JP2018179366A - 調湿ユニット - Google Patents

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木澤 敏浩
Toshihiro Kizawa
敏浩 木澤
晶子 白井
Akiko Shirai
晶子 白井
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Abstract

【課題】空気の吸い込み量を確保し得る調湿ユニットを提供する。【解決手段】調湿ユニット60では、第2空気流(吸着空気流)F2の空気の吸着吸込口72が、ケーシングの正面部61aではなく、ケーシングの左側面部、右側面部、上面部、及び下面部の少なくともいずれかの一面に形成される。これにより、吸着吸込口72から吸い込まれる空気と、吸着ロータ62に対して背面部61bから正面部61aに向かう第1空気流F1との干渉を回避できる。【選択図】図26

Description

本発明は、調湿ユニットに関する。
従来、室内に調湿空気を供給する調湿ユニットが、空気調和機とは別体として構成されることがある。例えば特許文献1(特開2014−129950号公報)には、室内機が取り付けられている壁の室外側壁面に取り付けられる加湿ユニットが開示されている。
しかしながら、調湿ユニットの取り付けられる場所によっては、空気を吸い込むための吸込口を適切な場所に配置することができず、調湿するために必要な空気の吸い込み量が不十分となることがある。また、空気の吸込口の配置によっては、ケーシング内部で通風抵抗が増加する場合がある。通風抵抗が増加すると、調湿するために必要な空気の吸い込み量がさらに不十分となる。
本発明の課題は、空気の吸い込み量を確保し得る調湿ユニットを提供することである。
本発明の第1観点に係る調湿ユニットは、ケーシングと、吸着ロータと、吸着ファンと、脱離ファンと、を備える。ケーシングは、正面部、背面部、側面部、上面部、及び下面部が少なくとも部分的に形成され、室内外を仕切る壁の壁面に前記背面部が対向する。吸着ロータは、ケーシングの内部に収納され、空気中の水分を吸着するとともに、吸着している水分を加熱に応じて脱離する吸着剤を保持し、回転に応じて表面の一部が吸着エリア及び脱離エリアを通過する。吸着ファンは、ケーシングの内部に収納され、吸着エリアを通過する空気流を生成するためのファンである。脱離ファンは、ケーシングの内部に収納され、脱離エリアを通過する空気流を生成するためのファンである。そして、調湿ユニットは、吸着ファン及び脱離ファンのいずれか一方が、吸着ロータに対して背面部から正面部に向かう第1方向の第1空気流を生成する。ここで、調湿ユニットにおいては、第1空気流の空気を吸い込むための第1吸込口が、ケーシングの、側面部、上面部、及び下面部の少なくともいずれかの一面に形成される。
第1観点に係る調湿ユニットでは、第1空気流の空気の第1吸込口が、ケーシングの正面部ではなく、ケーシングの側面部、上面部、及び下面部の少なくともいずれかの一面に形成されるので、第1吸込口から吸い込まれる空気と、吸着ロータに対して背面部から正面部に向かう第1空気流との干渉を回避できる。要するに、この調湿ユニットでは、ケーシングの正面部には第1吸込口が形成されないので、第1吸込口から吸い込まれる空気と、吸着ロータに対して背面部から正面部に向かう第1空気流との干渉を回避できる。これにより、ケーシング内部での通風抵抗を抑えることができるので、第1吸込口から吸い込む空気の量を少なくすることができる。結果として、調湿するために必要な空気の吸い込み量を確保し得る調湿ユニットを提供できる。
なお、本発明における「吸着」という用語は、単に吸着のみならず、吸着と吸収を兼ねた「収着」を含む意味で用いられる。
本発明の第2観点に係る調湿ユニットは、第1観点に係る調湿ユニットにおいて、第1吸込口が、少なくともケーシングにおける対向する二面に形成される。
第2観点に係る調湿ユニットでは、第1吸込口が、少なくともケーシングにおける対向する二面に形成されるので、片方の吸込口からの空気の吸い込みができない状況でも、他方の吸込口から空気を吸い込むことができる。結果として、調湿するために必要な空気の吸い込み量を確保できる。
本発明の第3観点に係る調湿ユニットは、第1観点または第2観点に係る調湿ユニットにおいて、吸着ファン及び脱離ファンの他方は、正面部から背面部に向かう第2方向の第2空気流を生成するものであり、第2空気流の空気を吸い込むための第2吸込口が、ケーシングの正面部、側面部、上面部、及び下面部の少なくともいずれかの一面に形成される。
第3観点に係る調湿ユニットでは、第2吸込口が、ケーシングの正面部、側面部、上面部、及び下面部の少なくともいずれかの一面に形成されるので、調湿するのに必要な空気の吸い込み量を確保できる。
本発明の第4観点に係る調湿ユニットは、第3観点に係る調湿ユニットにおいて、第2吸込口が、少なくともケーシングにおける対向する二面に形成される。
第4観点に係る調湿ユニットでは、第2吸込口が、少なくともケーシングにおける対向する二面に形成されるので、片方の第1吸込口からの空気の吸い込みができない状況でも、他方の吸込口から空気を吸い込むことができる。結果として、調湿するために必要な空気の吸い込み量を確保できる。
本発明の第5観点に係る調湿ユニットは、第3観点または第4観点に係る調湿ユニットにおいて、吸着剤が、高分子収着剤を含み、第2吸込口が、正面視で吸着ロータに重複しない位置に形成される。
第5観点に係る調湿ユニットでは、吸着剤が高分子収着剤を含むものである。これにより低温の加熱で水分の吸着及び脱離が可能な、低温再生の調湿ユニットを提供することができる。一方、高分子収着剤は紫外線により劣化することがある。これに対し、上記構成の調湿ユニットでは、第1吸込口が正面部に形成されていない。また、第2吸込口が、正面部に形成されるとしても、正面視で吸着ロータに重複しない位置に形成される。そのため、耐光性を確保し得る、低温再生の調湿ユニットを提供できる。
