JP2019027683A - Humidity control device - Google Patents
Humidity control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019027683A JP2019027683A JP2017147556A JP2017147556A JP2019027683A JP 2019027683 A JP2019027683 A JP 2019027683A JP 2017147556 A JP2017147556 A JP 2017147556A JP 2017147556 A JP2017147556 A JP 2017147556A JP 2019027683 A JP2019027683 A JP 2019027683A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- air
- air flow
- adsorbent
- humidity control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
- Central Air Conditioning (AREA)
Abstract
Description
本発明は、空気の湿度調節を行う調湿装置に関し、特に水分の吸着と脱離とを行う吸着材を備えた調湿装置に係るものである。 The present invention relates to a humidity control device that adjusts the humidity of air, and particularly relates to a humidity control device that includes an adsorbent that adsorbs and desorbs moisture.
従来より、吸着材による水分の吸着作用と脱離作用とを利用した調湿装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a humidity control apparatus that uses an adsorption action and a desorption action of moisture by an adsorbent is known.
この調湿装置は、外気を室内へ導入する外気導入経路と室内空気を室外に排気する排気放出経路を有しており、これらの経路にそれぞれ熱交換器が配置されている。これらの熱交換器は冷媒の循環方向の切替えにより凝縮器あるいは蒸発器として機能する。外気導入経路および排気放出経路には水分吸着手段が設けられている。 This humidity control apparatus has an outside air introduction path for introducing outside air into the room and an exhaust discharge path for exhausting room air to the outside, and a heat exchanger is arranged in each of these paths. These heat exchangers function as a condenser or an evaporator by switching the circulation direction of the refrigerant. Moisture adsorbing means is provided in the outside air introduction path and the exhaust discharge path.
上記調湿装置では、加湿暖房運転時には、排気放出経路において、室内空気は蒸発器として機能する熱交換器を通過する際に冷媒に吸熱され、温度が低下する。この室内空気が水分吸着手段を通過する際に、空気中の水分が水分吸着手段に吸着される。一方、外気導入経路においては、外気は凝縮器として機能する熱交換器を通過する際に加温される。加温された外気が水分吸着手段を通過する際に、水分吸着手段に吸着された水分が放出される。そして、水分が付与された外気は室内へ供給される。 In the humidity control apparatus, during humidification heating operation, in the exhaust discharge path, the indoor air is absorbed by the refrigerant when passing through the heat exchanger functioning as an evaporator, and the temperature decreases. When the room air passes through the moisture adsorption means, moisture in the air is adsorbed by the moisture adsorption means. On the other hand, in the outside air introduction path, outside air is heated when passing through a heat exchanger that functions as a condenser. When the heated outside air passes through the moisture adsorption means, the moisture adsorbed on the moisture adsorption means is released. And the external air to which moisture was given is supplied indoors.
しかし上記特許文献の発明では、加湿暖房運転を行う場合に、凝縮器によって加熱された空気は水分吸着手段を通過して室内へ供給されるまでの間の配管において冷やされてしまい、十分な暖房運転ができなくなるおそれがあった。 However, in the invention of the above-mentioned patent document, when performing the humidification heating operation, the air heated by the condenser is cooled in the piping until it passes through the moisture adsorbing means and is supplied to the room, and sufficient heating is performed. There was a risk of being unable to drive.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水分吸着手段を有する調湿装置において、水分吸着手段通過後の温度低下を抑制することである。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is suppressing the temperature fall after a water | moisture-content adsorption means passage in the humidity control apparatus which has a water | moisture-content adsorption means.
本発明の調湿装置は、少なくとも、室内を加湿する加湿モードでの運転が可能な調湿装置である。吸着材3と、吸着材3が配置される第1空気流路10および第2空気流路11と、冷媒回路2とを備える。吸着材3は、空気中から水分の吸着を行う吸湿部3aと、空気中へ水分を放湿する放湿部3bから構成される。第1空気流路10には、第1ファン8が配置され、吸着材3を通過した空気が室内へ導かれる。第2空気流路11には、第2ファン9が配置され、吸着材3を通過した空気が室外へ導かれる。冷媒回路2は、圧縮機21、第1熱交換器23a、第2熱交換器23b、第3熱交換器23cおよび膨張機構24を有する。加湿モードでの運転においては、圧縮機21から吐出された冷媒が、第1熱交換器23a、第2熱交換器23b、膨張機構24、第3熱交換器23cに順に流れるように前記冷媒回路2が制御される。第1熱交換器23aは、第1空気流路10における前記吸着材3の空気流れ上流側に配置され、第2熱交換器23bは、第1空気流路10における前記吸着材3の空気流れ下流側に配置される。第3熱交換器23cは第2空気流路11に配置される。
The humidity control apparatus of the present invention is a humidity control apparatus that can be operated at least in a humidification mode for humidifying a room. The
この構成によれば、加湿モードでの運転において、第1熱交換器23aで加熱した空気が吸着材3を通過して加湿された後、第2熱交換器23bを用いてさらに加熱できるため、吸着材3を通過した後の空気の温度低下を抑制できる。
According to this configuration, in the operation in the humidification mode, after the air heated by the
上記調湿装置1において、第3熱交換器23cは、第2空気流路11において吸着材3の空気流れ上流側に配置されてもよい。
In the
この構成によれば、蒸発器として機能する第3熱交換器23cによって、吸着材3を通過する空気の温度が低下されるため、より多くの水分を吸着材3に吸湿させることができる。
According to this configuration, since the temperature of the air passing through the
第3熱交換器23cが、第2空気流路11において吸着材3の空気流れ上流側に配置される調湿装置1において、冷媒回路2は、膨張機構24と第3熱交換器23cとの間に第4熱交換器23dをさらに有しており、第2空気流路11において、第4熱交換器23dは吸着材3の空気流れ下流側に配置されてもよい。
In the
この構成によれば、第3熱交換器23c通過後の空気は、吸着材3で吸湿する際に空気の温度が上昇して、第4熱交換器23dと熱交換する際の蒸発温度を上昇させるため、冷凍サイクルの効率を向上できる。
According to this configuration, the temperature of the air that has passed through the
上記調湿装置において、複数の熱交換器23a〜23dのうち、加湿モードでの運転において、蒸発器として機能する熱交換器の容積は、凝縮器として機能する熱交換器の容積よりも大きくしてもよい。
In the humidity control apparatus, among the plurality of
この構成によれば、加湿暖房運転時に、凝縮器と比較して蒸発器の容積が大きいため、低圧側の圧力を上げることができ、冷凍サイクルの効率を向上できる。 According to this configuration, since the volume of the evaporator is larger than that of the condenser during the humidifying and heating operation, the pressure on the low pressure side can be increased, and the efficiency of the refrigeration cycle can be improved.
