湿度、絶対湿度の例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係り、除湿モードから遷移する送風モードにおける各部位での温度、相対湿度、絶対湿度の例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係り、加湿モードから遷移する送風モードにおける各部位での温度、相対湿度、絶対湿度の例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
［空気の流れの説明］
図１は、本発明の一実施形態に係る外気処理装置１００の、空気の流れを模式的に示すブロック図であり、（ａ）は夏期に実行される除湿モードでの空気の流れを示し、（ｂ）は冬期に実行される加湿モードでの空気の流れを示している。図２は、図１に示す外気処理装置１００が、除湿、或いは加湿の対象となる部屋（以下、「対象室」という）に、ダクト等にて接続された様子を模式的に示す説明図である。なお、図２は対象室５０内を加湿する場合（即ち、図１（ｂ）の場合）を示している。

図１、図２に示すように、この外気処理装置１００は、空調制御の対象室５０の室外から室内に向かう第１空気流路１２と、室内から室外に向かう第２空気流路１３と、を備えている。

第１空気流路１２は、その下流側に設けられるＳＡ（Supply Air）ファン１０（図１参照）により、室外の空気を室内に供給するための流路であり、全熱交換器１１、第２熱交換器５、ロータリ式のデシカント８（水分吸着手段）、及びＳＡファン１０を経由して、室内に空気を供給する。デシカント８は、第１空気流路１２と第２空気流路１３とに跨って配置され、水分を吸着して空気を除湿する除湿側、及び、水分を放出して再生する再生側から構成される。

第２空気流路１３は、その下流側に設けられるＥＡ（Exhaust Air）ファン９（図１参照）により、室内の空気を室外に排出するための流路であり、全熱交換器１１、第１熱交換器４、デシカント８、第３熱交換器６、及びＥＡファン９を経由して、室外に空気を排出する。また、後述するように、第１熱交換器４、第２熱交換器５、及び第３熱交換器６には、冷媒回路が接続されており、各熱交換器４，５，６は、蒸発器或いは凝縮器として作用する。なお、図２に示す熱交換器４，６の「冷却」とは蒸発器として作用する場合を示し、熱交換器５の「加熱」とは凝縮器として作用する場合を示す。

ここで、第１熱交換器４と第３熱交換器６は、ほぼ同一の熱容量の熱交換器を用いることが望ましい。更に、第２熱交換器５は、第１、第３熱交換器４，６よりも小さい熱容量の熱交換器を用いることが望ましい。具体的には、第１、第３熱交換器４，６は、５列８段で１パスの熱交換器、第２熱交換器５は４列８段で２パスの熱交換器を用いることができる。

図１（ａ）に示す除湿モードでは、第２熱交換器５が蒸発器として機能し、第１熱交換器４及び第３熱交換器６が凝縮器として機能する。また、デシカント８の、第１空気流路１２が通る領域（図中、下側）が除湿側とされ、第２空気流路１３が通る領域（図中、上側）が再生側とされる。

そして、室外の空気（ＯＡ；Out Air）が全熱交換器１１を通過することにより、温度が下げられ、その後、蒸発器として機能する第２熱交換器５にて更に温度が下げられる。次いで、デシカント８の除湿側を通過することにより水分が除去されて（即ち、湿度が低下して）対象室５０内に供給される。従って、対象室５０内には低温度で、且つ除湿された空気（除湿空気）が供給されることとなる。その結果、夏期において、低湿度の空気を対象室５０内に供給することができる。

また、対象室５０内より第２空気流路１３を経由して排出される空気（ＲＡ；Return Air）は、全熱交換器１１を通過することにより、温度が上昇し、その後、凝縮器として機能する第１熱交換器４を通過することにより、更に温度が上昇する。温度が上昇した空気は、多くの水分を含むことができるので、デシカント８の再生側を通過することにより、該デシカント８の除湿側で吸着した水分を吸収し（即ち、デシカント８の水分を除去し）、更に、凝縮器として機能する第３熱交換器６を経由して、ＥＡファン９により室外へ排出される。

一方、図１（ｂ）に示す加湿モードでは、前述した除湿モードと反対の動作となる。即ち、第１熱交換器４及び第３熱交換器６が蒸発器として機能し、第２熱交換器５が凝縮器として機能する。また、デシカント８の、第１空気流路１２が通る領域が再生側とされ、第２空気流路１３が通る領域が除湿側とされる。

そして、室内の空気（ＲＡ）が全熱交換器１１を通過することにより温度が低下し、その後、蒸発器として機能する第１熱交換器４にて更に温度が下げられる（図２の符号４の「冷却」）。次いで、デシカント８の除湿側を通過することにより水分が除去され、更に、蒸発器として機能する第３熱交換器６にて温度が下げられて（図２の符号６の「冷却」）室外に排出される。

また、室外の空気（ＯＡ）は、全熱交換器１１を通過することにより温度が上昇し、その後、凝縮器として機能する第２熱交換器５を通過することにより、更に温度が上昇する（図４の符号５の「加熱」）。温度が上昇した空気は、多くの水分を含むことができるので、デシカント８の再生側を通過することにより、該デシカント８の除湿側で吸着した水分を吸収し（即ち、デシカント８の水分を除去し）、ＳＡファン１０により室内に供給される。従って、室内には温度が高められ、且つ湿度が高められた空気が供給されることとなる。その結果、冬期において、高湿度の空気を対象室５０内に加湿空気を供給することができる。

更に、本実施形態では、上述した加湿モード、除湿モードに加えて、第１熱交換器４、第２熱交換器５、及び第３熱交換器６、及びデシカント８の作動を全て停止して、ＳＡファン１０により送り出される空気を室内に供給し、ＥＡファン９により空気を排出する送風モード（中間期モード）を設定している。送風モードは、室外の空気を全熱交換器１１のみを通過させて対象室５０内に供給するモードである。詳細については後述する。

また、図２に示すように、対象室５０内には、高顕熱エアコン５１と、湿度を設定する湿度指示器５４が設けられている。高顕熱エアコン５１は、室内機５３ａと、室内温度を設定するためのリモコン５２を備えている。更に、対象室５０の外部には高顕熱エアコン５１の室外機５３ｂが設けられている。