本発明の第6観点に係る調湿ユニットは、第1観点から第5観点に係る調湿ユニットにおいて、熱交換器と、配管接続部と、をさらに備える。熱交換器は、ケーシングの内部に設けられ、吸着ロータを加熱するものである。配管接続部は、別ユニットから延びる冷媒の連絡配管と熱交換器とを接続するものである。この配管接続部は、ケーシングの、側面部、上面部、及び下面部の少なくともいずれかの一面から突出して形成される。そして、調湿ユニットでは、配管接続部と、第1吸込口及び第2吸込口の少なくともいずれか一方とが、ケーシングの同一の面に形成される。
第6観点に係る調湿ユニットは、配管接続部の存在により、第1吸込口及び第2吸込口の少なくともいずれか一方の前方には作業用空間が形成されることになるので、調湿するのに必要な空気の吸い込み量を確保できる。
なお、本発明における「別ユニット」という用語は、熱交換器を搭載して冷媒回路に接続する任意の装置を意味するものである。例えば、別ユニットには、利用ユニットとしての室内機、及び熱源ユニットとしての室外機が含まれる。
第1観点に係る調湿ユニットでは、第1吸込口から吸い込む空気の量を少なくすることができ、調湿するために必要な空気の吸い込み量を確保することができる。
第2観点に係る調湿ユニットでは、片方の吸込口からの空気の吸い込みができない状況でも、他方の吸込口から空気を吸い込むことができる。
第3観点に係る調湿ユニットでは、第2吸込口が、ケーシングの正面部、側面部、上面部、及び下面部の少なくともいずれかの一面に形成されるので、調湿するのに必要な空気の吸い込み量を確保できる。
第4観点に係る調湿ユニットでは、片方の第1吸込口からの空気の吸い込みができない状況でも、他方の吸込口から空気を吸い込むことができる。
第5観点に係る調湿ユニットでは、耐光性を確保し得る、低温再生の調湿ユニットを提供できる。
第6観点に係る調湿ユニットは、第1吸込口及び第2吸込口の少なくともいずれか一方の前方には作業用空間が形成されているので、調湿するのに必要な空気の吸い込み量を確保できる。
本発明の第1実施形態に係る冷媒回路10を説明するための模式図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の構成を示す模式図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の構成を示す模式図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60を正面方向から見たときの概略斜視図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60を背面方向から見たときの概略斜視図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60を正面方向から見たときの内部透視図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60を背面方向から見たときの内部透視図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の正面図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の左側面図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の右側面図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の平面図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の底面図である。 図7におけるA−A矢視の断面を示す模式図である。 図7におけるB−B矢視の断面を示す模式図である。 同実施形態に係る吸着ロータ62の機能を説明するための模式図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の設置態様の例を示す模式図である。 同実施形態に係る冷媒回路10を示す模式図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の他の例の正面図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60の設置態様の例を示す模式図である。 変形例1Bに係る調湿ユニット60の左側面図である。 変形例1Bに係る調湿ユニット60の右側面図である。 変形例1Cに係る調湿ユニット60の構成を説明するための模式図である。 変形例1Dに係る冷媒回路10を説明するための模式図である。 変形例1Dに係る冷媒回路10を説明するための模式図である。 変形例1Dに係る冷媒回路10を説明するための模式図である。 変形例1Eに係る調湿ユニット60の構造を説明するための模式図である。 変形例1Fに係る調湿ユニット60の構造を説明するための模式図である。 変形例1Fに係る調湿ユニット60の構造を説明するための模式図である。 本発明の第2実施形態に係る冷媒回路10Sの構成を示す模式図である。 同実施形態に係る調湿ユニット60Sの設置態様の例を示す模式図である。 同実施形態に係る冷媒回路10Sの変形例を示す模式図である。
以下、本発明に係る空気調和装置の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。なお、本発明に係る空気調和装置の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
<第1実施形態>
(1−1)冷媒回路の概要