上記調湿装置1において、冷媒回路2は、四路切替弁22をさらに有し、冷媒の循環方向を切替可能としてもよい。
In the
この構成によれば、冷媒の循環方向を切り換えることによって、第1空気流路10を流れる空気は、吸着材3によって水分を吸着され、除湿された空気を室内に給気する除湿モードでの運転が可能となる。
According to this configuration, by switching the refrigerant circulation direction, the air flowing through the first
この場合、圧縮機21から吐出された冷媒が、第3熱交換器23c、膨張機構24、第2熱交換器23b、第1熱交換器23aに順に流れる。
In this case, the refrigerant discharged from the
除湿モードが可能な調湿装置1において、第2熱交換器23bの容積は、第1熱交換器23aの容積よりも大きくしてもよい。
In the
この構成によれば、第1空気流路10の空気流れ下流側で蒸発器として機能する第2熱交換器23bの容積が大きいため、除湿冷房運転を行う場合に冷房能力を大きくすることができる。
According to this structure, since the volume of the
上記調湿装置1において、吸着材3は、第1空気流路10および第2空気流路11に跨って配置され、加湿モードでの運転においては、吸着材3のうち、第1空気流路10に位置する部分が放湿部3bを構成し、第2空気流路11に位置する部分が吸湿部3aを構成する。
In the
<本発明の実施形態>
(1)調湿装置1の全体構成
本実施形態に係る調湿装置1は、加湿された空気を室内へ供給する加湿暖房運転(加湿モードの一例)および、除湿された空気を室内へ供給する除湿冷房運転(除湿モードの一例)が可能に構成されている。この調湿装置1は、冷媒回路2と吸着材3とを備えている。吸着材3は、吸着材を通過する空気を加湿および除湿する。また、冷媒回路2は、後述する複数の熱交換器23a〜23dによって吸着材を通過する空気の温度を上昇または下降させ、吸着材3へ向かう空気の温度を上昇させることで吸着材3からの放湿量を増加させたり、吸着材3へ向かう空気を冷却することで相対湿度を変化させて吸着材3の水分の吸着量を増加させたりする。また、前記熱交換器23a〜23dは、室内へ供給する空気の暖房あるいは冷房を行う機能を有する。
<Embodiment of the present invention>
(1) Whole structure of
(1−1)調湿装置1の機器構成
図1に本実施例における調湿装置1の機器構成を示す。本実施形態では、空調対象室(室内)の外壁Wに調湿装置1が配置される。調湿装置1は、ケーシング4を備えている。ケーシング4の外壁W側には、室内空気RAを装置内へ導入するための第1吸込口6aおよび、調湿した空気を室内へ導出するための第1吹出口6bが形成されている。第1吸込口6aおよび第1吹出口6bは、それぞれ外壁Wに設けられた貫通孔Hを介して空調対象室の空気を調湿装置1へ導入/導出する。また、ケーシング4の外壁W側と反対側の面には、上部に室外空気を調湿装置1へ導入するための第2吸込口7aが、下部に吸着材通過後の空気を室外へ排出するための第2吹出口7bが形成されている。
(1-1) Device Configuration of
調湿装置1は、ケーシング4内に、第1ファン8、第2ファン9および円板形状の吸着材3を備えている。第1ファン8および第2ファン9には、例えばターボファンなどの遠心ファンが用いられる。ケーシング4の内部は仕切板5によって、第1空気流路10と第2空気流路11とに分離されている。第1空気流路10においては、第1ファン8によって第1吸込口6aから空調対象室の室内からの空気が調湿装置1内に導入され(RA)、装置内で加湿/除湿された空気が第1吹出口6bから給気される(SA)。第2空気流路11においては、第2ファン9によって第2吹吸込口7aから室外からの空気が調和装置1内へ導入され(OA)、装置内で除湿/加湿された空気が第2吹出口7bから排気される(EA)。
The
吸着材3は第1空気流路10と第2空気流路11に跨って設けられている。吸着材3は、円板状に形成され、例えば、ハニカム状に形成された基材の表面に吸着剤を担持させて構成されている。つまり、吸着材3は、その厚さ方向に空気を通過させることができ、通過する空気と吸着剤とを接触させるように構成されている。
The
この吸着材3は、空気中から水分を吸着する吸湿部3aと、空気中へ水分を放出する放湿部3bから構成されている。加湿暖房運転においては、吸湿材3のうち、第1空気流路10に位置する部分が放湿部3bを構成し、第2空気流路11に位置する部分が吸湿部3aを構成する。除湿冷房運転においては、吸湿材3のうち、第1空気流路10に位置する部分が吸湿部3aを構成し、第2空気流路11に位置する部分が放湿部3bを構成する。
The
また、吸着材3は、円板の略中心を軸心として回転可能に構成されている。吸着材3が回転することによって、例えば、加湿暖房運転では、第1空気流路10を流れる空気と接触した吸着材3の部分(放湿部3b)は、回転に伴って第2空気流路11に移動する。一方、第2空気流路11を流れる空気と接触した吸着材3の部分(吸湿部3a)は、吸着材3の回転に伴って第1空気流路10に再び移動する。こうすることで、放湿部3bと吸湿部3aの境界が回転に伴って移動し、第1空気流路10を通流する空気と第2空気流路11を通流する空気との潜熱が交換される。
Further, the
上記のように、室内からの空気を導入し、吸着材3によって調湿された空気を室内へ再び導くための空気通路は調湿装置1内の外壁W側に、つまり、空調対象室に近い側に設けられる。一方、室外からの空気を導入し、吸着材3が含む水分量を調整した後の空気を室外に再び導くための空気通路は調湿装置1内の外壁Wとは反対側に、空調対象室から遠い側に設けられる。
As described above, the air passage for introducing the air from the room and guiding the air conditioned by the
また、本実施形態では、第1空気流路10において吸着材3を通過する空気と、第2空気流路11において吸着材3を通過する空気とが、並行流になるように構成されている。並行流とした場合、第1空気流路10および第2空気流路11における吸着材3を通過する際の圧力損失の差を小さくすることができるため、ファンによる送風の風量ロスを減少させることができる。
In the present embodiment, the air passing through the adsorbent 3 in the first
