JP2019512658A - 空気調和機とその制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、湿度の調節と冷暖房と空気清浄および換気が簡単な構造によって具現され得る空気調和機とその制御方法を提供することにその目的がある。これを実現するための本発明は、両端が室内と連結された第１空気流路、両端が室外と連結された第２空気流路、前記第１空気流路上に備えられた第１領域と、前記第２空気流路上に備えられた第２領域と、回転によって前記第１領域と第２領域を交互に通過する吸着材からなるロータ部材、前記第１領域に向かって流動する空気と熱交換が行われる第１熱交換器と、前記第２領域に向かって流動する空気と熱交換が行われる第２熱交換器を含み、前記第１熱交換器と第２熱交換器が凝縮機と蒸発器として交互に作動するようにすることによって、前記第１空気流路を流動する空気の加熱および冷却が行われるようにするヒートポンプ、前記ロータ部材の回転と前記ヒートポンプを制御する制御部を含む。【選択図】図１

Description

本発明は空気調和機とその制御方法に関するものであって、より詳細には湿度の調節モードと冷／暖房モードと空気清浄モードおよび換気モード運転が可能な空気調和機とその制御方法に関するものである。

一般に空気調和機は、使用者の要求により室内の温度と湿度を調節したり室内空気を換気させて室内を快適に維持する装置である。

最近では空気調和機に除湿、加湿、冷房、暖房、空気浄化、換気などの多様な機能を付加させることによって、使用者の選択により季節の変化に合わせて室内空気を快適に維持できるようにする技術が開発されている。

このような空気調和機は、室内空気の湿度を増加させる加湿器と室内空気の湿度を減少させる除湿機がある。また、室内冷／暖房機能と室内空気を換気させる機能は冷暖房機または換気装置として別途の装置で具現されたり、除湿機または加湿器のうちいずれか一つと結合された装置として具現された。

したがって、加湿と除湿、冷房と暖房、空気浄化および換気機能を一つの装置で実現するためには構造が複雑とならなければならないため、実用化が困難な問題点があった。

このような問題点を解決するための従来技術として大韓民国登録特許１０−０９４３３５６「四季用換気型冷暖房設備」が公開されている。

しかし、前記した従来技術は、室内空気と室外空気が必ず第１熱交換器を通過するように構成された換気型であるため暖房時にも冷たい室外空気を加熱するためのエネルギー消耗量が増加し、上水道から供給された冷却水を噴射して室内に供給される空気を冷却させるようになっているため冷却能力が低く実効性に劣り、冷却水を噴射するため衛生的ではない問題点がある。

また、他の従来技術として、大韓民国公開特許２００１−０１１１６０１「室内除湿システムと室内加湿システムを有する空気調和システムおよびその運転制御方法」が公開されている。

しかし、前記した従来技術は室外に空気を吐出する吐出口１４を２個、室内に空気を吐出する吐出口１３ａ、１３ｂを２個具備しなければならず、吐出口の個数が多いためこれに連結される配管構造が複雑となる問題点がある。また、２個の吐出口１３ａ、１３ｂはそれぞれ別途の開閉板を駆動させるようになっているため構成が複雑な問題点がある。

本発明は前述した諸般の問題点を解決するために案出されたものであって、湿度の調節と冷暖房と空気清浄および換気が簡単な構造によって具現され得る空気調和機とその制御方法を提供することにその目的がある。

前述した目的を達成するための本発明の空気調和機は、両端が室内と連結された第１空気流路１１０、両端が室外と連結された第２空気流路２１０、前記第１空気流路１１０上に備えられた第１領域３１０と、前記第２空気流路２１０上に備えられた第２領域３２０と、回転によって前記第１領域３１０と第２領域３２０を交互に通過する吸着材からなるロータ部材３００、前記第１領域３１０に向かって流動する空気と熱交換が行われる第１熱交換器１５０と、前記第２領域３２０に向かって流動する空気と熱交換が行われる第２熱交換器２５０を含み、前記第１熱交換器１５０と第２熱交換器２５０が凝縮機と蒸発器として交互に作動するようにすることによって、前記第１空気流路１１０を流動する空気の加熱および冷却が行われるようにするヒートポンプ６００、前記ロータ部材３００の回転と前記ヒートポンプ６００を制御する制御部を含む。

前記ヒートポンプ６００は、圧縮機６１０、前記圧縮機６１０から供給された冷媒を、前記第１熱交換器１５０と第２熱交換器２５０が凝縮機と蒸発器、蒸発器と凝縮機として作動転換がなされるように、前記冷媒の流動方向を転換させる四方バルブ６２０を含むことができる。

前記第１熱交換器１５０が凝縮機として作動する場合には、前記第１領域３１０に流動する空気を加熱して室内加湿または暖房が行われ、前記第２熱交換器２５０が蒸発器として作動する場合には、前記第１領域３１０に流動する空気を冷却して室内除湿または冷房が行われ得る。

前記ヒートポンプ６００は、前記第１領域３１０と第２領域３２０をそれぞれ通過した空気と熱交換が行われる第３熱交換器１７０と第４熱交換器２７０をさらに含むことができる。

室内加湿または室内暖房時には前記第１熱交換器１５０と第４熱交換器２７０が凝縮機と蒸発器として作動し、室内除湿または室内冷房時には前記第２熱交換器２５０と第３熱交換器１７０が凝縮機と蒸発器として作動することができる。

前記室内加湿または室内暖房時、冷媒は、圧縮機６１０、四方バルブ６２０、第１熱交換器１５０、第１膨張バルブ６３０−１、第４熱交換器２７０、圧縮機６１０の順で形成される冷媒循環経路６４０−１に沿って循環して、前記第１熱交換器１５０と第４熱交換器２７０が凝縮機と蒸発器としてそれぞれ作動し、前記室内除湿または室内冷房時、冷媒は圧縮機６１０、四方バルブ６２０、第２熱交換器２５０、第２膨張バルブ６３０−２、第３熱交換器１７０、圧縮機６１０の順で形成される冷媒循環経路６４０−２に沿って循環して、前記第２熱交換器２５０と第３熱交換器１７０が凝縮機と蒸発器としてそれぞれ作動するものであり得る。