図1は本発明の第1実施形態に係る冷媒回路10を説明するための模式図である。ここでは、空気調和装置1が有する冷媒回路10に、後述する調湿ユニット60が接続される。空気調和装置1は、主として、室外ODに設置される室外ユニット20と、室内IDに設置される室内ユニット40とにより構成される。室外ユニット20及び室内ユニット40は、液冷媒連絡管5及びガス冷媒連絡管6a,6bを介して接続し、冷媒回路10を形成する。この冷媒回路10を冷媒が循環することにより、建物等における室内IDの冷房及び暖房が行なわれる。また、本実施形態に係る調湿ユニット60は、ガス冷媒連絡管6a,6bの間に接続される。
なお、空気調和装置1は、制御部によって各種運転が制御される。制御部は、各種センサからの検出信号に基づいて各種機器及び弁等を制御する。
(1−2)空気調和装置
次に、本実施形態に係る空気調和装置1の基本動作を説明する。
空気調和装置1は、基本動作として冷房運転及び暖房運転を行う。ここで、空気調和装置1の室外ユニット20は、主として、圧縮機21と、アキュムレータ21aと、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、膨張弁24と、閉鎖弁25,26とを備える。また、空気調和装置1の室内ユニット40は、室内ファン41及び室内熱交換器42を備える。
空気調和装置1は、ここでいう基本動作以外にも、調湿ユニット60と協働して加湿運転及び除湿運転を行うことが可能である。その他、空気調和装置1は、除霜運転及び油戻し運転等を行なうことも可能である。
なお、以下において、調湿ユニット60の構成には言及せずに空気調和装置1の基本動作を説明するが、調湿ユニット60の接続の有無によって基本動作に変動が生じるものではない。
(1−2−1)冷房運転
冷房運転では、四路切換弁22が図1の破線で示される冷媒回路10となる。この冷媒回路10では、低圧のガス冷媒が、圧縮機21で圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、四路切換弁22を通じて室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に送られた高圧のガス冷媒は室外空気と熱交換して凝縮する。これにより、高圧のガス冷媒が高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、膨張弁24において減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒連絡管5を通じて室内熱交換器42に送られる。そして、この冷媒は、室内熱交換器42において室内ファン41から吹き出される空気と熱交換して蒸発する。これにより、室内IDに低温の調和空気が供給される。また、室内熱交換器42に送られた冷媒は、低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、ガス冷媒連絡管6b,6a及び四路切換弁22を通じて圧縮機21に再び送られる。
(1−2−2)暖房運転
暖房運転では、四路切換弁22が図1の実線で示される冷媒回路10となる。この冷媒回路10では、低圧のガス冷媒が、圧縮機21で圧縮されて高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、四路切換弁22、及びガス冷媒連絡管6a,6bを通じて室内熱交換器42に送られる。室内熱交換器42に送られた高圧のガス冷媒は、室内ファン41から吹き出される空気と熱交換して凝縮する。これにより、室内IDに高温の調和空気が供給される。また、高圧のガス冷媒は、高圧の液冷媒となる。そして、高圧の液冷媒は、液冷媒連絡管5を通じて膨張弁24に送られる。高圧の液冷媒は、膨張弁24で減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となる。低圧の気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器23に送られる。そして、この冷媒は、室外熱交換器23において室外空気と熱交換して蒸発する。これにより、室外熱交換器23に送られた冷媒は、低圧のガス冷媒となる。低圧のガス冷媒は、四路切換弁22を通じて圧縮機21に再び送られる。
(1−3)調湿ユニット
(1−3−1)調湿ユニットの構成
本実施形態に係る調湿ユニット60は、室内IDの空気の調湿を行なうものである。ここでは、調湿ユニット60が、室内IDの空気を加湿する構成を説明する。ただし、調湿ユニット60の構成はこれに限らず、室内IDの空気を除湿する構成も採り得るものである。
図2A及び図2Bは本実施形態に係る調湿ユニット60の構成を示す模式図である。なお、図2Bは図2Aに示す構成をより具体的に示したものである。図3は本実施形態に係る調湿ユニット60を正面方向から見たときの概略斜視図である。図4は本実施形態に係る調湿ユニット60を背面方向から見たときの概略斜視図である。図5は本実施形態に係る調湿ユニット60を正面方向から見たときの内部透視図である。図6は本実施形態に係る調湿ユニット60を背面方向から見たときの内部透視図である。図7は本実施形態に係る調湿ユニット60の正面図である。図8は本実施形態に係る調湿ユニット60の左側面図である。ただし、図8においては、カバー66cを外した状態を示している。図9は本実施形態に係る調湿ユニット60の右側面図である。図10は本実施形態に係る調湿ユニット60の平面図である。図11は本実施形態に係る調湿ユニット60の底面図である。図12は図7におけるA−A矢視の断面を示す模式図である。図13は図7におけるB−B矢視の断面を示す模式図である。
本実施形態に係る調湿ユニット60は、ケーシング61と、吸着ロータ62と、熱交換器63と、吸着ファン64と、脱離ファン65と、配管接続部66と、調湿用ホース67と、を備える。ケーシング61の内部には、脱離ファン65、吸着ロータ62、吸着ファン64の順に上から配置される。ここでは、この配置を「縦置き配置」と呼ぶ。また、配管接続部66は、吸着ロータ62よりも上方の位置に形成される。