第1空気流路10には、後述する冷媒回路2の第1熱交換器23aと第2熱交換器23bとが設置されており、第2空気流路11には第3熱交換器23cと第4熱交換器23dとが設置されている。さらに、第1空気流路10における吸着材3の上流側には第1熱交換器23aが設置され、下流側には第2熱交換器23bが設置されている。第2空気流路11の吸着材3の上流側には第3熱交換器23cが設置され、下流側には第4熱交換器23dが設置されている。
The first
(1−2)冷媒回路2の構成
調湿装置1に備えられた冷媒回路2について、図2を参照しながら説明する。
冷媒回路2は、圧縮機21と、四路切替弁22と、第1熱交換器23aおよび第2熱交換器23bと、膨張機構である膨張弁24と、第3熱交換器23cおよび第4熱交換器23dとが接続されて閉回路となっている。この冷媒回路2は、冷媒が充填されており、この冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されている。なお、四路切替弁22には、冷媒回路2の配管が接続可能な第1から第4のポートが設けられている。この四路切替弁22の動作により、第1ポート22aと第3ポート22cとが連通すると同時に第2ポート22bと第4ポート22dとが連通する状態( 図2(a)に示す状態)と、第1ポート22aと第4ポート22dとが連通すると同時に第2ポート22bと第3ポート22cとが連通する状態( 図2(b)に示す状態)とに切り替え自在となっている。これにより、第1熱交換器23aおよび第2熱交換器23bが凝縮器として動作し、第3熱交換器23cおよび第4熱交換器23dが蒸発器として動作する加湿暖房運転(図2(a)に示す状態)と、第1熱交換器23aおよび第2熱交換器23bが蒸発器として動作し、第3熱交換器23cおよび第4熱交換器23dが凝縮器として動作する除湿冷房運転( 図2(b)に示す状態)とを切り替えることができる。膨張弁に代えてキャピラリ等の別の膨張機構を用いてもよい。
(1-2) Configuration of Refrigerant Circuit 2 The refrigerant circuit 2 provided in the
The refrigerant circuit 2 includes a
なお、本実施形態においては、第2熱交換器23bの容積は、前記第1熱交換器23aの容積と比較して大きく構成されており、また、第3熱交換器23cと第4熱交換器23d合計容積は、第1熱交換器23aと第2熱交換器23bの合計容積よりも大きく構成されている。
In the present embodiment, the volume of the
(1−3)調湿装置1の制御
図3に記載された、調湿装置1の制御のために必要なセンサ類の説明をする。冷媒回路2には、第1熱交換器23aの配管温度を検出する温度センサ12a、第2熱交換器23bの配管温度を検出する温度センサ12b、第3熱交換器23cの配管温度を検出する温度センサ12c、第4熱交換器23dの配管温度を検出する温度センサ12d、および、圧縮機21の吐出温度を検出する温度センサ12eが設けられている。また、第1空気流路10には、第1熱交換器23aの出口空気温度と湿度(相対湿度もしくは絶対湿度、または露点でもよい。以降、温湿度センサの湿度という記述では同様の意味を表す。)を検出する温湿度センサ13a、第2熱交換器23bの出口空気温度と湿度を検出する温湿度センサ13bが、第2空気流路11には、第3熱交換器23cの出口空気温度と湿度を検出する温湿度センサ13c、第4熱交換器23dの出口空気温度と湿度を検出する温湿度センサ13dが設けられている。
(1-3) Control of
これらの他に、調湿装置1には、室外空気OAの空気温度と湿度を検出する温湿度センサ13eおよび室内空気RAの空気温度と湿度を検出する温湿度センサ13fが設けられている。これらの温度センサ12a〜12eおよび温湿度センサ13a〜13fは、調湿装置1を制御する制御部14に接続される。制御部14ではこれらの温湿度情報を取得し、アクチュエータである圧縮機21、膨張弁24、第1ファン8、第2ファン9、四路切替弁22やその他のアクチュエータを制御する。
In addition to these, the
(2)加湿暖房運転における動作説明
(2−1)加湿暖房運転における冷媒回路2の動作説明
調湿装置1の加湿暖房運転時での冷媒回路の動作を図2(a)を参照して説明する。加湿暖房運転では、四路切替弁22が図2(a)で示す状態に切り換えられる。つまり、圧縮機21の吐出側が第1熱交換器23aの一端側に接続され、圧縮機21の吸入側が第3熱交換器23cの一端側に接続される。この場合第1熱交換器23aおよび第2熱交換器23bは凝縮器として作用し、第3熱交換器23cおよび第4熱交換器23dは蒸発器として作用する。
(2) Operation explanation in humidification heating operation (2-1) Operation explanation of refrigerant circuit 2 in humidification heating operation Operation of the refrigerant circuit at the time of humidification heating operation of the
圧縮機21から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切替弁22を通って、第1熱交換器23a(凝縮器)に流入し、第1熱交換器23aで第1ファン8によって室内から導入された空気RAと熱交換されることによって凝縮して液化する。第1熱交換器23aから流出した冷媒は、第2熱交換器23b(凝縮器)に流入し、吸着材3の放湿部3bを通過して水分を付与された空気とさらに熱交換する。第1熱交換器23aおよび第2熱交換器23bにおいて液化した低温高圧の液冷媒は、膨張弁24を通過して膨張し、低温低圧の液冷媒へと変化する。膨張弁24を通過した液冷媒は、蒸発器として作用する第4熱交換器23d(蒸発器)に流入し、第2ファン9によって室外から導入された空気OAが吸着材3を吸湿部3aを通過して水分が減少した空気と熱交換する。第4熱交換器23dから流出した冷媒は、第3熱交換器23c(蒸発器)に流入し、前記空気OA(吸着材3を通過する前の空気)とさらに熱交換してガス冷媒となる。第4熱交換器23dおよび第3熱交換器23cで蒸発したガス冷媒は、四路切替弁22から圧縮機21に吸入される。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
(2−2)加湿暖房運転における空気の流れ