［冷媒回路の構成］
次に、図３、図４を参照して、本実施形態に係る外気処理装置１００に設けられる冷媒回路の構成について説明する。図３は、冷媒回路の構成を模式的に示す図、図４は、電気的な接続関係を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態に係る外気処理装置１００は、上記した図１の構成に加え、各熱交換器４，５，６に冷媒を循環させる冷媒回路を備えている。冷媒回路は、インバータ２７（図４参照）の制御により冷媒を圧縮して出力する圧縮機１と、該圧縮機１の前段に設けられ圧縮機１に供給する冷媒を一時的に蓄積するアキュムレータ２と、圧縮機１より送出される圧縮冷媒を第１空気流路１２側、或いは第２空気流路１３側のいずれかの熱交換器に出力するように切り替える四方弁３（出力切替手段）、を備えている。

第１熱交換器４は、第２空気流路１３のデシカント８の上流側に設けられ、第３熱交換器６は、デシカント８の下流側に設けられる。また、第２熱交換器５は、第１空気流路１２のデシカント８の上流側に設けられる。また、冷媒回路は、第１膨張弁１８と、第２膨張弁１９、及び、各種のセンサを備えている。

第１膨張弁１８は、第１熱交換器４と第２熱交換器５との間に設けられ、第１及び第２熱交換器４，５間を流れる冷媒の圧力を下げながら流量を制御する。第２膨張弁１９は、第３熱交換器６と第２熱交換器５との間に設けられており、第３熱交換器６から第２熱交換器５に、または第２熱交換器５から第３熱交換器６に流れる冷媒の圧力を下げながら冷媒の流量を制御する。なお、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９の冷媒の流れは、どちらの方向でも制御可能である。

更に、第１熱交換器４の空気入口側に空気湿度及び温度を測定する空気湿度センサ２３（湿度検出部）、及び空気温度センサ２４（温度検出部）と、アキュムレータ２の入口側の冷媒配管に冷媒温度、及び圧力を測定する冷媒温度センサ２０、及び冷媒圧力センサ２１を備えている。空気湿度センサ２３、及び空気温度センサ２４は、図２に示すように対象室５０よりの排出空気を外気処理装置１００に導入するためのダクト等に設けられている。

更に、前述した各センサの検出信号を取得した検出信号、及び、湿度指示器５４（図２参照）にて入力される設定信号に基づいて圧縮機１、四方弁３、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９を制御する主制御部３１（制御手段）を備えている。また、主制御部３１は、図１に示したＥＡファン９、ＳＡファン１０、デシカント８駆動用の回転モータ８ａの作動も制御する。

ここで、主制御部３１は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる

図４は、主制御部３１の詳細な構成、及びその他の電気的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、主制御部３１は、各種センサ及び湿度指示器５４の検出信号を入力するセンサ入力部３１ａと、ＥＡファン９、ＳＡファン１０、デシカント８の回転モータ８ａ、及び、四方弁３を制御する第１操作部３１ｂと、圧縮機１を駆動するためのインバータ２７を制御する圧縮機出力部３１ｃと、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９の開度を調整する第２操作部３１ｄと、を備えている。

［冷媒の流れについての説明］
次に、除湿モード、加湿モード、及び送風モードにおける冷媒の流れについて説明する。外気処理装置１００が送風モードに設定されたときには、図４に示す第１操作部３１ｂ、第２操作部３１ｄの制御により冷媒回路を停止し、且つ、デシカント８を停止する。即ち、図３に示す各熱交換器４，５，６、及びデシカント８は作動せず、第１空気流路１２、及び第２空気流路１３を流れる空気が通過するのみとなる。

以下、図５、図６を参照して、除湿モード、及び加湿モードにおける冷媒の流れについて詳細に説明する。図５は、除湿モードにおける冷媒の流れを示すフロー図である。除湿モード時では、主制御部３１の制御により、四方弁３は、圧縮機１の吐出側が第１熱交換器４及び第３熱交換器６に向かう配管に接続される。即ち、圧縮機１より出力される冷媒は２系統に分岐され、一方の分岐路は凝縮器として機能する第１熱交換器４に導入され、他方の分岐路はやはり凝縮器として機能する第３熱交換器６に導入される。

第１熱交換器４を通過した冷媒は、第１膨張弁１８を経由して蒸発器として機能する第２熱交換器５に導入される。また、第３熱交換器６を通過した冷媒は、第２膨張弁１９を経由して第２熱交換器５に導入される。そして、該第２熱交換器５を通過した冷媒は、四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。

上記の流れをより詳細に説明すると、除湿モード時では、圧縮機１より出力される圧縮冷媒は、高温高圧であるので、凝縮器として作用する第１熱交換器４、及び第３熱交換器６に導入されることにより、第２空気流路１３に導入される空気と熱交換する。従って、第２空気流路１３を流れる空気の温度が上昇し、且つ、冷媒は凝縮する。即ち、双方の熱交換器４，６を出た冷媒は、高圧の液冷媒となる。その後、第１熱交換器４より出力される冷媒は、第１膨張弁１８を通過することにより減圧され膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となる。この冷媒は、第２熱交換器５に導入される。第３熱交換器６より出力される冷媒についても同様に、第２膨張弁１９を通過することにより減圧され膨張し、低温低圧の気液混合冷媒となり、第２熱交換器５に導入される。

第２熱交換器５に導入された冷媒は、蒸発を伴って第１空気流路１２を通過する空気の温度（デシカント８通過前の空気の温度）を低下させ、気体に相変化する。この冷媒は四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。即ち、除湿モードでは、圧縮機１より出力される冷媒を、第１熱交換器４の出力側から、第１膨張弁１８を経由する経路、及び、第３熱交換器６の出力側から、第２膨張弁１９を経由する経路を合流し、その後、第２熱交換器５を経由する経路を循環させる。

こうして、第２熱交換器５に導入される冷媒により第１空気流路１２を流れる空気の温度を低下させることができるので、冷却、除湿した空気を対象室５０内に供給することができることになる。この際、第１膨張弁１８と第２膨張弁１９は同一の開度とされている。従って、第１膨張弁１８を通過する冷媒流量と第２膨張弁１９を通過する冷媒流量をバランス良く分配することができ、冷媒を安定的に循環させることができる。