なお、本実施形態において「上から配置」という表現は、各部材の断面における上端と下端との中点を基準に定義される。したがって、各部材の断面方向の中点の位置が上下にずれているものであれば、部材同士が重なりあうものでもよい。例えば、図3〜13では、吸着ロータ62と吸着ファン64とは一部が上下方向に重なっているが、吸着ロータ62の断面方向の中点が、吸着ファン64の断面方向の中点よりも上側に位置しているので、吸着ロータ62が吸着ファン64の上に配置されていることになる。
ケーシング61は図3〜図13に示すように、略長方形状の箱体であり、平面形状の、正面部61a(図7)、背面部61b、左側面部61c(図8)、右側面部61d(図9)、上面部61e(図10)、及び下面部61f(図11)が少なくとも部分的に形成される。また、ケーシング61は、室内外を仕切る壁Wの壁面に背面部61bが対向するように形成される。
ケーシング61には、吸着吸込口72(第2吸込口)及び吸着吹出口73が形成される。そして、ケーシング61の内部には、吸着吸込口72及び吸着吹出口73により連通される空間が吸着経路71として形成される。この吸着経路71により、吸着ファン64に空気が供給される。なお、吸着経路71の一部は「吸着エリアA2」として機能する。ここで、吸着吸込口72は、ケーシング61の、正面部61a、左側面部61c、右側面部61d、上面部61e、及び下面部61fの少なくともいずれかの一面に形成される。図3〜13では、一例として、正面部61aに吸着吸込口72が形成される形態を示している。一方、吸着吹出口73は、任意の位置に形成できるものである。図3〜13では、一例として、下面部61fに形成される形態を示している。
ケーシング61には、脱離吸込口82(第1吸込口)及び脱離吹出口83が形成される。そして、ケーシング61の内部には、脱離吸込口82及び脱離吹出口83により連通される空間が脱離経路81として形成される。この脱離経路81により、脱離ファン65に空気が供給される。なお、脱離経路81の一部は「脱離エリアA1」として機能する。ここで、脱離吸込口82は、ケーシング61の、左側面部61c、右側面部61d、上面部61e、及び下面部61fの少なくともいずれかの一面に形成される。図3〜13では、一例として、左側面部61c及び右側面部61dに脱離吸込口82a,82bが形成される形態を示している。一方、脱離吹出口83(調湿空気の吹出口)は、後述する配管接続部66とケーシング61の同一の面に形成される。図3〜13では、一例として、左側面部61cに脱離吹出口83が形成される例を示している。
吸着ロータ62は、ケーシング61の内部に収納され、空気中の水分を吸着するとともに、吸着している水分を加熱に応じて脱離するものである。具体的には、吸着ロータ62はケーシング61の内部に収納され、ロータモータ62aにより駆動される。ここで、吸着ロータ62は、空気中の水分を吸着するとともに、吸着している水分を加熱に応じて脱離する吸着剤を表面に保持する。そして、吸着ロータ62は、ロータモータ62aにより回転され、回転に応じて表面の一部がケーシング61内部に形成される吸着エリアA1及び脱離エリアA2を通過する。吸着ロータ62の表面の一部は、図14に概念を示すように、吸着エリアA2及び脱離エリアA1を交互に通過することで、吸着エリアA2で空気中の水分を吸着し、脱離エリアA1で空気中の水分を脱離する。なお、吸着剤は、ゼオライト、シリカゲル、又はアルミナ等により構成される。また、ここでいう吸着剤は、高分子収着剤を含むものであり、吸着のみならず吸収を行なうものでもよい。
熱交換器63は、ケーシング61の内部に収納され、吸着ロータ62を加熱するために用いられる。具体的には、熱交換器63からは2つの冷媒配管が延びており、これらの冷媒配管がそれぞれガス冷媒連絡管に6a,6bに繋がっている。そして、熱交換器63に冷媒回路10から高温のガス冷媒が流入すると、熱交換器63においてガス冷媒及び空気の熱交換が行なわれる。これにより、熱交換器63の近傍に設置された吸着ロータ62の一部が加熱される。ここでは、脱離エリアA1を通過する吸着ロータ62が加熱される。
吸着ファン64は、ケーシング61の内部に収納されるファンである。この吸着ファン64は、ケーシング61内部に形成される吸着エリアA2を通過する第2空気流(吸着空気流)F2を生成する。ここで、吸着ファン64が第2空気流F2を生じさせているときに、吸着ロータ62が吸着エリアA2を通過すると、吸着ロータ62に空気中の水分が吸着する。これにより、水分量の減少した調湿空気が生成される。なお、ここでは、吸着ロータ62に対して正面部61aから背面部61bに向かう方向を「第2方向」とする。
脱離ファン65は、ケーシング61の内部に収納されるファンである。この脱離ファン65は、ケーシング61の内部に形成される脱離エリアA1を通過する第1空気流(脱離空気流)F1を生成する。ここで、脱離ファン65が第1空気流F1を生じさせており、かつ熱交換器63がオンになっているときに、吸着ロータ62が脱離エリアA1を通過すると、吸着ロータ62の加熱された部分から水分が空気中に脱離する。これにより、水分量が増加した調湿空気(加湿空気)が生成される。なお、ここでは、吸着ロータ62に対して背面部61bから正面部61aに向かう方向を「第1方向」とする。
配管接続部66は、ケーシング61内部の熱交換器63から延びる冷媒配管とガス冷媒連絡管6a,6bとを接続するために用いられる部材である。配管接続部66は、ケーシング61の、左側面部61c、右側面部61d、上面部61e、及び下面部61fの少なくともいずれかの一面から突出して形成される。また、配管接続部66は、曲げ部66a1,66b1を含み、先端66a2,66b2が左側面部61c及び/又は右側面部61dに沿って下に延びる配管66a,66bを有する。これらの配管66a,66bが、それぞれ熱交換器63から延びる冷媒配管に繋がっている。そして、これらの配管66a,66bが、それぞれガス冷媒連絡管6a,6bと接続する。また、配管接続部66は、脱離吹出口83と同一のケーシング61の面に形成される。一例として、図3〜13では、配管接続部66が左側面部61cから突出して形成される形態を示している。また、図3〜13の例では、配管接続部66の配管66a,66bが、左側面部60cに沿って延びている形態を示している。なお、配管接続部66は下面部が開口しているカバー66cに全体が覆われて保護される。