次に、調湿装置1の加湿暖房運転時における空気の流れを説明する。加湿暖房運転において、調湿装置1の第2空気流路11では、室外より導入された空気OAが第3熱交換器23c(蒸発器)に送り込まれる。ここで導入された空気OAは第3熱交換器23cと熱交換して冷却される。空気が冷却されることによって、導入空気の相対湿度が上昇するため、吸着材3の吸湿部3aは水分を吸着しやすくなる。第3熱交換器23cを通過した空気は、吸着材3の吸湿部3aに流入して水分が吸着され、除湿される。吸着材3を通過した空気は第4熱交換器23d(蒸発器)とさらに熱交換して冷却され、室外へ排出される(EA)。この一連の過程で、外気から得た水分が吸着材3に吸着される。
(2-2) Air Flow in Humidification Heating Operation Next, the air flow during the humidification heating operation of the
一方、第1空気流路10では、室内より導入された空気RAが第1熱交換器23a(凝縮器)に送り込まれる。ここで空気RAは凝縮器と熱交換して加熱される。空気が加熱されることによって、相対湿度が低くなるため、吸着材3は水分を放出しやすくなる。その後、加熱された空気は、吸着材3の放湿部3bに流入し、吸着材3から水分が放湿されることで加湿される。そして、加湿された空気は第2熱交換器23b(凝縮器)と熱交換してさらに加熱され、室内へ供給される(SA)。空気の温度は、吸着材3の放湿部3bを通過して加湿される際に気化熱により低下するが、その後、第2熱交換器23bによって再び加熱され、上昇する。これにより、加湿暖房運転に十分な空気温度まで上昇させた空気を室内へ供給することができる。
On the other hand, in the first
(2−3)加湿暖房運転における空気の状態変化の説明
図4の空気線図を用いて加湿暖房運転における空気の状態変化を説明する。なお、図4において、縦軸は絶対湿度、横軸は乾球温度である。図4(a)において、調湿装置1の加湿暖房運転における第1空気流路10では、室内から導入された空気RA(状態C1)が、第1熱交換器23a(凝縮器)に送られて、熱交換して加熱され、相対湿度は低下する(状態C2)。相対湿度が低下した空気(状態C2)は、吸着材3の放湿部3bに流入し、等エンタルピ過程で水分が脱離され、絶対湿度が上昇する(状態C3)。絶対湿度が上昇した空気(状態C3)は、吸着材3の放湿部3bの第1空気流路10の下流に設置される第2熱交換器23b(凝縮器)に送られ、熱交換することにより温度が上昇し(状態C4)、空調対象室に供給される(SA)。
(2-3) Explanation of Air State Change in Humidification Heating Operation The air state change in the humidification heating operation will be described using the air diagram of FIG. In FIG. 4, the vertical axis represents absolute humidity and the horizontal axis represents dry bulb temperature. 4A, in the first
このように、第1熱交換器23aとの熱交換によって空気温度が上昇した後、吸着材での加湿によって空気温度は低下するが、第2熱交換器23bとの熱交換によって再び上昇される。これにより、高温の加湿空気を空調対象室に供給することが可能となり、暖房能力の低下を抑制することができる。
As described above, after the air temperature rises due to heat exchange with the
図4(b)において、第2空気流路11では、室外より導入された空気OA(状態C5)は、第3熱交換器23c(蒸発器)に送り込まれ、冷却されることにより、排出空気の相対湿度が上昇する(状態C6)。相対湿度が上昇した排出空気(状態C6)は吸着材3の吸湿部3aに流入し、等エンタルピ過程で水分を吸着されて、排出空気の絶対湿度は低下する(状態C7)。この空気(状態C7)は第4熱交換器23d(蒸発器)に送られ、再び冷却される(状態C8)。そして、冷却された空気(状態C8)が室外へ排出される(EA)。
In FIG. 4B, in the second
以上のように、第2空気流路11においては、空気が吸着材3を通過する際に吸着熱により空気温度は上昇するが、第4熱交換器23d(蒸発器)を利用してこの吸着熱を回収する。これにより、冷凍サイクルの効率を向上させることができる。
As described above, in the second
(2−3)加湿暖房運転における冷凍サイクルの説明
図5は、加湿暖房運転における冷凍サイクルをp−h線図上に表したものである。加湿暖房運転において、第2熱交換器23bは過冷却域になるように制御される。こうすることで、加湿暖房運転において凝縮器として機能する第1熱交換器23aおよび第2熱交換器23bのうち、高温の冷媒が流れる第1熱交換器23aと熱交換した空気のみを吸着材3の放湿部3bへ送ることができる。つまり、過冷却域を通過した空気は放湿部3bへ送られない。これにより、吸着材3を通過する空気の温度を高くすることが可能となるため、放湿部3bでの放湿量を増加させることができる。
(2-3) Description of refrigeration cycle in humidifying and heating operation FIG. 5 shows a refrigeration cycle in a humidifying and heating operation on a ph diagram. In the humidifying and heating operation, the
過冷却域の第2熱交換器23bは、吸着材3通過後の加湿空気の再加熱に用いられ、この過冷却量を増減させることにより、吸着材3を通過した後の空気の加熱量を調整する。過冷却域の調整は、圧縮機21の運転周波数の増減によって行う。例えば、加湿暖房運転において、空調対象室への吹出温度が低い場合は、圧縮機21の運転周波数を増加させ、過冷却域での熱交換を増大させればよい。吹出温度以外にも、温度センサ12bによって検出される第2熱交換器23bの配管温度、あるいは温湿度センサ13bにより検出される第2熱交換器23bの出口空気温度によって、圧縮機21の周波数の制御をしてもよい。
The
一方、本実施形態の加湿暖房運転において、第3熱交換器23cは過熱域になるように制御される。こうすることで、導入される空気の第3熱交換器23cにおける冷却量が小さくなるので、第3熱交換器23cにおける結露を抑制することができる。吸着材3へ向かう空気の水分量の減少を抑制できるため、吸着材3での吸湿量を確保することができる。