次に、図６を参照して、加湿モードの冷媒の流れについて説明する。加湿モード時には、主制御部３１の制御により、四方弁３は、圧縮機１の吐出側が第２熱交換器５に向かう配管に接続される。即ち、圧縮機１より出力される冷媒は、凝縮器として機能する第２熱交換器５に導入され、第１空気流路１２の空気と熱交換され、高圧の液冷媒となる。更に、該第２熱交換器５より出力される冷媒は２系統に分岐される。

このうち一方の分岐側に流れる冷媒は、第１膨張弁１８にて減圧され、低温低圧の気液混合冷媒となり、蒸発器として機能する第１熱交換器４に導入される。そして、該第１熱交換器４より出力される冷媒は、四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。

これと並列して、他方の分岐側に流れる冷媒は、第２膨張弁１９にて減圧され、低温低圧の気液混合冷媒となり、蒸発器として機能する第３熱交換器６に導入される。そして、該第３熱交換器６より出力される冷媒は、四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。なお、このとき圧縮機１から第２熱交換器５を経て第１膨張弁１８と第２膨張弁１９の上流までの配管は高圧冷媒回路となり、第１膨張弁１８と第２膨張弁１９の下流から圧縮機１までの配管は低圧冷媒回路となる。

上記した冷媒の流れをより詳細に説明すると、加湿モード時には、圧縮機１より出力される圧縮冷媒は、高温高圧であるので、凝縮器として作用する第２熱交換器５に導入されることにより、第１空気流路１２に導入される空気と熱交換する。従って、第１空気流路１２を流れる空気の温度が上昇し、且つ、冷媒は凝縮する。そして、第２熱交換器５より出力される冷媒は２系統に分岐され、一方の分岐路を流れる冷媒は、第１膨張弁１８を通過することにより減圧され膨張し、温度が低下する。温度が低下した冷媒は、第１熱交換器４に導入されて、蒸発を伴って第２空気流路１３を通過する空気の温度（デシカント８通過前の空気の温度）を低下させ、四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。

一方、第２熱交換器５より出力され、他方の分岐路を流れる冷媒は、第２膨張弁１９を通過することにより減圧され膨張し、温度が低下する。温度が低下した冷媒は、第３熱交換器６に導入されて、蒸発を伴って第２空気流路１３を通過する空気の温度（デシカント８通過後の空気の温度）を低下させ、四方弁３を経由してアキュムレータ２に戻される。即ち、加湿モードでは、圧縮機１より出力される冷媒を、第２熱交換器５の出力側から、第１膨張弁１８と第１熱交換器４を経由する経路、及び、第２膨張弁１９と第３熱交換器６を経由する経路を循環させるように冷媒の流路を設定する。こうして、第１空気流路１２を流れる空気の温度を上昇させることができるので、加温、加湿した空気を対象室５０内に供給することができる。

ここで、本実施形態では、加湿モード時に第１熱交換器４を通過する空気に含まれる水分が、冷媒による温度低下で凍結しないように、該第１熱交換器４に供給する冷媒の流量を制御する。具体的には、第１膨張弁１８の開度を後述する第１下限開度Ｍin１或いは開度ゼロ（全閉）とすることにより、第１熱交換器４に供給する冷媒の流量を規制する。この際、第１膨張弁１８に流れる冷媒の流量は、第１熱交換器４を通過する空気の水分が凍結しない流量となるように予め計算により設定する。更に、第１熱交換器４を流れる冷媒が上記の流量となるように、第１下限開度Ｍin１を設定する。詳細な制御方法については、後述する。

また、外気処理装置１００は、図２に示したようにダクト等により対象室５０と連結されている。そして、対象室５０より排出される空気（ＲＡ）を外気処理装置１００内に導入し、更に、外気処理装置１００より出力される空気（ＳＡ）を対象室５０内に供給する。

対象室５０内には、高顕熱エアコン５１が設置されており、該高顕熱エアコン５１のリモコン５２を用いて所望の温度に設定することにより、対象室５０内の温度を所望の温度に制御できる。また、高顕熱エアコン５１には、湿度を調整する機能を備えていない。更に、対象室５０内には、湿度指示器５４が設けられており、該湿度指示器５４は、前述の図４に示した主制御部３１に接続されている。従って、対象室５０内の操作者は、該湿度指示器５４を操作して湿度を設定すると、この湿度設定信号は、主制御部３１に送信されることになる。

本実施形態では、対象室５０内で湿度指示器５４が操作された際の湿度設定信号に応じて、圧縮機１を制御し、対象室５０内に供給する空気の湿度が設定された湿度となるようにする。

［圧縮機の制御についての説明］
次に、図４に示した主制御部３１による圧縮機１の制御について説明する。主制御部３１は、空気温度センサ２４で検出される第１熱交換器４に入る空気温度、及び、空気湿度センサ２３で検出される第１熱交換器４に入る空気湿度を取得する。そして、これらの温度データ、及び湿度データに基づき、対象室５０内の相対湿度Ｈｃを推定する。この推定演算では、周知の演算方式である、相対湿度→絶対湿度の計算式、絶対湿度→相対湿度の計算方法を採用することができる。即ち、対象室５０よりダクトを経由して戻ってきた空気ＲＡは、空気温度が室温と異なるので（ダクトを通過することにより空気温度が変化するので）、相対湿度に誤差が生じてしまう。つまり、空気湿度センサ２３で検出される湿度データは、対象室５０内の湿度と一致するとは限らない。しかし、絶対湿度は同じであるので、先に空気ＲＡの相対湿度より絶対湿度を計算し、この結果に基づき、室内温度での相対湿度を計算する。

具体的な例として、空気温度センサ２４で検出される気温をＴ、空気湿度センサ２３で検出される湿度をＲ（％）とした場合に、室内想定温度が２２℃、２４℃、２６℃、２８℃の場合で、下記（１）〜（４）に示す演算式で、対象室５０内の相対湿度（％）を演算する。
（１）室内想定温度が２２℃のとき
Ｈｃ＝（０．１７３７×Ｔ２−１．２６３１Ｔ＋４３．３５５）×（Ｒ／１００）
（２）室内想定温度が２４℃のとき
Ｈｃ＝（０．１５３９×Ｔ２−１．１１９２Ｔ＋３８．４１１）×（Ｒ／１００）
（３）室内想定温度が２６℃のとき
Ｈｃ＝（０．１３６６×Ｔ２−０．９９３３Ｔ＋３４．０９４）×（Ｒ／１００）
（４）室内想定温度が２８℃のとき
Ｈｃ＝（０．１２１５×Ｔ２−０．８８３２Ｔ＋３０．３１６）×（Ｒ／１００）
即ち、室内想定温度が選択されると、上記（１）〜（４）式を用いて、対象室５０内の相対湿度を推定することができる。