前記第２領域３２０の出口側と一側の室外間を連結する第２空気流路２１０上には第２送風機２６０が備えられ、前記第２空気流路２１０には他側の室外に連結されるバイパス流路２８５−２が連結され、前記第２空気流路２１０とバイパス流路２８５−２の交差地点には、前記第２空気流路２１０を流動する空気の流動方向を前記バイパス流路２８５−２と前記他側の室外のうちいずれか一方向に選択するためのダンパー２８０−２が備えられ得る。

前記第１空気流路１１０と第２空気流路２１０が交差する地点には、前記第１空気流路１１０と第２空気流路２１０の流路方向を転換させる流路転換部４００、７００が備えられ得る。

前記第２領域３２０の入口側に連結された第２空気流路２１０上には第２送風機２６０が備えられ、前記第２空気流路２１０には室外に連結されるバイパス流路２８５−１が連結され、前記第２空気流路２１０とバイパス流路２８５−１の交差地点には前記第２空気流路２１０を流動する空気の流動方向を前記バイパス流路２８５−１と第２領域３２０のうちいずれか一方向に選択するためのダンパー２８０−１が備えられ得る。

前記流路転換部４００は、室内空気が流入する第１流入口４１０、室外空気が流入する第２流入口４２０、前記第２領域３２０と連結される第２排出口４４０、前記第１領域３１０と連結される第１排出口４３０で構成され得る。

前記流路転換部７００は、換気モード時に室内空気と室外空気間に全熱交換が行われるようにする全熱交換器７６０を含むことができる。

前記流路転換部７００は、前記第１空気流路１１０の入口部１１０ａに連結される第１空間部７０１、前記第１空気流路１１０を通じて前記第１領域３１０に連結される第３空間部７０３、前記第２空気流路２１０の入口部２１０ａに連結される第２空間部７０２、前記第２空気流路２１０を通じて前記第２領域３２０に連結される第４空間部７０４を含み、前記全熱交換器７６０は前記第１空間部７０１に流入した室内空気が第４空間部７０４に流動し、前記第２空間部７０２に流入した室外空気が第３空間部７０３に流動する場合、熱交換が行われ得る。

前記第１〜第４空間部６０１、６０２、６０３、６０４の一側を閉鎖するカバープレート６５０には、前記第１空間部６０１と第１空気流路１１０を連通させる第１連通孔６１１、前記第３空間部６０３と第１空気流路１１０を連通させる第３連通孔６１３、前記第２空間部６０２と第２空気流路２１０を連通させる第２連通孔６１２、前記第４空間部６０４と第２空気流路２１０を連通させる第４連通孔６１４が形成され、前記第１空間部６０１が前記第１連通孔６１１を通じて前記第１空気流路１１０に連通するようにするか前記全熱交換器６６０を通じて前記第４空間部６０４に連通するように開閉方向が設定される少なくとも一つのダンパー６７１と、前記第２空間部６０２が前記第２連通孔６１２を通じて前記第２空気流路１１０に連通するようにするか前記全熱交換器６６０を通じて前記第３空間部４０３に連通するように開閉方向が設定される少なくとも一つのダンパー６７２が備えられ得る。

前記吸着材に水分を供給するための水分供給部５００が備えられ、前記吸着材が回転して前記第１領域３１０に位置するようになると、前記第１空気流路１１０を流動する空気によって前記水分が蒸発して前記室内に流入するものであり得る。

前記ロータ部材３００には、前記第１領域３１０および第２領域３２０と分離された第３領域３３０が形成され、前記水分供給部５００は前記第３領域３３０の吸着材に水分を供給するものであり得る。

前記水分供給部５００は、加湿空気流路５４０上に備えられて水分を含有する加湿フィルタ５２０、前記加湿空気流路５４０上に備えられて加湿フィルタ５２０を通過した加湿空気を流動させるための第３送風機５１０から構成され得る。

前記第１空気流路１１０を通じて室内に排出される空気に水分を供給するための水分供給部５００−１が備えられ得る。

前記水分供給部５００−１は、前記第１空気流路１１０を通過する空気に水分を供給する加湿フィルタ５２０−１と、前記加湿フィルタ５２０−１に水分が吸着するように水分を供給する水分供給手段で構成され得る。

本発明の空気調和機の制御方法は、両端が室内と連結された第１空気流路１１０、両端が室外と連結された第２空気流路２１０、前記第１空気流路１１０上に備えられた第１領域３１０と前記第２空気流路２１０上に備えられた第２領域３２０と回転によって前記第１領域３１０と第２領域３２０を交互に通過する吸着材からなるロータ部材３００を含む空気調和機の制御方法であって、前記第１領域３１０に向かって流動する空気と熱交換が行われる第１熱交換器１５０と前記第２領域３２０に向かって流動する空気と熱交換が行われる第２熱交換器２５０で前記空気の加熱または冷却が行われるようにヒートポンプ６００の冷媒の流動方向が転換されるように制御することで構成される。

前記ヒートポンプ６００は、前記第１領域３１０と第２領域３２０をそれぞれ通過した空気と熱交換が行われる第３熱交換器１７０と第４熱交換器２７０をさらに含み、室内加湿または室内暖房時、前記第１熱交換器１５０と第４熱交換器２７０が凝縮機と蒸発器としてそれぞれ作動するように冷媒は第１冷媒循環経路６４０−１に沿って循環し、室内除湿または室内冷房時、前記第２熱交換器２５０と第３熱交換器１７０が凝縮機と蒸発器としてそれぞれ作動するように冷媒は第２冷媒循環経路６４０−２に沿って循環し、前記ヒートポンプ６００の四方バルブ６２０で前記第１冷媒循環経路６４０−１と第２冷媒循環経路６４０−２の選択がなされるように制御するものであり得る。

前記室内暖房時、前記第２空気流路２１０上に備えられたダンパー２８０−１、２８０−２の流動方向を転換して、前記第２空気流路２１０を流動する室外空気は前記第２領域３２０を通過せずに室外に排出されるものであり得る。