On the other hand, in the humidification heating operation of this embodiment, the
また、第3熱交換器23cと第4熱交換器23dの合計容積は、第1熱交換器23aと第2熱交換器23bの合計容積と比較して大きく構成されている。このため、加湿暖房運転においては、凝縮器と比較して蒸発器の容積が大きくなるため、低圧側の圧力を上げることができ、効率よく加湿暖房運転を行うことができるようになっている。
The total volume of the
(3)除湿モードでの運転における動作説明
(3−1)除湿冷房運転における冷媒回路2の動作説明
調湿装置1の除湿冷房運転時での冷媒回路の動作を図2(b)を参照して説明する。冷房除湿運転では、四路切替弁22が図2(b)で示す状態に切り換えられる。つまり、圧縮機21の吐出側が第3熱交換器23cの一端側に接続され、圧縮機21の吸入側が第1熱交換器23aに接続される。この場合、第1熱交換器23aおよび第2熱交換器23bが蒸発器として作用し、第3熱交換器および第4熱交換器は凝縮器として作用する。
(3) Operation explanation in operation in dehumidification mode (3-1) Operation explanation of refrigerant circuit 2 in dehumidification cooling operation The operation of the refrigerant circuit in the dehumidification cooling operation of the
圧縮機21から吐出された高温高圧のガス冷媒は、四路切替弁22を介して第3熱交換器23c(凝縮器)に流入し、第3熱交換器23cで第2ファン9によって導入された室外空気OAと熱交換されることによって凝縮して液化する。第3熱交換器23cから流出した冷媒は、第4熱交換器23d(凝縮器)に流入し、吸着材3の放湿部3bを通過した空気と熱交換されて液冷媒となる。第3熱交換器23cおよび第4熱交換器23dで液化した液冷媒は膨張弁24を通過し、低温低圧の液冷媒へと変化し、第2熱交換器23b(蒸発器)へ流入する。 第2熱交換器23bへ流入した冷媒は第1ファン8によって室内から導入された空気RAと熱交換して蒸発した後、第1熱交換器23aへ流入して吸着材3の吸湿部3aを通過した空気と熱交換してガス冷媒へと変化する。第2熱交換器23bおよび第1熱交換器23aで蒸発して気化したガス冷媒は、四路切替弁22を経由して圧縮機21に吸入される。
The high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the
(3−2)除湿冷房運転における空気の流れ
次に、調湿装置1の除湿冷房運転時における空気の流れを説明する。除湿冷房運転において、調湿装置1の第1空気流路10では、室内より導入された空気RAが第1熱交換器23a(蒸発器)に送り込まれる。ここで空気RAは第1熱交換器23aと熱交換して冷却される。導入空気が冷却されることによって、導入空気の相対湿度が上昇するため、吸着材3の吸湿部3aは水分を吸着しやすくなる。その後、冷却された空気は吸着材3の吸湿部3aに流入し、水分が吸着されて除湿される。さらに除湿された空気は第2熱交換器23b(蒸発器)と熱交換して冷却され、空調対象室へ供給される(SA)。この一連の過程で、室内空気から得た水分が吸着材3に吸着される。
(3-2) Air Flow in Dehumidifying and Cooling Operation Next, the air flow in the dehumidifying and cooling operation of the
一方、第2空気流路11では、室外より導入された空気OAが第3熱交換器23c(凝縮器)に送り込まれ、加熱される。空気が加熱されることによって、空気の相対湿度が低くなるため、吸着材3の放湿部3bは水分を放出しやすくなる。第3熱交換器23cで加熱された空気は、吸着材3の放湿部3bに流入して吸着材3は放湿され、空気は加湿される。そして、吸着材3を通過した空気は第4熱交換器23d(凝縮器)と熱交換してさらに加熱され、室外へ排出される(EA)。
On the other hand, in the second
(3−3)除湿冷房運転における空気の状態変化の説明
図6の空気線図を用いて除湿冷房運転における空気の状態変化を説明する。図6は、図4と同様に、縦軸は絶対湿度、横軸は乾球温度を示している。図6(a)において、調湿装置1の除湿冷房運転における第1空気流路10では、室内から導入された空気RA(状態C1)は、第1熱交換器23a(蒸発器)に送り込まれ、冷却されることにより相対湿度が上昇する(状態C2)。この空気(状態C2)は吸着材3の吸湿部3aに流入し、等エンタルピ過程で水分を吸着されて絶対湿度が低下する(状態C3)。絶対湿度が低下した空気(状態C3)は第2熱交換器23b(蒸発器)に送られて再び冷却され(状態C4)、空調対象室に供給される(SA)。
(3-3) Description of Air State Change in Dehumidifying Cooling Operation The air state change in the dehumidifying cooling operation will be described using the air diagram of FIG. In FIG. 6, as in FIG. 4, the vertical axis represents absolute humidity and the horizontal axis represents dry bulb temperature. 6A, in the first
このように、第1空気流路10において吸着材3の吸湿部3aの空気流れ下流側に第2熱交換器23b(蒸発器)を配置することにより、吸着材3の吸着熱による温度上昇分の顕熱を第2熱交換器23bを用いて除去することができるため、より冷却された空気を室内へ導入することが可能となる。また、吸着材3の吸着熱を回収することにより、冷凍サイクルの効率を向上させることができる。
In this way, by arranging the