なお、上記の（１）〜（４）式は、一般的な室内温度が２２℃〜２８℃であることを想定し、更に２℃刻みで相対湿度Ｈｃを演算する例について示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、室内の想定温度に基づいて他の演算式で対象室５０内の相対湿度（％）を求めるようにしてもよい。

本実施形態では、除湿モードが選択された際の送風モードとの切替を行う湿度の閾値を第１閾値（除湿モード時の目標湿度）ＳＰＡとし、加湿モードが選択された際の送風モードとの切替を行う湿度の閾値を第２閾値（加湿モード時の目標湿度）ＳＰＢとする（但し、ＳＰＡ＞ＳＰＢ）。そして、上記（１）〜（４）式の演算で推定される対象室５０内の湿度Ｈｃと、第１閾値ＳＰＡ及び第２閾値ＳＰＢとの関係に応じて、除湿モード、加湿モード、或いは送風モードが自動設定される。この際、ヒステリシスΔｈが設定されている。

従って、初期的には、Ｈｃ、「ＳＰＡ＋Δｈ」、及び「ＳＰＢ−Δｈ」の関係に基づいてモードが設定され、更に、図７、図８に示すように、動作モードが変更される。図７は各動作モードの遷移状態を示し、図８は動作モードが切り替えられる湿度を示している。なお、図８の横軸は左方向が高い湿度である。

除湿モード時において圧縮機１が停止し、且つ湿度Ｈｃが「ＳＰＡ−Δｈ」を下回った際に送風モードに切り替えられる。一方、加湿モード時において圧縮機１が停止し、且つ湿度Ｈｃが「ＳＰＢ＋Δｈ」を上回った場合には、送風モードに切り替える。

また、送風モード時において、湿度Ｈｃが「ＳＰＡ＋Δｈ」を上回った際に除湿モードに切り替えられ、湿度Ｈｃが「ＳＰＢ−Δｈ」を下回った際に加湿モードに切り替えられる。即ち、湿度Ｈｃの大きさに応じて、動作モードが自動的に切り替えられることになる。

そして、除湿モード時には、上記の演算で推定される対象室５０内の湿度Ｈｃが第１閾値ＳＰＡとなるように、インバータ２７の出力を変化させ、圧縮機１の出力を制御する。即ち、対象室５０内の湿度Ｈｃが第１閾値ＳＰＡにヒステリシスΔｈを加算した値「ＳＰＡ＋Δｈ」よりも高い場合には、インバータ２７の出力を上昇させ、圧縮機１の出力を増大させる（湿度Ｒ→Ｒ＋ΔＲ）。対象室５０内の湿度Ｈｃが第１閾値ＳＰＡからヒステリシスΔｈを減算した値「ＳＰＡ−Δｈ」より低い場合には、インバータ２７の出力を低下させ、圧縮機１の出力を減少させる（湿度Ｒ→Ｒ−ΔＲ）。そして、対象室５０内の湿度Ｈｃが常に「ＳＰＡ−Δｈ」から「ＳＰＡ＋Δｈ」の範囲内となるように制御する。

また、加湿モード時には、対象室５０内の湿度Ｈｃが第２閾値ＳＰＢとなるように、インバータ２７の出力を変化させ、圧縮機１の出力を制御する。即ち、対象室５０内の湿度Ｈｃが値「ＳＰＢ−Δｈ」より低い場合には、インバータ２７の出力を上昇させ、圧縮機１の出力を増大させる（湿度Ｒ→Ｒ＋ΔＲ）。対象室５０内の湿度Ｈｃが値「ＳＰＢ＋Δｈ」より高い場合には、インバータ２７の出力を低下させて圧縮機１の出力を減少させる（湿度Ｒ→Ｒ−ΔＲ）。そして、対象室５０内の湿度Ｈｃが常に「ＳＰＢ−Δｈ」から「ＳＰＢ＋Δｈ」の範囲内となるように制御する。

上記の制御を実施することにより、除湿モードにおいて、対象室５０内の湿度Ｈｃを目標湿度である第１閾値ＳＰＡに近づけることができる。また、加湿モードにおいて、対象室５０内の湿度Ｈｃを目標湿度である第２閾値ＳＰＢに近づけることができる。また、送風モードを選択することにより、冷媒回路の不必要な動作を削減し、対象室５０内の湿度Ｈｃを「ＳＰＢ−Δｈ」から「ＳＰＡ＋Δｈ」の範囲内に制御することが可能となる。

［第１、第２膨張弁の制御の説明］
（除湿モード）
冷媒温度センサ２０で測定される冷媒温度Ｔ１、及び冷媒圧力センサ２１で測定される冷媒圧力Ｐ１に基づいて、冷媒の蒸発温度Ｔｅを求める。そして、冷媒温度Ｔ１と蒸発温度Ｔｅとの温度差、即ち、「Ｔ１−Ｔｅ」を現過熱度ＳＨとする。この現過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＳＨとなるように、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９の開度Ｖstを決定する。決定方法は、例えば、ＰＩＤ制御等の公知の制御方法を利用することができる。そして、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９を共に開度Ｖstにする。即ち、第１膨張弁１８と第２膨張弁１９は同一の開度とする。但し、第１、第２膨張弁の開度が予め設定した下限値Ｍin０以下となる場合には、この下限値Ｍin０とする。即ち、除湿モードにおいては、第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９を最低でも下限値Ｍin０の開度とする。