本発明によると、ヒートポンプを利用して、少なくとも２個の熱交換器を凝縮機と蒸発器としてそれぞれ機能するようにすることによって、室内冷暖房と湿度の調節を一つの装置で実現することができ、冷暖房能力および湿度の調節能力を向上させることができる。

また、第１空気流路と第２空気流路が交差する地点に流路転換部を具備することによって、簡単な構造によって湿度の調節と冷暖房と空気清浄および換気モードを一つの装置で実現することができる。

また、加湿と同時に暖房をする場合には、室外空気がロータ部材の第２領域を通過しないようにバイパス流路とダンパーを具備することによって，熱損失を防止することができる。

また、第１空気流路と第２空気流路に、ロータ部材の前後にそれぞれ一対の熱交換器を具備して前記熱交換器を交互に作動させることによって、各空気流路の内部を常に乾燥した状態に維持することができるため、空気調和機を清潔な状態に維持することができる。

また、水分供給部から水分をロータ部材に供給することによって室内湿度の調節能力を向上させることができる。

また、ロータ部材を３個の領域に分離し、水分供給部から水分が供給される第３領域を第１領域および第２領域と分離することによって、湿気が供給される吸着材の部分に異物が吸着することを防止して細菌の繁殖を防止することができる。

また、換気モード時、室外空気は第１空気流路と第２空気流路に備えられた多くのフィルタで濾過された後に室内に流入するため、きれいな空気を室内に供給することができる。

本発明の第１実施例による空気調和機の構成を示す図面。 本発明の第１実施例による空気調和機で無給水加湿モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第１実施例による空気調和機で給水加湿モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第１実施例による空気調和機で除湿モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第１実施例による空気調和機で冷房モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第１実施例による空気調和機で換気モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第１実施例による空気調和機で加湿換気モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第２実施例による空気調和機の構成を示す図面。 本発明の第２実施例による空気調和機で無給水加湿モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第２実施例による空気調和機で暖房および給水加湿モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第２実施例による空気調和機で除湿および冷房モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第２実施例による空気調和機で空気清浄モード時の動作状態を示す図面。 本発明の第２実施例による空気調和機で換気モード時の動作状態を示す図面。 （ａ）は本発明の他の実施例による流路転換部で換気モード時の動作状態を示す平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図。 （ａ）は図１４の流路転換部で流路転換が行われて換気モードを除いた残りのモードでの動作状態を示す平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図、（ｃ）はＤ−Ｄ断面図。 水分供給部が第１空気流路に配置された実施例を示す図面。

以下、添付した図面を参照して本発明の好ましい実施例についての構成および作用を詳細に説明する。

＜第１実施例＞
図１を参照して本発明の第１実施例による空気調和機の構成について説明する。

第１実施例の空気調和機は、両端が室内と連結された第１空気流路１１０、両端が室外と連結された第２空気流路２１０、前記第１空気流路１１０上に備えられた第１領域３１０と前記第２空気流路２１０上に備えられた第２領域３２０と回転によって前記第１領域３１０と第２領域３２０を交互に通過する吸着材からなるロータ部材３００、第１熱交換器１５０と第２熱交換器２５０が凝縮機と蒸発器で交互に機能するようにすることによって前記第１空気流路１１０を流動する空気の加熱および冷却が行われるようにするヒートポンプ６００、前記ロータ部材３００の回転と前記ヒートポンプ６００を制御する制御部（図示されず）を含む。

前記第１空気流路１１０は、一側の室内空気が流入する入口部１１０ａと、前記ロータ部材３００の第１領域３１０を通過する中間部１１０ｂと、前記流入した室内空気を再び室内の他側に吐出するための出口部１１０ｃで構成される。前記第１空気流路１１０は空気が流動する経路を示すものであって、空気が流動する配管だけでなく空気が流動する空間だけで構成されてもよく、前記第２空気流路２１０も同様である。

前記第１空気流路１１０には、複数のフィルタ１２０、１３０、１４０、第１熱交換器１５０、第１送風機１６０が順次備えられる。

前記複数のフィルタ１２０、１３０、１４０は、フリーフィルタ１２０と、機能性フィルタ１３０、ＨＥＰＡフィルタ１４０で構成され得る。

前記フリーフィルタ１２０は、第１空気流路１１０の入口部１１０ａに備えられて室内空気に含まれた比較的大きい粒子の異物を濾過するようになる。前記機能性フィルタ１３０は、坑菌、抗ウイルス、アレルギーなどの有害要素を除去するためのフィルタである。前記ＨＥＰＡフィルタ１４０は空気中の微粒子を濾過するための高性能フィルタである。

前記第１熱交換器１５０は前記ヒートポンプ６００を構成するものであって、凝縮機または蒸発器として機能する。

前記第１送風機１６０は室内空気または室外空気を第１空気流路１１０に吸入するための吸入力を提供するものであって、第１空気流路１１０の出口部１１０ｃ側に備えられている。

前記第２空気流路２１０は、一側の室外空気が流入する入口部２１０ａと、前記ロータ部材３００の第２領域３２０を通過する中間部２１０ｂと、前記流入した室外空気を再び室外の他側に吐出するための出口部２１０ｃで構成される。

前記第２空気流路２１０には、複数のフィルタ２２０、２３０、第２送風機２６０、第２熱交換器２５０、ダンパー２８０−１が順次備えられる。

前記第２送風機２６０は室外空気または室内空気を第２空気流路２１０に吸入するための吸入力を提供するものであって、前記第２領域３２０の入口側に連結された第２空気流路２１０の中間部２１０ｂに備えられている。

前記第２熱交換器２５０は前記ヒートポンプ６００を構成するものであって、凝縮機または蒸発器として機能する。

前記ダンパー２８０−１は、前記第２熱交換器２５０と第２領域３２０との間であって、前記第２空気流路２１０の中間部２１０ｂとバイパス流路２８５−１が交差する地点に備えられる。前記バイパス流路２８５−１は室外に連結されている。