図6(b)において、第2空気流路11では、室外OAより導入された空気OA(状態5)が第3熱交換器23c(凝縮器)に送られて加熱され、相対湿度は低下する(状態C6)。この空気(状態C6)は、吸着材3の放湿部3bに流入し、等エンタルピ過程で水分を放湿され、絶対湿度が上昇する(状態C7)。吸着材3を通過した空気(状態C7)は、吸着材3の放湿部3bの空気流れ下流側に設置される第4熱交換器23d(凝縮器)に送られ、熱交換することにより温度が上昇する。この加熱された空気(状態C8)が、室外へ排出される(EA)。
In FIG. 6 (b), in the second
また、第2空気流路11においては、吸着材3の再生に第3熱交換器23cの熱回収を利用するとともに、吸着材3の放湿によっての温度低下した空気を、さらに第4熱交換器23dの熱回収にも利用できるため、冷凍サイクルの効率を向上することができる。
Further, in the second
(3−4)除湿冷房運転モードにおける冷凍サイクル上の動作
図7は、冷房除湿運転における冷凍サイクルをp−h線図上に表したものである。除湿冷房運転においては、第1熱交換器23aが過熱域となるように制御している。こうすることで、第2空気流路の空気が第1熱交換器23aで過度に冷却されて除湿されることを防止し、吸着材3による除湿量を増加させることができる。
(3-4) Operation on the refrigeration cycle in the dehumidifying and cooling operation mode FIG. 7 shows the refrigeration cycle in the cooling and dehumidifying operation on the ph diagram. In the dehumidifying and cooling operation, the
また、第2熱交換器23bの容積は、第1熱交換器23aの容積と比較して大きく構成されている。こうすることで、第1空気流路10下流側の蒸発器の容積が大きくなり、除湿運転と合わせて冷房運転を行う際の冷房能力を大きくすることができる。
Moreover, the volume of the
(4)変形例
(4−1)変形例A
上記実施形態においては、第1〜第4熱交換器23a〜23dの4つの熱交換器を有する冷媒回路2を備えた調湿装置1について説明したが、第2空気流路に配置される熱交換器は分割せずに冷媒回路を構成するようにしてもよい。すなわち、第1〜第3熱交換器23cの3つの熱交換器を有する冷媒回路2を備えた調湿装置1としてもよい。本変形例においては、図8に示すように、冷媒回路2は、圧縮機21と、冷媒制御手段である四路切替弁22と、第1熱交換器23aおよび第2熱交換器23bと、膨張機構である膨張弁24および第3熱交換器23cとが接続されて閉回路となっている。上記実施形態と同様に、第1空気流路10には第1熱交換器23aと第2熱交換器23bとが設置されているが、第2空気流路11には吸着材3の空気流れ上流側に第3熱交換器23cが設置され、下流側には熱交換器が設置されない。
(4) Modification (4-1) Modification A
In the said embodiment, although the
(4−2)変形例B
上記実施形態においては、第1空気流路10において吸着材3を通過する空気と、第2空気流路11において吸着材3を通過する空気とが、並行流になるように構成される調湿装置1について説明したが、第1空気流路10において吸着材3を通過する空気と、第2空気流路11において吸着材3を通過する空気とが、対向流になるように構成されるようにしても良い。
(4-2) Modification B
In the embodiment described above, the humidity is configured such that the air passing through the adsorbent 3 in the first
この場合、外壁Wに設けられた貫通孔Hの上部側に調湿した空気を再び室内へ吹き出すための第1吹出口6bが、下部側に室内空気RAを吸い込むための第1吸込口6aが面するように配設しても良いし、図9に示すように、第1空気流路の構成は本実施形態と同じようにして、ケーシング4の外壁Wと反対側の面の上端側に第2吹出口7bを、下端側に室外空気を吸い込むための第2吹吸込口7aを有するようにしても良い。吸着材3を通過する空気を対向流とすることで、第1空気流路10において吸着材3を通過する空気と吸着材3との相対湿度差を大きくできるため、加湿性能を向上させることができる。
In this case, the
(4−3)変形例C
上記実施形態においては、空調対象室から空気を導入し(RA)、再び空調対象室に給気する(SA)ための第1空気流路10と、室外から空気を導入し(OA)、再び室外に排出する(EA)ための第2空気流路11とで構成される調湿装置1を示した。しかし、室外から空気を導入し(OA)、室内に給気する(SA)ための第1空気流路10と、室内から空気を導入し(RA)、室外に排出する(EA)ための第2空気流路11とで構成される調湿装置1としてもよい。
(4-3) Modification C
In the above-described embodiment, air is introduced from the air-conditioning target room (RA), air is again supplied to the air-conditioning target room (SA), and air is introduced from the outside (OA). The
以上、本発明の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨および範囲から逸脱することない範囲であれば、詳細は適宜変更して実施してよい。
例えば、調湿装置1が外壁Wに設置される場合を説明したが、空調対象室内に設置してもよい。また、第1吸込口6a、第1吹出口6b、第2吹吸込口7aおよび第2吹出口7bの配置は一例であり、設置場所等によって適宜変更してよく、貫通孔Hを2か所以上設けてもよい。また、上述した実施形態および変形例を適宜組合せたものを、本発明の一実施形態としてもよい。
また、第1ファン8、第2ファン9は、前記実施形態のように各空気流路の下流側に設けるのではなく、上流側に設けてもよい。
また、室内に連通する第1吸込口6a、第1吹出口6bについて、前記実施形態のように調湿装置の上部にまとめて設けるのではなく、調湿装置の下部にまとめて設けてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the details may be changed as appropriate without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims.