（加湿モード）
上記と同様の手法で、現過熱度ＳＨを求める。そして、現過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＳＨとなるように、第２膨張弁１９の開度Ｖstを決定する。決定方法は、例えば、ＰＩＤ制御等の公知の制御方法を利用することができる。そして、第２膨張弁１９を開度Ｖstに設定する。一方、第１膨張弁１８の開度を予め設定した第１下限開度Ｍin１に固定する。即ち、第２膨張弁１９は開度Ｖstとなるように制御され、第１膨張弁１８は第１下限開度Ｍin１とされる。この際、第１下限開度Ｍin１は、第１熱交換器４に供給される冷媒流量が、該第１熱交換器４を通過する空気中に含まれる水分を凍結させない程度の開度に設定される。換言すれば、第１膨張弁１８を第１下限開度Ｍin１とすることにより、第１熱交換器４を通過する空気中の水分が凍結することを防止している。

また、第２膨張弁１９の開度Ｖstが、第２下限開度Ｍin２以下（但し、Ｍin２＞Ｍin１）となる場合には、第１膨張弁１８を全閉状態とする。更に、第２膨張弁１９の開度Ｖstが第１下限開度Ｍin１よりも小さくなる場合には、第１下限開度Ｍin１とする。即ち、第２膨張弁１９を最低でも第１下限開度Ｍin１とする。

［作用の説明］
次に、上述のように構成された本実施形態に係る外気処理装置１００の処理手順を、図９〜図１３に示すフローチャートを参照して説明する。

図９は、全体の処理手順を示すフローチャートである。初めに、図９のステップＳ１において、主制御部３１は、ＥＡファン９、及びＳＡファン１０（図１参照）を起動させる。また、第１膨張弁１８の開度をＶt1とし、第２膨張弁１９の開度をＶt2とする。

ステップＳ２において、主制御部３１は、空気湿度センサ２３、及び空気温度センサ２４で検出される温度データ、及び湿度データを取得する。
ステップＳ３において、主制御部３１は、前述の（１）〜（４）に示した演算式を用いて、対象室５０内の湿度Ｈｃを算出する。

ステップＳ４において、主制御部３１はモード選択を実行する。ここでは、対象室５０内の現在の湿度Ｈｃに基づいて、自動で外気処理装置１００の動作モードを設定する。例えば、夏期の湿度Ｈｃが高い状況下で、湿度Ｈｃが（ＳＰＡ＋Δｈ）を上回った場合には、デシカント８及び冷媒回路を除湿モードに設定して駆動する。その後、ステップＳ５に処理を進める。

また、冬期の湿度Ｈｃが低い状況下で、湿度Ｈｃが（ＳＰＢ−Δｈ）を下回った場合に、デシカント８及び冷媒回路を加湿モードに設定して駆動する。その後、ステップＳ８に処理を進める。

更に、例えば、春、秋のように、湿度Ｈｃが（ＳＰＡ＋Δｈ）を上回らない場合、及び、湿度Ｈｃが（ＳＰＢ−Δｈ）を下回らない場合には、送風モード（中間期モード）に設定する。送風モードに設定された場合には、ステップＳ１１において、デシカント８及び圧縮機１を停止させる。

対象室５０内の湿度Ｈｃの推定値が（ＳＰＡ＋Δｈ）を上回り、除湿モードとされた場合には、ステップＳ５において、主制御部３１は四方弁３を制御し、圧縮機１の出力が第１熱交換器４及び第３熱交換器６側になるように設定する。即ち、図５に示す四方弁３のように設定する。

次いで、ステップＳ６において、除湿モードによる圧縮機１の制御を実行する。圧縮機制御の詳細については、図１０を参照して後述する。その後、ステップＳ７において、除湿モードによる膨張弁制御を実行する。膨張弁制御の詳細については、図１１を参照して後述する。その後、ステップＳ１２に処理を移行する。

一方、対象室５０内の湿度Ｈｃの推定値が（ＳＰＢ−Δｈ）を下回り、加湿モードが選択された場合には、ステップＳ８において、主制御部３１は四方弁３を制御し、圧縮機１の出力が第２熱交換器５側になるように設定する。即ち、図６に示す四方弁３のように設定する。

次いで、ステップＳ９において、加湿モードによる圧縮機１の制御を実行する。圧縮機制御の詳細については、図１２を参照して後述する。その後、ステップＳ１０において、加湿モードによる膨張弁制御を実行する。膨張弁制御の詳細については、図１３を参照して後述する。その後、ステップＳ１２に処理を移行する。

ステップＳ１２において、主制御部３１は、処理の停止を示す操作スイッチ（図示省略）が操作されたか否かを判断し、オフとされた場合には、ステップＳ１３において、主制御部３１は、ＥＡファン９、ＳＡファン１０をオフとする。更に、圧縮機１を停止させ、デシカント８を停止させる。こうして、加湿モード、及び除湿モードにおける外気処理装置１００の制御が実施される。

次に、図９のステップＳ６に示した除湿モードにおける圧縮機１の制御について図１０に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、ステップＳ３１において、主制御部３１は、デシカント８を運転する。

ステップＳ３２において、主制御部３１は、空気温度センサ２４、及び空気湿度センサ２３で検出される第１熱交換器４の入口側空気の温度データ、及び湿度データを取得する。

ステップＳ３３において、主制御部３１は、ステップＳ３２で取得した温度データ及び湿度データに基づき、対象室５０内の湿度Ｈｃ（相対湿度）を算出する。相対湿度の算出方法は前述した通りであり、公知の手法を用いることができる。

ステップＳ３４において、主制御部３１は、予め設定した第１閾値ＳＰＡと上記の湿度Ｈｃを比較する。そして、双方の大小関係に応じて圧縮機１の出力を制御する。具体的には、ヒステリシスΔｈを設定し、「Ｈｃ≧ＳＰＡ＋Δｈ」である場合には、ステップＳ３５において、主制御部３１は圧縮機１の出力をΔＲだけ上昇させる。即ち、圧縮機１の出力を「Ｒ」から「Ｒ＋ΔＲ」に変更する。但し、圧縮機１が停止している場合には、該圧縮機１を起動させる。

また、「Ｈｃ≦ＳＰＡ−Δｈ」である場合には、ステップＳ３６において、主制御部３１は、圧縮機１の出力をΔＲだけ減少させる。即ち、圧縮機１の出力を「Ｒ」から「Ｒ−ΔＲ」に変更する。但し、Ｒ＜０の場合は圧縮機１を停止させる。