前記ダンパー２８０−１は、第２空気流路２１０の中間部２１０ｂを流動する空気を第２領域３２０とバイパス流路２８５−１のうちいずれか一方向に流動させるために流路方向を転換するためのものである。

前記第２空気流路２１０の中間部２１０ｂとバイパス流路２８５−１が連結されるように前記ダンパー２８０−１の方向が設定された場合には、第２空気流路２１０の入口部２１０ａを通じて流入した室外の冷たい空気がバイパス流路２８５−１を通じて再び室外に排出されるため、第２領域３２０には室外空気が流動しない。
もし、冷たい室外空気が第２領域３２０を通過するようになると、第２領域３２０で温度が下がった吸着材が回転して第１領域３１０に位置するようになるため、室内に流入する空気の温度が下がって熱損失が発生するようになる。したがって、ダンパー２８０−１とバイパス流路２８５−１が備えられることによって冷たい室外空気によって熱損失が発生することを防止することができる。

前記ロータ部材３００にはその内部に空気の水分を吸着するための吸着材が備えられる。前記第１領域３１０は第１空気流路１１０に連結される領域であり、第２領域３２０は第２空気流路２１０に連結された領域である。

前記第１領域３１０と第２領域３２０との間には、水分供給部５００により水分が供給される第３領域３３０が形成されている。前記第２領域３２０では室外空気が通過しながら異物が吸着され得る。このように、第２領域３２０で異物が吸着された吸着材に水分を供給するとかびが発生し得るため、清潔な状態に維持することが難しくなる。

したがって、本実施例では水分供給部５００から供給される水分が第１領域３１０および第２領域３２０と独立した第３領域３３０に供給されるものとして構成した。

ただし、第３領域３３０を独立して形成せず、第３領域３３０を第２領域３２０と一つの領域にして構成することも可能である。この場合、水分供給部５００から供給される水分は第２領域３２０に供給されるものとして構成することができる。

除湿モード時に第１領域３１０に位置した吸着材は、第１空気流路１１０を流動する室内空気に含まれた水分を吸着し、水分を吸着した吸着材が回転して第２領域３２０に位置するようになると、第２空気流路２１０を流動する空気に水分を放出させることによって室内空気を除湿するようになる。
これと反対に加湿モード時に第３領域３３０に位置した吸着材は加湿空気流路５４０を流動する空気から水分を吸着し、水分を吸着した吸着材が回転して第１領域３１０に位置するようになると、第１空気流路１１０を流動する空気に水分を放出させることによって室内空気を加湿するようになる。

前記第１領域３１０と第２領域３２０および第３領域３３０は互いに分離されており、前記ロータ部材３００の吸着材は中央に備えられた軸を中心に駆動部（図示されず）により回転するようになっている。

前記吸着材の表面には高分子除湿剤がコーティングされ得る。前記高分子除湿剤（Ｄｅｓｉｃｃａｎｔ Ｐｏｌｙｍｅｒ）は電解質高分子物質であって、水分と接触するとイオン化されるが、吸着材に水分が接触するようになるとイオンの濃度差による浸透圧現象により細菌が吸着材から除去されるため、坑菌効果を発生させる。
また、悪臭を発生させるアンモニアや硫化水素なども極性分子でイオン化された高分子除湿剤に付着されて奪取効果を発生させる。前記コーティングされる高分子除湿剤としては、シリカ（Ｓｉｌｉｃａ）またはゼオライト（ｚｅｏｌｉｔｅ）が使われ得る。

前記流路転換部４００は、室内空気が流入する第１流入口４１０、室外空気が流入する第２流入口４２０、前記第１領域３１０と連結される第１排出口４３０、前記第２領域３２０と連結される第２排出口４４０で構成される。
前記流路転換部４００は一例として四方バルブで構成され得、その内部には前記第１流入口４１０を第１排出口４３０または第２排出口４４０に連結させ、前記第２流入口４２０を第１排出口４３０または第２排出口４４０に連結させるように連結方向転換が行われる方向転換ゲート（図示されず）が備えられ得る。

前記水分供給部５００は、加湿空気流路５４０上に備えられて加湿空気を流動させるための第３送風機５１０、前記第３送風機５１０により供給される空気が通過する時に水分を供給するための加湿フィルタ５２０、前記加湿フィルタ５２０の下端の一部を浸漬させるための水が貯蔵される水槽５３０、前記水槽５３０に水を供給するための給水バルブ５５０、前記水槽５３０の水を排水するための排水バルブ５６０で構成される。

前記水槽５３０の内部には水が所定の水位に満たされており、前記加湿フィルタ５２０は前記水に下端の一部が浸漬されるように備えられている。前記加湿フィルタ５２０は駆動部（図示されず）により回転するものとして構成することができる。

前記加湿フィルタ５２０を空気が通過するようになると、加湿フィルタ５２０に吸着された水分が蒸発して湿った空気となって加湿空気流路５４０に沿って第３領域３３０に流動する。前記第３領域３３０の吸着材に水分が吸着された後、乾燥した空気は再び第３送風機５１０により加湿フィルタ５２０に流動するようになる。このように加湿空気流路５４０は閉流路で構成され得る。

前記給水バルブ５５０が備えられた給水管５７０は水道水が供給されるように連結され得る。前記排水バルブ５６０が備えられた排水管５８０は空気調和機の外部に連結されて水槽５３０の水を外部に排水可能に構成されている。

このように水分供給部５００を具備するようになると、加湿量の調節が可能であり、加湿能力を向上させることができるため、快適な室内環境を作ることができる。

本実施例では、加湿フィルタ５２０が水に一部が浸漬されるものと例示したが、加湿フィルタ５２０に水を噴射するための噴射手段を具備し、前記噴射手段から噴射した水が加湿フィルタ５２０を濡らすものとして構成することもできる。この場合、給水管５７０の端部には噴射手段としてノズルが備えられ得る。

前記加湿空気流路５４０の内部に細菌が増殖する場合、これを除去するために紫外線を照射する紫外線殺菌ランプを具備することによって加湿空気流路５４０を衛生的に維持することができる。