For example, although the case where the
Further, the
Further, the
また、前記実施形態では仕切板5を壁に平行に設けて第1空気流路10を外壁Wに近い側に、第2空気流路11を外壁Wから遠い側に配置するように構成したが、仕切板5を壁に垂直に設けて両流路が外壁Wに沿って並ぶように配置してもよい。
また、空気の流れる方向について、前記実施形態のように空気が鉛直方向に沿って流れるのではなく、水平方向に沿って流れるように構成してもよい。この場合、第1空気流路10と第2空気流路11が上下に並ぶように配置されてもよい。
In the above embodiment, the
Moreover, you may comprise so that air may flow along a horizontal direction instead of flowing along a perpendicular direction like the said embodiment about the direction through which air flows. In this case, the first
1 調湿装置、2 冷媒回路、3 吸着材、3a 吸湿部、3b 放湿部、4 ケーシング、5 仕切板、6a 第1吸込口、6b 第1吹出口、7a 第2吹吸込口、7b 第2吹出口、8 第1ファン、9第2ファン、10 第1空気流路、 11 第2空気流路、 12a〜12e 温度センサ、13a〜13f 温湿度センサ、14 制御部、21 圧縮機、22 四路切替弁、22a 第1ポート、22b 第2ポート、22c 第3ポート、22d 第4ポート、23a 第1熱交換器、23b 第2熱交換器、23c 第3熱交換器、23d 第4熱交換器、24 膨張弁、W 外壁、H 貫通孔
DESCRIPTION OF
Claims (8)
空気中から水分の吸着を行う吸湿部(3a)と、空気中へ水分を放湿する放湿部(3b)と、を構成する吸着材(3)と、
前記吸着材(3)が配置され、前記吸着材(3)を通過した空気を室内へ導く第1空気流路(10)と、
前記吸着材(3)が配置され、前記吸着材(3)を通過した空気を室外へ導く第2空気流路(11)と、
前記第1空気流路(10)の空気流れを生成する第1ファン(8)と、
前記第2空気流路(11)の空気流れを生成する第2ファン(9)と、
圧縮機(21)、第1熱交換器(23a)、第2熱交換器(23b)、第3熱交換器(23c)および膨張機構(24)を有する冷媒回路(2)と、
を備え、
前記加湿モードでの運転においては、前記圧縮機(21)から吐出された冷媒が、第1熱交換器(23a)、第2熱交換器(23b)、前記膨張機構(24)、第3熱交換器(23c)に順に流れるように前記冷媒回路(2)が制御され、
前記第1熱交換器(23a)は、第1空気流路(10)における前記吸着材(3)の空気流れ上流側に配置され、
前記第2熱交換器(23b)は、第1空気流路(10)における前記吸着材(3)の空気流れ下流側に配置されており、
前記第3熱交換器(23c)は前記第2空気流路(11)に配置される、調湿装置(1)。 At least a humidity control device capable of operating in a humidifying mode for humidifying the interior of the room,
An adsorbent (3) comprising a moisture absorption part (3a) for adsorbing moisture from the air and a moisture release part (3b) for moisture release to the air;
A first air flow path (10) in which the adsorbent (3) is arranged and guides the air that has passed through the adsorbent (3) into the room;
A second air flow path (11) for arranging the adsorbent (3) and guiding the air that has passed through the adsorbent (3) to the outside;
A first fan (8) for generating an air flow in the first air flow path (10);
A second fan (9) for generating an air flow in the second air flow path (11);
A refrigerant circuit (2) having a compressor (21), a first heat exchanger (23a), a second heat exchanger (23b), a third heat exchanger (23c) and an expansion mechanism (24);
With
In the operation in the humidification mode, the refrigerant discharged from the compressor (21) is converted into the first heat exchanger (23a), the second heat exchanger (23b), the expansion mechanism (24), and the third heat. The refrigerant circuit (2) is controlled so as to flow to the exchanger (23c) in order,
The first heat exchanger (23a) is disposed on the air flow upstream side of the adsorbent (3) in the first air flow path (10),
The second heat exchanger (23b) is disposed on the downstream side of the air flow of the adsorbent (3) in the first air flow path (10),
The humidity controller (1), wherein the third heat exchanger (23c) is disposed in the second air flow path (11).