一方、「ＳＰＡ＋Δｈ＞Ｈｃ＞ＳＰＡ−Δｈ」である場合には、圧縮機１の出力を変更しない。換言すれば、目標湿度Ｈｓからヒステリシスの範囲±Δｈを不感帯としている。こうして、対象室５０内の湿度Ｈｃが「ＳＰＡ±Δｈ」の範囲内となるように、圧縮機１の出力が調整されることとなる。

次に、図９のステップＳ７に示した膨張弁制御の処理手順を、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。初めに、ステップＳ５１において、主制御部３１は、冷媒圧力センサ２１で検出される冷媒圧力Ｐ１、及び冷媒温度センサ２０で検出される冷媒温度Ｔ１を取得する。

ステップＳ５２において、主制御部３１は、冷媒圧力Ｐ１から冷媒の蒸発温度Ｔｅを算出する。

ステップＳ５３において、主制御部３１は、冷媒温度Ｔ１と蒸発温度Ｔｅとの差分である現過熱度ＳＨを算出する。即ち、ＳＨ＝Ｔ１−Ｔｅを演算する。

ステップＳ５４において、主制御部３１は、ＰＩＤ演算等を用いることにより、現過熱度ＳＨを目標過熱度ＳＳＨとするための第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９の開度Ｖstを演算する。

ステップＳ５５において、主制御部３１は、ステップＳ５４の演算で算出された開度Ｖstと下限値Ｍin０を対比し、Ｖst＜Ｍin０である場合には（ステップＳ５５でＹＥＳ）、ステップＳ５７に処理を移行し、Ｖst＜Ｍin０でない場合には（ステップＳ５５でＮＯ）、ステップＳ５６に処理を移行する。

ステップＳ５６において、主制御部３１は、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９の開度Ｖt1、Ｖt2を共にＶstに設定する。つまり、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９を同一の開度Ｖstに設定する。

一方、ステップＳ５７において、主制御部３１は、第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９の開度を共に下限値Ｍin０に設定する。即ち、下限値Ｍin０は最低限の開度を示しており、目標とする開度Ｖstが下限値Ｍin０よりも小さい場合には、下限値Ｍin０とする。

このように、除湿モード時には、現過熱度ＳＨが目標過熱度ＳＳＨとなるように、膨張弁開度Ｖstを設定し、この開度Ｖstとなるように第１膨張弁１８、及び第２膨張弁１９の開度を調整する。その結果、現過熱度ＳＨを目標過熱度ＳＳＨに近づけることができる。また、第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９の開度が同一となるように制御されるので、第１熱交換器４と第２熱交換器５の間での偏りがなく、バランスの良い流量を設定することができる。更に、第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９の開度は下限値Ｍin０以下にはならないので、最小限の冷媒を流すことができる。

次に、図９のステップＳ９に示した加湿モード時における圧縮機１の制御について図１２に示すフローチャートを参照して説明する。

初めに、ステップＳ６１において、主制御部３１はデシカント８を運転する。ステップＳ６２において、主制御部３１は、空気温度センサ２４、及び空気湿度センサ２３で検出される、第１熱交換器４の入り口側空気の温度データ、及び湿度データを取得する。

ステップＳ６３において、主制御部３１は、ステップＳ３１で取得した温度データ及び湿度データに基づき、対象室５０内の湿度Ｈｃを算出する。湿度Ｈｃの算出方法は前述した通りである。

ステップＳ６４において、主制御部３１は、予め設定した第２閾値ＳＰＢと上記の湿度Ｈｃを比較する。そして、双方の大小関係に応じて圧縮機１の出力を制御する。具体的には、ヒステリシスΔｈを設定し、「Ｈｃ≦ＳＰＢ−Δｈ」である場合には、ステップＳ６５において、主制御部３１は圧縮機１の出力をΔＲだけ上昇させる。即ち、出力を「Ｒ」から「Ｒ＋ΔＲ」に変更する。

また、「Ｈｃ≧ＳＰＢ＋Δｈ」である場合には、ステップＳ６６において、主制御部３１は、圧縮機１の出力をΔＲだけ減少させる。即ち、圧縮機１の出力を「Ｒ」から「Ｒ−ΔＲ」に変更する。

一方、「ＳＰＢ＋Δｈ＞Ｈｃ＞ＳＰＢ−Δｈ」である場合には、圧縮機１の出力を変更しない。換言すれば、目標湿度Ｈｓからヒステリシスの範囲±Δｈを不感帯としている。こうして、対象室５０内の湿度Ｈｃが「ＳＰＢ±Δｈ」の範囲内となるように、圧縮機１の出力が調整されることとなる。

次に、図９のステップＳ１０に示した膨張弁制御の処理手順を、図１３に示すフローチャートを参照して説明する。

初めに、ステップＳ８１において、主制御部３１は、冷媒圧力センサ２１で検出される冷媒圧力Ｐ１、及び冷媒温度センサ２０で検出される冷媒温度Ｔ１を取得する。

ステップＳ８２において、主制御部３１は、冷媒圧力Ｐ１から冷媒の蒸発温度Ｔｅを算出する。

ステップＳ８３において、主制御部３１は、冷媒温度Ｔ１と蒸発温度Ｔｅとの差分である現過熱度ＳＨを算出する。即ち、ＳＨ＝Ｔ１−Ｔｅを演算する。

ステップＳ８４において、主制御部３１は、ＰＩＤ演算等を用いることにより、現過熱度ＳＨを目標過熱度ＳＳＨとするための第１膨張弁１８及び第２膨張弁１９の開度Ｖstを演算する。

ステップＳ８５において、主制御部３１は、ステップＳ８４の演算で算出された開度Ｖstと第２下限開度Ｍin２を対比し、Ｖst＜Ｍin２である場合には（ステップＳ８５でＹＥＳ）、ステップＳ８７に処理を移行し、Ｖst＜Ｍin２でない場合には（ステップＳ８５でＮＯ）、ステップＳ８６に処理を移行する。

ステップＳ８６において、主制御部３１は、開度Ｖstと第１下限開度Ｍin１を対比し、Ｖst＜Ｍin１である場合には（ステップＳ８６でＹＥＳ）、ステップＳ８９に処理を移行し、Ｖst＜Ｍin１でない場合には（ステップＳ８６でＮＯ）、ステップＳ８８に処理を移行する。