前記ヒートポンプ６００は、暖房時を基準として説明すると、冷媒を高温高圧の気体冷媒に圧縮させる圧縮機６１０、前記圧縮機６１０で圧縮された冷媒を中温高圧の液体冷媒に凝縮させる第１熱交換器１５０、前記第１熱交換器１５０で凝縮された冷媒を低温低圧の冷媒に減圧させる膨張バルブ６３０、前記膨張バルブ６３０で減圧された冷媒を低温低圧の気体冷媒に蒸発させる第２熱交換器２５０、前記圧縮機６１０の出口側に設置されて冷房と暖房時に冷媒の流れ方向を転換させる四方バルブ６２０で構成される。

このようなヒートポンプ６００が暖房作動する場合、冷媒は圧縮機６１０、四方バルブ６２０、第１熱交換器１５０、膨張バルブ６３０、第２熱交換器２５０、四方バルブ６２０、圧縮機６１０に沿って循環する。以下ではこのような冷媒の循環経路を第１冷媒循環経路という。
この場合、第１熱交換器１５０は凝縮機として作動して第１空気流路１１０を流動する空気を加熱し、第２熱交換器２５０は蒸発器として作動して第２空気流路２１０を流動する空気を冷却させる。

前記ヒートポンプ６００が冷房作動する場合、冷媒は圧縮機６１０、四方バルブ６２０、第２熱交換器２５０、膨張バルブ６３０、第１熱交換器１５０、四方バルブ６２０、圧縮機６１０に沿って循環する。以下ではこのような冷媒の循環経路を第２冷媒循環経路という。この場合、第２熱交換器２５０は凝縮機として作動して第２空気流路２１０を流動する空気を加熱し、第１熱交換器１５０は蒸発器として作動して第１空気流路１１０を流動する空気を冷却させる。

前記第１熱交換器１５０で加熱されるか冷却された空気はロータ部材３００の第１領域３１０方向に流動し、前記第２熱交換器２５０で加熱されるか冷却された空気はロータ部材３００の第２領域３２０方向に流動する。

以下、図２〜図７を参照して本発明による空気調和機の制御方法について説明する。

図２を参照して無給水加湿モードについて説明する。

無給水加湿モードとは、水分供給部５００から第３領域３３０に水分が供給されていない状態で、室外空気に含まれた水分を利用して室内加湿をするモードを意味する。

流路転換部４００は第１流入口４１０と第１排出口４３０が連結され、第２流入口４２０と第２排出口４４０が連結されるように方向転換ゲートは第１位置に設定される。また、第１送風機１６０と第２送風機２６０および圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）となり、ロータ部材３００は回転する。ダンパー２８０−１は第２送風機２６０から供給された室外空気が第２領域３２０方向に流動するように方向が設定される。

前記圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）になると、冷媒は前記第１冷媒循環経路に沿って循環する。この場合、第１熱交換器１５０は凝縮機として作動して第１空気流路１１０を流動する空気を加熱し、第２熱交換器２５０は蒸発器として作動する。

一方、第１送風機１６０の稼動によって第１空気流路１１０の入口部１１０ａを通じて流入した室内空気は、フリーフィルタ１２０、流路転換部４００の第１流入口４１０と第１排出口４３０、機能性フィルタ１３０、ＨＥＰＡフィルタ１４０を順次経た後、第１熱交換器１５０を通過しながら加熱された後、第１領域３１０を通過する。

また、第２送風機２６０の稼動によって第２空気流路２１０の入口部２１０ａを通じて流入した室外空気は、フィルタ２２０、２３０、流路転換部４００の第２流入口４２０と第２排出口４４０、第２熱交換器２５０を順次経た後、第２領域３２０を通過する。この場合、室外空気は第２領域３２０の吸着材に水分が吸着され、前記第２熱交換器２５０が蒸発器として作動して通過する室外空気の温度が低くなり、水分の吸着量が多くなる。

前記第２領域３２０で室外空気の水分が吸着された吸着材がロータ部材３００の回転によって第１領域３１０に位置すると、第１熱交換器１５０を通過しながら加熱された室内空気が第１領域３１０に吸着材を通過しながら水分を蒸発させて湿った室内空気を形成させる。前記第１領域３１０を通過した室内空気は第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを経て室内に排出される。

一方、前記第１熱交換器１５０で加熱によって室内空気は温度が上がってから室内に排出されるため、室内暖房の効果もある。

図３を参照して給水加湿モードについて説明する。

給水加湿モードとは、水分供給部５００から第３領域３３０に水分を供給する状態で室内空気を加湿するモードを意味する。

流路転換部４００で方向転換ゲートが第１位置に設定され、第１送風機１６０と第２送風機２６０がオン（Ｏｎ）となり、圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）となって冷媒が第１冷媒循環経路に沿って循環され、ロータ部材３００が回転するのは無給水加湿モードと同じである。

給水加湿モードでは、水分供給部５００から第３領域３３０に水分が供給され、ダンパー２８０−１の方向がバイパス流路２８５−１に連結される点で無給水加湿モードと差がある。

第１送風機１６０の稼動によって室内空気が第１空気流路１１０を流動し、圧縮機６１０の稼動によって第１熱交換器１５０は凝縮機として作動することによって第１空気流路１１０を流動する空気を加熱するようになり、第２熱交換器２５０は蒸発器として作動する。

一方、水分供給部５００は第３領域３３０に水分の供給のために給水バルブ５５０が開放されて水槽５３０には水が満たされており、第３送風機５１０がオン（Ｏｎ）となって加湿空気流路５４０を循環する空気は加湿フィルタ５２０を経ながら湿った空気となってロータ部材３００の第３領域３３０に流動する。前記第３領域３３０で吸着された水分はロータ部材３００の回転によって第１領域３１０に位置するようになる。

前記第１熱交換器１５０を通過しながら加熱された室内空気は、ロータ部材３００の第１領域３１０を通過するようになる。この場合、第１領域３１０には第３領域３３０で水分を吸着した吸着材が回転して位置しているため、前記加熱された室内空気が第１領域３１０を通過しながら吸着材の水分を蒸発させて湿った室内空気を形成させる。前記第１領域３１０を通過した室内空気は第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを経て室内に排出される。これによって室内加湿と共に室内暖房がなされる。