調湿用ホース67は、脱離経路を通過して水分量が増加した空気を排出するためのホースである。この調湿用ホース67は脱離吹出口83に取り付けられる。ここでは、調湿用ホース67は加湿ホースとして機能する。
(1−3−2)調湿ユニットの設置態様
上述した調湿ユニット60は、設置場所に応じて、室内IDに加湿空気を供給する加湿ユニットとして機能したり、室内IDの空気を除湿する除湿ユニットとして機能したりする。
調湿ユニット60を加湿ユニットとして機能させる場合には、調湿ユニット60を室外ODに設置することになる。具体的には、調湿ユニット60は、図15に示すように、室内ユニット40(別ユニット)と組になって貫通孔Hを有する壁Wを挟むように室外ODに設置される。そして、調湿ユニット60は、貫通孔Hに配置されるガス冷媒連絡管6b(連絡配管)を介して室内ユニット40に接続する。なお、調湿ユニット60は、貫通孔Hの近傍に設置されることが好ましい。
また、調湿ユニット60が加湿ユニットとして機能する場合には、図16に示すような冷媒回路10が形成される。
なお、調湿ユニット60は、鉛直方向に沿う壁面に背面部61bが接触するように取り付けられる。ただし、ケーシング61の背面部61bが、壁面に接触するように取り付けられなくてもよく、壁Wの壁面に対向するように取り付けられていればよい。例えば、壁面に平行に配置された枠体にケーシング61が取り付けられてもよい。
(1−3−3)調湿ユニットの動作
次に、調湿ユニット60の動作について説明する。ここでは、調湿ユニット60が加湿ユニットとして機能する場合の動作を説明する。なお、この場合、冷媒回路10が暖房運転の形態をとることで、熱交換器63がヒータとして機能する。
まず、調湿ユニット60では、吸着ファン64が回転駆動する。これにより、室外空気が吸着吸込口72から吸入される。また、吸着ファン64の回転駆動とともに、吸着ロータ62も回転駆動する。そして、吸着吸込口72から吸入された室外空気が吸着経路71を流れて吸着エリアA2で吸着ロータ62を通過する。この際、室外空気に含まれている水分が吸着ロータ62に吸着する。その後、室外空気は吸着吹出口73から排出される(図2Bの矢印A参照)。
また、調湿ユニット60では、脱離ファン65も回転駆動する。これにより、室外空気が脱離吸込口82から吸入される。また、脱離ファン65の駆動とともに、吸着ロータ62も回転駆動する。また、吸着ロータ62は熱交換器63により加熱される。そして、脱離吸込口82から吸入された室外空気が脱離経路81を流れて脱離エリアA1で吸着ロータ62を通過する。この際、吸着ロータ62が熱交換器63により加熱されているので、吸着ロータ62に吸着している水分が脱離して室外空気に放出される。水分量の増加した加湿空気は脱離吹出口83から排出され、調湿用ホース67を通じて室内ユニット40に運ばれる。そして、室内ユニット40から室内IDに加湿空気が供給される(図2Bの矢印B参照)。
なお、調湿ユニット60は、室内ユニット40の室内空気を室外ODへと排気することも可能である(図2Bの矢印C参照)。
(1−4)特徴
(1−4−1)
以上説明したように、本実施形態に係る調湿ユニット60では、第1空気流(脱離空気流)F1の空気の脱離吸込口82a,82b(第1吸込口)が、ケーシング61の正面部61aではなく、ケーシング61の左側面部61c,右側面部61d,上面部61e,下面部61fの少なくともいずれかの一面に形成されるので、壁Wの壁面に設置される場合でも、脱離吸込口82a,82b(第1吸込口)から吸い込まれる空気と、吸着ロータ62(吸着部材)に対して背面部61bから正面部61aに向かう第1空気流F1との干渉を回避できる。要するに、この調湿ユニット60では、ケーシング61の正面部61aには脱離吸込口82a,82bが形成されないので、脱離吸込口82a,82bから吸い込まれる空気と、吸着ロータ62に対して背面部61bから正面部61aに向かう第1空気流F1との干渉を回避できる。これにより、ケーシング61内部での通風抵抗を抑えることができるので、脱離吸込口82から吸い込む空気の量を少なくすることができる。結果として、調湿するために必要な空気の吸い込み量を確保することができる。
なお、上記説明において、調湿ユニット60は縦置き配置されるとしたが、調湿ユニット60の据付形態はこれに限るものではない。具体的に、調湿ユニット60は、縦置き配置を正面から見て90度回転させた「横置き配置」にしてもよい。
また、上記説明において、調湿ユニット60は壁Wの壁面に設置されるものとしたが、本実施形態に係る調湿ユニット60は壁Wの壁面から離して設置してもよいものである。
(1−4−2)
また、本実施形態に係る調湿ユニット60では、図3〜13に示すように、脱離吸込口82a,82b(第1吸込口)が、少なくともケーシング61における対向する二面に形成される。そのため、片方の脱離吸込口82aからの空気の吸い込みができない状況でも、他方の脱離吸込口82bから空気を吸い込むことができる。結果として、調湿するために必要な空気の吸い込み量を確保できる。
特に、調湿ユニット60が交差する壁の隅に設置される場合には、背面部61bに加え、左側面部61c又は右側面部61dのいずれか一つが壁面に対向することになる。このような状況であっても、本実施形態に係る調湿ユニット60であれば、壁面に対向していない側面部等に脱離吸込口が形成されているので、調湿するのに必要な空気の吸い込み量を確保できる。例えば、図3〜13に示す調湿ユニット60が、背面部61bに加え左側面部61cも壁面に対向して配置される場合、壁面に対向していない側の右側面部61dに脱離吸込口82bが形成されているので、調湿するのに必要な空気の吸い込み量を確保できる。