ステップＳ８７において、主制御部３１は、第１膨張弁１８の開度を第１下限開度Ｍin１とし、第２膨張弁１９の開度を開度Ｖstに設定する。即ち、第１膨張弁１８の開度を第１下限開度Ｍin１に抑制することにより（Ｍin１以上としないことにより）、第１熱交換器４に流入する冷媒流量を制限し、該第１熱交換器４を通過する空気中の水分が凍結することを防止する。

ステップＳ８８において、主制御部３１は、第１膨張弁１８の開度をゼロとし、第２膨張弁の開度を開度Ｖstに設定する。即ち、膨張弁開度Ｖstが第１下限開度Ｍin１と第２下限開度Ｍin２との間であるので、第１膨張弁１８の開度をゼロ（即ち、全閉状態）とする。即ち、加湿モード時には、第１熱交換器４に過多の冷媒を供給すると、該第１熱交換器を通過する空気中の水分が凍結する可能性があるので、できるだけ第１膨張弁１８の開度を低下させて第１熱交換器４に供給する冷媒流量を低減する。

ステップＳ８９において、主制御部３１は、第１膨張弁１８の開度をゼロとし、第２膨張弁開度を第１下限開度Ｍin１に設定する。即ち、第２膨張弁１９の開度は、第１下限開度Ｍin１以下にはならないので、最小限の冷媒を流すことができる。

［各動作モードでの温度、湿度の変化の説明］
次に、除湿モード、加湿モード、及び送風モードにおける、各位置における温度、湿度の具体的な例について図１４〜図１７を参照して説明する。

図１４は、除湿モードとされている際の、外気処理装置１００の各位置での温度、湿度の一例を示す説明図である。なお、図１４の各位置に示す数値は、上から「気温℃」「相対湿度％」「絶対湿度ｇ／ｋｇ」を示している。例えば、対象室５０内は、温度が２６．０℃、相対湿度が４９％、相対湿度が１０．２ｇ／ｋｇであることを示している。

そして、図１４に示すように、対象室５０内の温度設定値が２６．０℃、湿度設定値が５０％である場合には、第１空気流路１２より導入される外気（ＯＡ）が全熱交換器１１を通過することにより温度が低下し、更に、第２熱交換器５で冷却され、デシカント８にて水分が除去（吸着）されて、湿度が低下した空気が対象室５０内に供給される。具体的には、３５．３℃、５９％、２１．３ｇ／ｋｇの外気が、２９．４℃、３３パーセント、８．４ｇ／ｋｇの空気となって、対象室５０内に供給される。その結果、対象室５０内の高顕熱エアコン５１の顕熱冷却との併用効果により、対象室５０内の空気が２６．０℃、４９％、１０．２ｇ／ｋｇに制御される。

さらに詳細に説明すると、第１熱交換器４に入る気温は３２．８℃で、第３熱交換器６に入る気温は３３．０℃で、ほぼ同じ温度である。第１熱交換器４と第３熱交換器６は、ほぼ同一の熱容量の熱交換器を用い、同じ第２空気流路１３に設けられているので、同じ風量で熱交換を行う。さらに第１膨張弁１８と第２膨張弁１９を、同じ開度で制御するので、圧縮機１を出た冷媒は、第１熱交換器４と第３熱交換器６にほぼ均等に分配されて流れると推測される。したがって、凝縮器として機能する２つの熱交換器を効率良く利用できるので、第２熱交換器５の冷却能力が上がり、外気処理機１００の除湿能力が向上する。

図１５は、加湿モードとされている際の、外気処理装置１００の各位置での温度、湿度の一例を示す説明図である。例えば、対象室５０内の設定温度が２２．０℃、設定湿度が５０％である場合には、第１空気流路１２より導入される外気（ＯＡ）が全熱交換器１１を通過することにより温度が上昇し、更に、第２熱交換器５で加熱され、デシカント８にて水分が加えられて（再生）、湿度が高められた空気が対象室５０内に供給される。具体的には、０．３℃、４７％、１．８ｇ／ｋｇの外気が、２６．７℃、３８パーセント、８．２ｇ／ｋｇの空気となって、対象室５０内に供給される。その結果、対象室５０内の高顕熱エアコン５１の顕熱加温との併用効果により、対象室５０内の空気が２２．６℃、４８％、８．２ｇ／ｋｇに制御される。

さらに詳細に説明すると、第１熱交換器４に入る気温は８．９℃で、同じく出た気温は８．１℃である。第１熱交換器４に入る空気は低温なので、熱交換器が凍結する虞があるが、第１膨張弁１８の開度をＭｉｎ１またはゼロ（全閉）に制御するので、凍結を防止できる。

また、第３熱交換器に入る気温は１３．５℃で、同じく出た気温は６．１℃である。第３熱交換器に入る空気は低温ではないので、凍結する虞がない。さらにデシカント８で水分を吸着（除湿）する時に放出された排熱を回収し、第２熱交換器５で放出していることがわかる。

図１６は、除湿モードの際に切り替わる送風モード、即ち、図７のＬ２のループで遷移したときの送風モードでの温度、湿度の一例を示す説明図である。送風モードでは、第１空気流路１２より供給される外気は、全熱交換器１１を通過して空気の温度及び湿度が低下し、その後、対象室５０内に供給されることになる。つまり、第２熱交換器５及びデシカント８は停止しているので、全熱交換器１１を通過した空気はそのまま対象室５０内に供給される。

図１７は、加湿モードの際に切り替わる送風モード、即ち、図７のＬ４のループで遷移したときの温度、湿度の一例を示す説明図である。送風モードでは、第１空気流路１２より供給される外気は、全熱交換器１１を通過して空気の温度及び湿度が上昇し、その後、対象室５０内に供給されることになる。つまり、第２熱交換器５及びデシカント８は停止しているので、全熱交換器１１を通過した空気はそのまま対象室５０内に供給される。

そして、図１６、図１７に示した送風モードでは、圧縮機１、及びデシカント８を停止させた状態で、対象室５０内の温度、湿度を所望の数値に保持するので、消費電力を削減できる。また、装置の経年寿命を長くすることが可能となる。

［効果の説明］
以上説明したように、本実施形態に係る外気処理装置１００では、対象室５０内の湿度に応じて、圧縮機１の出力を制御し、除湿能力、或いは加湿能力を制御する構成としたので、対象室５０内の湿度を高精度に制御することが可能となる。