この場合、ダンパー２８０−１は第２空気流路２１０の中間部２１０ｂでバイパス流路２８５−１に連結されるように方向が設定され、前記第２熱交換器２５０を通過した室外空気は第２領域３２０を通過せずにバイパス流路２８５−１を通じて室外に排出される。
もし、冷たい室外空気を、第２領域３２０を通過した後、第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて外部に排出されるようにすると、吸着材が第２領域３２０から第１領域３１０に回転することによって冷たい室外空気の温度が伝達されるため、室内暖房のためのエネルギーがより多く消耗する問題点がある。そこで、本願発明は冷たい室外空気が第２領域３２０を通過せずにバイパス流路２８５−１を通じて室外に排出されるようにすることによって、エネルギー損失を最小化することができる。

図４を参照して除湿モードについて説明する。

除湿モードが稼動されると、流路転換部４００で方向転換ゲートが第１位置に設定され、第１送風機１６０と第２送風機２６０および圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）となり、ロータ部材３００が回転し、水分供給部５００から水分を供給せず、ダンパー２８０−１の流路方向が室外空気が第２空気流路２１０の出口部２１０ｃ方向に流動するように設定されるのは無給水加湿モードと同じである。

除湿モード時に圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）になると、冷媒は第２冷媒循環経路に沿って循環する。この場合、第１熱交換器１５０は蒸発器として作動し、第２熱交換器２５０は凝縮機として作動する。

第１送風機１６０が稼動されると、第１空気流路１１０の入口部１１０ａを通じて流入した室内空気は第１熱交換器１５０を通過して冷却され、冷却された空気は第１領域３１０を通過しながら室内空気に含まれた水分が第１領域３１０の吸着材に吸着される。
前記第１領域３１０で水分が除去された室内空気は第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを通じて室内に排出される。この場合、室内に排出される空気の温度は低くなるため、室内冷房の効果もある。

第２送風機２６０が稼動されると、第２空気流路２１０の入口部２１０ａを通じて流入した室外空気は第２熱交換器２５０を通過しながら加熱され、加熱された空気は第２領域３２０を通過するようになる。前記第１領域３１０で室内空気の水分を吸着したロータ部材３００の吸着材が回転して第２領域３２０に位置するようになると、第２領域３２０を通過する加熱された室外空気によって吸着材の水分が蒸発し、室外空気は湿った空気状態になって第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて室外に排出される。

このような過程によって室内空気の除湿がなされ、快適な室内環境を維持することができる。

図５を参照して冷房モードについて説明する。

冷房モードでは、流路転換部４００で方向転換ゲートが第１位置に設定され、第１送風機１６０と第２送風機２６０がオン（Ｏｎ）となり、圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）となって冷媒が第２冷媒循環経路に沿って循環され、水分供給部５００から水分を供給しない点で除湿モードと同じである。したがって、第１熱交換器１５０は蒸発器として作動し、第２熱交換器２５０は凝縮機として作動する。この場合、ロータ部材３００は回転するものとして構成してもよく、回転しないものとして構成してもよい。

冷房モードでは、ダンパー２８０−１の流路方向が第２熱交換器２５０を通過した室外空気がバイパス流路２８５−１を通じて室外に排出されるように方向が設定されることによって、室内冷房のための熱損失を最小化できる点で除湿モードと差がある。

すなわち、ダンパー２８０−１は第２空気流路２１０の中間部２１０ｂでバイパス流路２８５−１に連結され、第２領域３２０方向への連結が遮断されるように方向が設定される。したがって、前記第２熱交換器２５０を通過した室外空気は第２領域３２０を通過せずにバイパス流路２８５−１を通じて室外に排出される。
もし、第２熱交換器２５０で加熱された室外空気が第２領域３２０を通過した後、第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて外部に排出されるようにすると、第２領域３２０で熱を吸収した吸着材が第１領域３１０に回転した後、第１領域３１０を通過する室内空気に熱を伝達することによって、第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを通じて室内に排出される空気の温度が高くなるため、室内冷房のためのエネルギーがより多く消耗する問題点がある。そこで、本願発明は加熱された室外空気が第２領域３２０を通過せずにバイパス流路２８５−１を通じて室外に排出されるようにすることによって、冷房のためのエネルギー損失を最小化することができる。

このような過程によって室内冷房がなされる。

図６を参照して換気モードについて説明する。

換気モードが稼動されると、第１送風機１６０と第２送風機２６０が稼動される。この場合、流路転換部４００の方向転換ゲートは第１流入口４１０と第２排出口４４０が連結され、第２流入口４２０と第１排出口４３０が連結される第２位置となるように設定される。また、圧縮機６１０はオフ（Ｏｆｆ）状態で、水分供給部５００では水分の供給が行われない。

前記第２送風機２６０の稼動によって第１空気流路１１０の入口部１１０ａに吸入された室内空気は、流路転換部４００を経て第２領域３２０を通過した後、第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて室外に排出される。

これと同時に前記第１送風機１６０の稼動によって第２空気流路２１０の入口部２１０ａに吸入された室外空気は、流路転換部４００を経て第１領域３１０を通過した後、第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを通じて室内に排出される。

このような過程によって室内空気は室外に排出され、室外空気は複数のフィルタ２２０、１３０、１４０を経て室内に流入することによって室内空気の換気がなされる。

前記のように流路転換部４００で流路転換がなされるように構成すると、換気モード時、室外空気は第２空気流路２１０に備えられたフィルタ２２０、２３０で濾過された後、第１空気流路１１０に備えられたフィルタ１３０、１４０でも濾過されるため、第１空気流路１１０と第２空気流路２１０に備えられた多くのフィルタ２２０、２３０、１３０、１４０を経ながら濾過された後に室内に流入するため、きれいな空気を室内に供給することができる。