なお、本実施形態では、左側面部61c及び右側面部61dに脱離吸込口82a,82bが形成される例を説明したが、上面部61e及び下面部61fに脱離吸込口が形成されるものでもよい。これにより、調湿ユニット60を縦置き配置ではなく、縦置き配置を正面から見て90度回転させた「横置き配置」にした場合でも同様の効果を奏することができる。
(1−4−3)
また、本実施形態に係る調湿ユニット60は、吸着吸込口(第2吸込口)72が、ケーシング61の正面部61a,左側面部61c,右側面部61d,上面部61e,下面部61fの少なくともいずれかの一面に形成されるので、調湿するのに必要な空気の吸い込み量を確保できる。
補足すると、通常、調湿ユニット60が正面部61aで壁面に対向することはないので、吸着吸込口72(第2吸込口)をケーシング61の正面部61aに形成することで、空気の吸い込み量を増やすことができる。さらに、正面部61aで空気を多量に吸い込むことで、左側面部61c及び右側面部61dの吸い込み量を少なくすることができ、左側面部61c及び右側面部61dの吸込口を不要とする又は小さくすることができる。これにより、調湿ユニット60の薄型化を図ることができる。
(1−4−4)
また、本実施形態に係る調湿ユニット60では、吸着剤として高分子収着剤を用いることができる。高分子収着剤を用いた場合には、低温の加熱で水分の吸着及び脱離が可能となる。これにより低温再生の調湿ユニット60を実現することができる。
また、吸着剤として高分子収着剤を用いるときには、図17に示すように、吸着吸込口72s,72tが正面視で吸着ロータ62に重複しない位置に形成することが好ましい。高分子収着剤は紫外線により劣化することがあるが、吸着吸込口72を正面視で吸着ロータ62に重複しない位置に形成することで、耐光性を確保することができる。
特に、図18に示すように、調湿ユニット60が室外の壁面に配置されたときに、ケーシング61の正面部61aに吸着吸込口72又は脱離吸込口82が設けられていると、太陽光等による紫外線がケーシング61内部の吸着ロータ62まで到達することがある。そして、これにより、吸着剤の劣化が引き起こされることがある。このような状況に対し、吸着吸込口72s,72tを正面視で吸着ロータ62に重複しない位置に形成することで、耐光性を確保できる。これにより、低温再生の調湿ユニットであっても容易に室外に設置することができる。なお、図18の符号Mは窓等の建具を示している。
(1−4−5)
また、本実施形態に係る調湿ユニット60は、配管接続部66と、吸着吸込口(第2吸込口)72a,72b及び脱離吸込口(第1吸込口)82の少なくともいずれか一方とが、ケーシング61の同一の面に形成されている。そのため、配管接続部66の存在により、吸着吸込口72a,72b及び脱離吸込口82の少なくともいずれか一方の前方には作業空間が形成されることになるので、調湿するのに必要な空気の吸い込み量を確保できる。
補足すると、調湿ユニット60を壁面設置する場合には、配管接続部66への接続作業をするための作業用空間を確保する必要がある。そのため、配管接続部66が形成される側の前方空間には作業用空間が設けられる。ここで、本実施形態に係る調湿ユニット60では、吸着吸込口72a,72b及び脱離吸込口82の少なくともいずれか一方が、配管接続部66が形成される側のケーシング61の面に形成される。したがって、配管接続部66の存在により、吸着吸込口72a,72b及び脱離吸込口82の少なくともいずれか一方の前方には作業用空間が設けられることになるので、調湿するために必要な空気の吸い込み量を確保できるようになる。
(1−4−6)
また、本実施形態に係る調湿ユニット60は、貫通孔Hの近傍に設置される。そのため、調湿空気(加湿空気等)を室内に導入するために、脱離吹出口83に設けられる調湿用ホース67を短くすることができる。これにより、調湿用ホース67内に生じる結露等を抑制することができる。
なお、上記説明において「近傍」とは、貫通孔Hの大きさを基準に定義される。具体的には、貫通孔Hの1〜10倍程度の大きさの範囲内の距離をいう。
(1−5)変形例
(1−5−1)変形例1A
上記説明では、本実施形態に係る調湿ユニット60が、空気調和装置1の冷媒回路10に接続されるものとしたが、本実施形態に係る調湿ユニット60はこの構成に限定されるものではない。具体的には、本実施形態に係る調湿ユニット60は、冷媒回路10との接続を必ずしも必要とするものではない。例えば、調湿ユニット60は、熱交換器63に代えてヒータを内蔵し、内蔵したヒータにより吸着ロータ62を加熱するものでもよい。要するに、本実施形態に係る調湿ユニット60は壁Wに設置されるものであれば任意の形態をとり得るものである。
(1−5−2)変形例1B
上記説明では、一例として、本実施形態に吸着吸込口72(第2吸込口)が、ケーシング61の正面部61aに形成されるものとしたが、本実施形態に係る調湿ユニット60はこの構成に限定されるものではない。本実施形態に係る調湿ユニット60は、既述の図17に示すような形態であってもよい。また、本実施形態に係る調湿ユニット60は、吸着吸込口72を、少なくともケーシング61における対向する二面に形成するものでもよい。具体的には、図19,20に示すように、ケーシング61の左側面部61c及び右側面部61dにそれぞれ吸着吸込口72a,72bを形成する。これにより、片方の吸着吸込口72a(又は72b)からの空気の吸い込みができない状況でも、他方の吸込口72b(又は72a)から空気を吸い込むことができる。結果として、調湿するために必要な空気の吸い込み量を確保できる。