また、除湿モードが選択された場合には、第１膨張弁１８と第２膨張弁１９を同一の開度とし、過熱度を制御するので、冷媒が第１熱交換器４と第３熱交換器６の２つに分配され、双方の熱交換器で凝縮熱を放出させるので、第２熱交換器５の冷却能力が向上する。このため、圧縮機１の制御と組み合わせることにより、除湿能力の制御範囲が広がり、対象室５０内の温度制御性を向上させることができる。

更に、加湿モードが選択された場合には、第１膨張弁１８の開度をほぼ固定し、第２膨張弁１９の開度を加熱度に応じて制御するので、主として冷媒が第３熱交換器６にて蒸発することになる。従って、第１熱交換器４の凍結を防止すると共に、デシカント８より放出される排熱を第３熱交換器６で回収して、その熱量は冷媒回路を経由して第２熱交換器で放出するので、第２熱交換器の加湿能力が向上し、圧縮機１と組み合わせることにより加湿能力の制御範囲が広がり、対象室５０内の湿度制御性を向上させることができる。

また、本発明の外気処理装置が対象室５０内の湿度を制御し、高顕熱エアコンが室内温度を制御するので、例えば除湿モードのとき、高顕熱エアコンは冷媒の蒸発温度（圧力）を高くして運転できるので、冷凍サイクルの成績係数を高めることができる。更に、本願の外気処理装置１００と組み合わせて評価しても、省エネ性に優れたシステムとなる。

また、夏期、中間期、冬期を通じてモード設定（除湿、加湿、送風）を自動で変更できるので、管理の手間を省くことが可能となる。

以上、本発明の外気処理装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。

１ 圧縮機
２ アキュムレータ
３ 四方弁（出力切替手段）
４ 第１熱交換器
５ 第２熱交換器
６ 第３熱交換器
８ デシカント（水分吸着手段）
８ａ 回転モータ
９ ＥＡファン
１０ ＳＡファン
１１ 全熱交換器
１２ 第１空気流路
１３ 第２空気流路
１８ 第１膨張弁
１９ 第２膨張弁
２０ 冷媒温度センサ
２１ 冷媒圧力センサ
２３ 空気湿度センサ（湿度検出部）
２４ 空気温度センサ（温度検出部）
２７ インバータ
３１ 主制御部（制御手段）
３１ａ センサ入力部
３１ｂ 第１操作部
３１ｃ 圧縮機出力部
３１ｄ 第２操作部
５０ 対象室（対象となる部屋）
５１ 高顕熱エアコン
５２ リモコン
５３ａ 室内機
５３ｂ 室外機
１００ 外気処理装置

Claims (5)

1. 対象となる部屋の室内に、室外の空気を処理して除湿空気、或いは加湿空気を供給する外気処理装置において、
   室外から室内に向かう空気の流路となる第１空気流路と、
   室内から室外に向かう空気の流路となる第２空気流路と、
   前記第１空気流路と第２空気流路とに跨って配置され、前記第１空気流路と第２空気流路のうちの一方の流路を流れる空気の水分を吸着し、他方の流路を流れる空気に水分を放出する水分吸着手段と、
   冷媒を循環させる冷媒回路と、を有し、
   前記冷媒回路は、
   冷媒を圧縮する圧縮機と、
   前記第２空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第１熱交換器、及び下流側に配置された第３熱交換器と、
   前記第１空気流路の、前記水分吸着手段の上流側に配置された第２熱交換器と、
   除湿した空気を室内に供給する除湿モード時には、前記圧縮機より出力される冷媒を前記第１熱交換器及び第３熱交換器に供給し、且つ、加湿した空気を室内に供給する加湿モード時には、前記圧縮機より出力される冷媒を前記第２熱交換器に供給するように切り替える出力切替手段と、
   前記第１熱交換器と第２熱交換器との間に設けられる第１膨張弁、及び、前記第３熱交換器と第２熱交換器との間に設けられる第２膨張弁と、
   前記第１膨張弁及び第２膨張弁の開度を制御し、且つ、前記出力切替手段を制御する制御手段と、
   前記室内より戻される空気の温度を検出する温度検出部、及び室内より戻される空気の湿度を検出する湿度検出部と、を備え、
   更に、前記制御手段は、
   前記除湿モード時には、前記圧縮機より出力される冷媒を、第１熱交換器の出力側から、前記第１膨張弁を経由する経路、及び、前記第３熱交換器の出力側から、前記第２膨張弁を経由する経路を合流し、その後、前記第２熱交換器を経由する経路を循環させ、
   前記加湿モード時には、前記圧縮機より出力される冷媒を、第２熱交換器の出力側から、前記第１膨張弁と前記第１熱交換器を経由する経路、及び、前記第２膨張弁と前記第３熱交換器を経由する経路を循環させるように冷媒の流路を設定し、
   更に、前記温度検出部で検出される温度、及び前記湿度検出部で検出される湿度に基づき、前記室内の湿度が予め設定した目標湿度となるように、前記圧縮機の出力を制御すること
   を特徴とする外気処理装置。
2. 前記制御手段は、
   前記除湿モード時には、前記第１熱交換器と前記第３熱交換器にて冷媒を凝縮させ、且つ、前記第１膨張弁と前記第２膨張弁が同一の開度で、冷媒の過熱度が目標過熱度となるように制御すること
   を特徴とする請求項１に記載の外気処理装置。
3. 前記制御手段は、
   前記加湿モード時には、前記第１熱交換器よりも前記第３熱交換器にてより多くの冷媒を蒸発させるように、前記第１膨張弁の開度を設定し、更に、冷媒の過熱度が目標過熱度となるように前記第２膨張弁の開度を制御すること
   を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の外気処理装置。
4. 前記制御手段は、除湿モード及び加湿モードに加えて、中間期モードの切り替えを行い、前記中間期モードでは、前記圧縮機、及び前記水分吸着手段を停止すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の外気処理装置。
5. 前記第１熱交換器と前記第２熱交換器の上流側に設けられ、前記第１空気流路と前記第２空気流路との間で熱交換する全熱交換器、を更に備え、前記中間期モードでは、前記全熱交換器により前記第１空気流路と前記第２空気流路の空気中の水分を交換すること
   を特徴とする請求項４に記載の外気処理装置。

Images