前記第3熱交換器(23c)は、前記第2空気流路(11)における前記吸着材(3)の空気流れ上流側に配置される、
調湿装置。 The humidity control apparatus according to claim 1,
The third heat exchanger (23c) is disposed on the air flow upstream side of the adsorbent (3) in the second air flow path (11).
Humidity control device.
前記冷媒回路(2)は、前記膨張機構(24)と前記第3熱交換器(23c)との間に第4熱交換器(23d)をさらに有しており、
前記第2空気経路(11)において、前記第4熱交換器(23d)は前記吸着材(3)の空気流れ下流側に配置される、調湿装置。 The humidity control apparatus according to claim 2,
The refrigerant circuit (2) further includes a fourth heat exchanger (23d) between the expansion mechanism (24) and the third heat exchanger (23c),
In the second air path (11), the fourth heat exchanger (23d) is disposed on the downstream side of the air flow of the adsorbent (3).
前記複数の熱交換器(23a〜23d)のうち、加湿モードでの運転において、蒸発器として機能する前記熱交換器の容積は、凝縮器として機能する前記熱交換器の容積よりも大きい、
調湿装置。 It is a humidity control apparatus of Claims 1-3,
Among the plurality of heat exchangers (23a to 23d), in operation in the humidification mode, the volume of the heat exchanger that functions as an evaporator is larger than the volume of the heat exchanger that functions as a condenser.
Humidity control device.
前記冷媒回路(2)は、四路切替弁(22)をさらに有し、
前記冷媒の循環方向を切替可能である、
調湿装置。 The humidity control apparatus according to claim 2, wherein
The refrigerant circuit (2) further includes a four-way switching valve (22),
The circulation direction of the refrigerant can be switched,
Humidity control device.
前記圧縮機(21)から吐出された冷媒が、前記第3熱交換器(23c)、前記膨張機構(24)、前記第2熱交換器(23b)、前記第1熱交換器(23a)に順に流れる除湿モードでの運転が可能なように構成される、
調湿装置。 The humidity control apparatus according to claim 5,
The refrigerant discharged from the compressor (21) enters the third heat exchanger (23c), the expansion mechanism (24), the second heat exchanger (23b), and the first heat exchanger (23a). It is configured to be able to operate in dehumidifying mode that flows in sequence.
Humidity control device.
前記第2熱交換器(23b)の容積は、前記第1熱交換器(23a)の容積よりも大きい、
調湿装置。 The humidity control apparatus according to claim 5 or 6,
The volume of the second heat exchanger (23b) is larger than the volume of the first heat exchanger (23a),
Humidity control device.
前記吸着材(3)は、前記第1空気流路(10)および前記第2空気流路(11)に跨って配置され、
前記加湿モードでの運転においては、前記吸着材(3)のうち、前記第1空気流路(10)に位置する部分が前記放湿部(3b)を構成し、前記第2空気流路(11)に位置する部分が前記吸湿部(3a)を構成する、
調湿装置。 The humidity control apparatus according to claim 1,
The adsorbent (3) is disposed across the first air flow path (10) and the second air flow path (11),
In the operation in the humidification mode, a portion of the adsorbent (3) located in the first air flow path (10) constitutes the moisture release section (3b), and the second air flow path ( 11) constitutes the hygroscopic part (3a),
Humidity control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017147556A JP2019027683A (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Humidity control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017147556A JP2019027683A (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Humidity control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019027683A true JP2019027683A (en) | 2019-02-21 |
Family
ID=65476010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017147556A Pending JP2019027683A (en) | 2017-07-31 | 2017-07-31 | Humidity control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019027683A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112944477A (en) * | 2021-02-26 | 2021-06-11 | 青岛海尔空调电子有限公司 | Fresh air system and air conditioner comprising same |
CN114198829A (en) * | 2021-11-26 | 2022-03-18 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | Humidity adjusting system |
-
2017
- 2017-07-31 JP JP2017147556A patent/JP2019027683A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112944477A (en) * | 2021-02-26 | 2021-06-11 | 青岛海尔空调电子有限公司 | Fresh air system and air conditioner comprising same |
CN112944477B (en) * | 2021-02-26 | 2023-04-28 | 青岛海尔空调电子有限公司 | Fresh air system and air conditioner comprising same |
CN114198829A (en) * | 2021-11-26 | 2022-03-18 | 青岛海信日立空调系统有限公司 | Humidity adjusting system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4835688B2 (en) | Air conditioner, air conditioning system | |
JP5822931B2 (en) | Humidity control apparatus, air conditioning system, and control method of humidity control apparatus | |
US7437884B2 (en) | Air conditioner | |
JP6494765B2 (en) | Air conditioning system | |
US7930896B2 (en) | Air conditioning system | |
KR101201010B1 (en) | Humidity control device | |
JP7464868B2 (en) | Air quality control system | |
JP3649236B2 (en) | Air conditioner | |
KR20060131879A (en) | Air conditioning system | |
JP5631415B2 (en) | Air conditioning system and humidity control device | |
JP2018115821A (en) | Air conditioning system | |
JP2005195285A (en) | Air conditioner | |
JP3695417B2 (en) | Humidity control device | |
JP2011080694A (en) | Air conditioner | |
JP2010190495A (en) | Humidity conditioning device | |
JP5542777B2 (en) | Air conditioner | |
JP5537832B2 (en) | External air conditioner and external air conditioning system | |
JP2019027683A (en) | Humidity control device | |
JP3807409B2 (en) | Humidity control device | |
JP2005106353A (en) | Air conditioner | |
JP6054734B2 (en) | Dehumidification system | |
JP2010078246A (en) | Air conditioning system | |
JP7126611B2 (en) | air conditioner | |
JP5906708B2 (en) | Humidity control device | |
JP4513380B2 (en) | Air conditioning system |