また、このような構成にすることで、正面部61aの吸着吸込口72を不要とする又は小さくすることができる。これにより、紫外線が吸着ロータ62に到達するのを容易に回避し得る構成をとることができ、吸着ロータ62の信頼性を高めることができる。
(1−5−2)変形例1C
上記説明では、配管接続部66と脱離吹出口83とが、ケーシング61の同一の面に形成されるとしたが、本実施形態に係る調湿ユニット60は、この構成に限定されるものではない。例えば、配管接続部66と脱離吹出口83とが、ケーシング61の対向する面に形成されるものでもよい。この場合、図21に示すように、調湿ユニット60は、配管接続部66が左側面部61cに形成され、脱離吹出口83sが右側面部61dに形成される。
このような構成によれば、ガス冷媒連絡管6a,6bと、調湿空気を排出するために脱離吹出口83sに設けられる調湿用ホース67との干渉を回避できる。これにより、設置する状況によっては、ガス冷媒連絡管6a,6b又は調湿用ホース67の引き回しを抑制することができる。
(1−5−4)変形例1D
上記説明では、空気調和装置1及び調湿ユニット60はそれぞれ別体として構成されるものとしたが、本実施形態に係る調湿ユニット60の構成は、これに限定されるものではない。
例えば、調湿ユニット60は、空気調和装置1の室外ユニット20に組み込まれるものであってもよい。この場合、図22に示すように、四路切換弁22の上流側に調湿ユニット60の熱交換器63が配置される。さらに、室外ユニット20は、図23に示すように、圧縮機21と調湿ユニット60の熱交換器63との間に電動弁29を設ける構成であってもよい。このような構成であれば、吸入加熱を付けて吐出温度を高くすることができる。また、室外ユニット20は、図24に示すように、調湿ユニット60の熱交換器63と四路切換弁22との間に電動弁29を設ける構成であってもよい。このような構成でも、吸入加熱を付けて吐出温度を高くすることができる。
(1−5−5)変形例1E
上記説明では、脱離空気流(ここでは、第1空気流F1)及び吸着空気流(ここでは、第2空気流F2)が対向流を形成していたが、本実施形態に係る調湿ユニット60の構成は、これに限定されるものではない。例えば、図25に示すように、吸着空気流も背面部61bから正面部61aに向かう空気流とし、脱離空気流及び吸着空気流が並行流を形成するような構成でもよい。図25に示す形態においては、ケーシング61の正面部61aに吸着吸込口72が形成される。吸着吸込口72は、正面視において、熱交換器63と実質的に同じ大きさを有している長方形状に形成される。吸着吸込口72にはグリッドが取り付けられる。なお、吸着吸込口72は、正面部61aに形成するのみならず、左側面部61c及び右側面部61dにも設けてもよいものである。
(1−5−6)変形例1F
上記説明では、図26に示すように、脱離ファン65が、吸着ロータ62に対して背面部61bから正面部61aに向かう第1方向の第1空気流F1(脱離空気流)を生成するものとしたが、本実施形態に係る調湿ユニットはこの構成に限定されるものではない。例えば、本実施形態に係る調湿ユニット60は、吸着ファン64が、吸着ロータ62に対して背面部61bから正面部61aに向かう第1方向の第1空気流F1(この場合は、吸着空気流)を生成するものでもよい。具体的には、図27に示すような、ケーシング61の内部構造を前後方向で反転させた調湿ユニット60により、このような構造が実現される。ただし、この場合は、正面部61aの吸着吸込口72が閉塞され、左側面部61c及び右側面部61dに吸着吸込口72a,72bが形成されることが好ましい。なお、図26,27は、調湿ユニット60のA−A矢視の断面方向における空気流の状態を説明するための模式図である。
このような構成であっても、吸着吸込口72a,72b(ここでは、第1吸込口)から吸い込まれる空気と、吸着ロータ62に対して背面部61bから正面部61aに向かう第1方向の第1空気流F1(ここでは、吸着空気流)との干渉を回避できる。これにより、ケーシング61の内部での通風抵抗を抑えることができるので、吸着吸込口72a,72bから吸い込む空気の量を少なくすることができる。結果として、調湿するために必要な空気の吸い込み量を確保し得る調湿ユニット60を提供できる。その他、吸着吸込口72、吸着ファン64、及び吸着吹出口73を含む吸着側の構成と、脱離吸込口82、脱離ファン65、及び脱離吹出口83を含む脱離側の構成とを読み替えることで、既述した議論がそのまま適用される。
<第2実施形態>
以下、既に説明した部分と同一の部分には略同一の符号を付し、重複した説明を省略する。なお、他の実施形態と区別するために、本実施形態では添え字Sを付すことがある。
本発明の第2実施形態に係る調湿ユニット60Sは、第1実施形態に係る調湿ユニット60とは利用態様が異なるものである。具体的には、本実施形態に係る調湿ユニット60Sは、室内ID内の空気を除湿する除湿ユニットとして機能する。
(2−1)調湿ユニット
図28は本実施形態に係る冷媒回路10Sの構成を示す模式図である。本実施形態では、調湿ユニット60Sが室外ODではなく、室内IDに設けられる。また、室内ユニット40Sは設けられておらず、室外ユニット20Sと調湿ユニット60Sとで冷媒回路10Sが構成される。
本実施形態に係る調湿ユニット60Sの構成は、第1実施形態に係る調湿ユニット60と同様である。ただし、調湿ユニット60Sの設置場所が室内IDであるため、調湿用ホース67Sには、室内IDから室外ODに向かうものが用いられる。
上述したように、本実施形態に係る調湿ユニット60Sは、室内IDに設置される。具体的には、調湿ユニット60Sは、図29に示すように、室外ユニット20S(別ユニット)と組になって貫通孔Hを有する壁Wを挟むように室内IDに設置される。そして、調湿ユニット60Sは、貫通孔Hに配置されるガス冷媒連絡管6a及び液冷媒連絡管5(連絡配管)を介して室外ユニット20Sに接続する。調湿ユニット60Sはこのような構成を有するので、室内空気が脱離吹出口83から排出され、調湿用ホース67を通じて室外ODに放出される。なお、調湿ユニット60Sは、貫通孔Hの近傍に設置されることが好ましい。