図７を参照して加湿換気モードについて説明する。

加湿換気モードとは、水分供給部５００から第３領域３３０に水分を供給して室内空気を加湿すると共に室内空気を換気させるモードを意味する。

加湿換気モードが稼動されると、第１送風機１６０と第２送風機２６０が稼動し、流路転換部４００の方向転換ゲートが第２位置となるように設定される点では換気モードと同じである。

また、水分供給部５００から第３領域３３０に水分が供給され、ダンパー２８０−１の方向がバイパス流路２８５−１方向に連結され、圧縮機６１０の稼動によって第１熱交換器１５０は凝縮機として作動し、第２熱交換器２５０は蒸発器として作動する点では給水加湿モードと同じである。

給水加湿モードで説明したのと同じ方法で、水分供給部５００から供給された水分がロータ部材３００の第３領域３３０で吸着材に吸着され、前記第３領域３３０で水分が吸着された吸着材はロータ部材３００の回転によって第１領域３１０に位置するようになる。

前記第１送風機１６０の稼動によって第２空気流路２１０の入口部２１０ａに吸入された室外空気は、流路転換部４００を経て第１熱交換器１５０で加熱され、加熱された室外空気は第１領域３１０を通過しながら吸着材の水分を蒸発させて湿った空気を形成させる。前記第１領域３１０を通過した室外空気は第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを経て室内に排出される。

前記第２送風機２６０の稼動によって第１空気流路１１０の入口部１１０ａに吸入された室内空気は、流路転換部４００を経て第２熱交換器２５０を通過する。この場合、ダンパー２８０−１は第２空気流路２１０の中間部２１０ｂでバイパス流路２８５−１に連結されるように方向が設定されている。したがって、前記第２熱交換器２５０を通過した室外空気は、第２領域３２０方向に流動せずにバイパス流路２８５−１を通じて室外に排出される。
もし、第２熱交換器２５０を経ながら冷却された室内空気が第２領域３２０を通過するようになると、第２領域３２０で温度が下がった吸着材が第１領域３１０に回転することによって室内に流動する室外空気の温度を低下させる可能性があるため、第１熱交換器１５０で室外空気の加熱のための熱エネルギーがより多く消耗し得る。そこで、本願発明は第２熱交換器２５０で冷却された室内空気が第２領域３２０を通過せずにバイパス流路２８５−１を通じて室外に排出されるようにすることによって、エネルギー損失を最小化することができる。

このような過程によって室内空気の加湿と共に換気がなされる。

＜第２実施例＞
図８を参照して本発明の第２実施例による空気調和機の構成について説明する。

第２実施例の空気調和機は、第３熱交換器１７０と第４熱交換器２７０と第１膨張バルブ６３０−１と第２膨張バルブ６３０−２が備えられたヒートポンプ６００を含み、ダンパー２８０−２とバイパス流路２８５−２および第２送風機２６０の位置が異なる点で第１実施例と差があり、残りの構成は同じである。

前記第３熱交換器１７０は第１領域３１０と第１送風機１６０との間に備えられ、第１領域３１０を通過した空気と熱交換が行われる。前記第４熱交換器２７０は第２領域３２０と第２送風機２６０との間に備えられ、第２領域３２０を通過した空気と熱交換が行われる。

圧縮機６１０から供給された冷媒は、四方バルブ６２０で第３冷媒循環経路６４０−１と第４冷媒循環経路６４０−２のうちいずれか一つの冷媒流路を通じて循環する。前記第３冷媒循環経路６４０−１上には、第１熱交換器１５０と第１膨張バルブ６３０−１と第４熱交換器２７０が備えられる。前記第４冷媒循環経路６４０−２上には、第２熱交換器２５０と第２膨張バルブ６３０−２と第３熱交換器１７０が備えられる。

室内加湿および暖房時には前記第１熱交換器１５０と第４熱交換器２７０が凝縮機と蒸発器として作動し、室内除湿および冷房時には前記第２熱交換器２５０と第３熱交換器１７０が凝縮機と蒸発器として作動する。

また、第２空気流路２１０で第２領域３２０の出口と一側の室外間を連結する第２空気流路２１０には、ダンパー２８０−２と第４熱交換器２７０および第２送風機２６０が順次備えられる。前記ダンパー２８０−２が位置した第２空気流路２１０には、バイパス流路２８５−２が交差するように連結されている。前記ダンパー２８０−２は、空気の流動方向を設定することによってバイパス流路２８５−２を通じて流入した室外空気を第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて室外に排出させるようにしたり、第２領域３２０を通過した空気を第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて室外に排出させるようにする。

このような構成によると、第１空気流路１１０の内部と第２空気流路２１０の内部は常に乾燥した状態が維持され、湿気を含有した汚染された空気が室内に流入しない。すなわち、第４熱交換器２７０が蒸発器として作動する時、第２空気流路２１０の出口部２１０ｃに結露の発生は可能であるが、室内に流入せずにすべて室外に排出されるようになっており、空気流路の内部を清潔な状態に維持することができる。
また、第１熱交換器１５０が蒸発器として作動する時、第１空気流路１１０の中間部１１０ｂに結露の発生は可能であるが、水分を含有した空気が第１領域３１０で通過する時に第１領域３１０の吸着材で水分の吸着がなされるため、第１空気流路１１０の内部を乾燥した状態に維持することができる。また、４個の熱交換器１５０、２５０、１７０、２７０と流路転換部４００が備えられることによって、一つの装置で室内冷暖房と湿度の調節、空気清浄および換気のすべてが可能である。

以下、図９〜図１３を参照して本発明による空気調和機の制御方法について説明する。

図９を参照して無給水加湿モードについて説明する。

流路転換部４００で方向転換ゲートが第１位置に設定され、第１送風機１６０と第２送風機２６０および圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）となり、ロータ部材３００が回転するのは第１実施例の無給水加湿モードと同じである。また、ダンパー２８０−２は、室外空気が第２領域３２０を通過した後、第２空気流路２１０の出口部２１０ｃ方向に流動するように方向が設定される点においても第１実施例と同じである。

圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）になると、冷媒は、四方バルブ６２０、第１熱交換器１５０、第１膨張バルブ６３０−１、第４熱交換器２７０、圧縮機６１０に沿って循環する。この時、冷媒が流動する経路を第３冷媒循環経路６４０−１という。