(2−2)特徴
本実施形態に係る調湿ユニット60Sは、第1実施形態に係る調湿ユニット60と同様の構成を有しており、第1実施形態に係る調湿ユニット60と同様の効果を有するものである。すなわち、調湿ユニット60Sでは、壁Wの壁面に設置される場合でも、ケーシング61の正面部61aには脱離吸込口82a,82bが形成されないので、脱離吸込口82a,82bから吸い込まれる空気と、吸着ロータ62に対して背面部61bから正面部61aに向かう第1空気流F1(吸着空気流)との干渉を回避できる。これにより、ケーシング61内部での通風抵抗を抑えることができる。
(2−3)変形例
本実施形態に係る調湿ユニット60Sは、第1実施形態に係る調湿ユニット60と同様の構成を有しており、第1実施形態に係る調湿ユニット60と同様の変形例を適用できる。
また、上記説明では、室内ユニット40Sが冷媒回路10Sから除かれていたが、本実施形態に係る装置全体の構成はこれに限定されるものではない。例えば、図30に示すように、冷媒回路10Sは室内ユニット40Sを具備するものでもよい。
<他の実施形態>
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
1 空気調和装置
5 液冷媒連絡管(連絡配管)
6a ガス冷媒連絡管(連絡配管)
6b ガス冷媒連絡管(連絡配管)
10 冷媒回路
10S 冷媒回路
20 室外ユニット
20S 室外ユニット
40 室内ユニット
40S 室内ユニット
60 調湿ユニット
60S 調湿ユニット
61 ケーシング
61a 正面部
61b 背面部
61c 左側面部(側面部)
61d 右側面部(側面部)
61e 上面部
61f 下面部
62 吸着ロータ(吸着部材)
63 熱交換器
64 吸着ファン(ファン)
65 脱離ファン(ファン)
66 配管接続部
66a 配管
66a1 曲げ部
66a2 先端
66b 配管
66b1 曲げ部
66b2 先端
66c カバー
67 調湿用ホース
72 吸着吸込口
72a 吸着吸込口
72b 吸着吸込口
72s 吸着吸込口
72t 吸着吸込口
73 吸着吹出口
82 脱離吸込口
82a 脱離吸込口
82b 脱離吸込口
83 脱離吹出口(調湿空気の吹出口)
A1 脱離エリア
A2 吸着エリア
F1 第1空気流
F2 第2空気流
H 貫通孔
W 壁
特開2014−129950号公報

Claims (6)

  1. 正面部(61a)、背面部(61b)、側面部(61c,61d)、上面部(61e)、及び下面部(61f)が少なくとも部分的に形成され、室内外を仕切る壁(W)の壁面に前記背面部が対向するケーシング(61)と、
    前記ケーシングの内部に収納され、空気中の水分を吸着するとともに、吸着している水分を加熱に応じて脱離する吸着剤を保持し、回転に応じて表面の一部が吸着エリア(A2)及び脱離エリア(A1)を通過する吸着ロータ(62)と、
    前記ケーシングの内部に収納され、前記吸着エリアを通過する空気流を生成するための吸着ファン(64)と、
    前記ケーシングの内部に収納され、前記脱離エリアを通過する空気流を生成するための脱離ファン(65)と、
    を備え、
    前記吸着ファン及び前記脱離ファンのいずれか一方は、前記吸着ロータに対して前記背面部から前記正面部に向かう第1方向の第1空気流(F1)を生成するものであり、
    前記第1空気流の空気を吸い込むための第1吸込口(82,82a,82b,72,72a,72b)が、前記ケーシングの、前記側面部、前記上面部、及び前記下面部の少なくともいずれかの一面に形成される、
    調湿ユニット(60,60S)。
  2. 前記第1吸込口(82a,82b,72a,72b)は、少なくとも前記ケーシングにおける対向する二面(61c,61d)に形成される、
    請求項1に記載の調湿ユニット。
  3. 前記吸着ファン及び前記脱離ファンの他方は、前記正面部から前記背面部に向かう第2方向の第2空気流(F2)を生成するものであり、
    前記第2空気流の空気を吸い込むための第2吸込口(72,72a,72b,82,82a,82b)が、前記ケーシングの前記正面部、前記側面部、前記上面部、及び前記下面部の少なくともいずれかの一面に形成される、
    請求項1または2に記載の調湿ユニット。
  4. 前記第2吸込口(72a,72b,82a,82b)は、少なくとも前記ケーシングにおける対向する二面(61c,61d)に形成される、
    請求項3に記載の調湿ユニット。
  5. 前記吸着剤は、高分子収着剤を含み、
    前記第2吸込口が、正面視で前記吸着ロータに重複しない位置に形成される、
    請求項3又は4に記載の調湿ユニット。
  6. 前記ケーシングの内部に設けられ、前記吸着ロータを加熱するための熱交換器(63)と、
    前記ケーシングの、前記側面部、前記上面部、及び前記下面部の少なくともいずれかの一面から突出して形成され、別ユニット(20,40)から延びる冷媒の連絡配管(5,6a,6b)と前記熱交換器とを接続するための配管接続部(66)と、
    をさらに備え、
    前記配管接続部と、前記第1吸込口及び前記第2吸込口の少なくともいずれか一方とが、前記ケーシングの同一の面に形成される、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の調湿ユニット。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022166010A1 (zh) * 2021-02-08 2022-08-11 广东美的制冷设备有限公司 空调器

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