第１送風機１６０の稼動によって第１空気流路１１０の入口部１１０ａを通じて流入した室内空気は、凝縮機として作動する第１熱交換器１５０を通過しながら加熱された後、第１領域３１０を通過する。

第２送風機２６０の稼動によって第２空気流路２１０の入口部２１０ａを通じて流入した室外空気は、第２領域３２０を通過する。この場合、室外空気に含まれた水分は第２領域３２０の吸着材に吸着される。前記第２領域３２０を通過した室外空気は蒸発器として作動する第４熱交換器２７０を経た後、室外に排出される。

前記第２領域３２０で室外空気の水分が吸着された吸着材がロータ部材３００の回転によって第１領域３１０に位置すると、第１熱交換器１５０を通過しながら加熱された室内空気が第１領域３１０に吸着材を通過しながら水分を蒸発させて湿った室内空気を形成させる。前記第１領域３１０を通過した室内空気は、第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを経て室内に排出されることによって室内加湿がなされる。

この場合、第２熱交換器２５０と第３熱交換器１７０には冷媒が流れないため、室内空気と室外空気に全く影響を及ぼさない。

図１０を参照して暖房および給水加湿モードについて説明する。

暖房および給水加湿モード時、流路転換部４００で方向転換ゲートが第１位置に設定され、第１送風機１６０と第２送風機２６０および圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）となり、ロータ部材３００が回転するのは無給水加湿モードと同じである。また、冷媒は第３冷媒循環経路６４０−１に沿って流動し、第１熱交換器１５０が凝縮機として作動し、第４熱交換器２７０が蒸発器として作動する点においても同様である。

暖房および給水加湿モードでは、水分供給部５００から第３領域３３０に水分が供給され、ダンパー２８０−２の方向がバイパス流路２８５−１から第２空気流路２１０の出口部２１０ｃに連結される点で無給水加湿モードと差がある。

第１送風機１６０の稼動によって室内空気が第１空気流路１１０を流動し、圧縮機６１０の稼動によって第１熱交換器１５０は凝縮機として作動し、第２熱交換器２５０は蒸発器として作動する。

前記第１熱交換器１５０を通過しながら加熱された室内空気は、ロータ部材３００の第１領域３１０を通過するようになる。この場合、第３領域３３０で水分を吸着した吸着材が回転して第１領域３１０に位置し、前記加熱された室内空気が第１領域３１０を通過しながら吸着材の水分を蒸発させて湿った室内空気を形成させる。前記第１領域３１０を通過した室内空気は第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを経て室内に排出される。これによって室内加湿と共に室内暖房がなされる。

一方、第２送風機２６０の稼動によって、室外空気はバイパス流路２８５−２を通じて流入し、第４熱交換器２７０を経て第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて他側の室外に排出される。したがって、冷たい室外空気が第２領域３２０を通過しないため、冷たい室外空気が第１領域３１０を通過する空気の温度に影響を及ぼすことを防止することができ、エネルギー損失を最小化することができる。

図１１を参照して除湿および冷房モードについて説明する。

除湿および冷房モード時、流路転換部４００で方向転換ゲートが第１位置に設定され、第１送風機１６０と第２送風機２６０および圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）となり、ロータ部材３００が回転し、水分供給部５００から水分が供給されない点は無給水加湿モードと同じである。

除湿モード時に圧縮機６１０がオン（Ｏｎ）になると、冷媒は圧縮機６１０、四方バルブ６２０、第２熱交換器２５０、第２膨張バルブ６３０−２、第３熱交換器１７０、圧縮機６１０に沿って循環する。この時、冷媒が流動する経路を第４冷媒循環経路６４０−２という。

この場合、第２熱交換器２５０が凝縮機として作動し、第３熱交換器１７０が蒸発器として作動する。

第１送風機１６０が稼動されると、室内空気は第１領域３１０を通過して室内空気に含まれた水分が第１領域３１０の吸着材に吸着される。前記第１領域３１０で水分が除去された室内空気は第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを通じて室内に排出される。この場合、室内に排出される空気の温度は第３熱交換器１７０で低くなるため、室内冷房の効果がある。

第２送風機２６０が稼動されると、第２空気流路２１０の入口部２１０ａを通じて流入した室外空気は第２熱交換器２５０を通過しながら加熱され、加熱された空気は第２領域３２０を通過するようになる。前記第１領域３１０で室内空気の水分を吸着したロータ部材３００の吸着材が回転して第２領域３２０に位置するようになると、第２領域３２０を通過する加熱された室外空気によって吸着材の水分が蒸発し、室外空気は湿った空気状態になって第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて室外に排出される。

このような過程によって室内空気の除湿がなされ、快適な室内環境を維持することができる。

図１２を参照して空気清浄モードについて説明する。

空気清浄モード時には第１送風機１６０がオン（Ｏｎ）となり、流路転換部４００の方向転換ゲートが第１位置に設定される。圧縮機６１０はオフ（Ｏｆｆ）となり、水分供給部５００では水分の供給が行われない。

前記第１送風機１６０の稼動により第１空気流路１１０の入口部１１０ａを通じて流入した室内空気は、フリーフィルタ１２０で粒子が大きい異物の１次濾過がなされ、機能性フィルタ１３０でアレルギーなどの有害要素が除去された後、ＨＥＰＡフィルタ１４０で微粒子が除去される。

前記ＨＥＰＡフィルタ１４０を通過した室内空気は第１領域３１０を通過した後、第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを通じて室内に排出されることによって室内空気の清浄作用がなされる。

この場合、室内空気の臭いを除去しようとする場合には、ロータ部材３００を回転させ、第２送風機２６０を稼動させる。

前記ロータ部材３００の吸着材の表面には高分子除湿剤がコーティングされており、室内空気が吸着材の表面に接触すると臭い除去がなされる。

図１３を参照して換気モードについて説明する。

換気モードが稼動されると、第１送風機１６０と第２送風機２６０が稼動される。この場合、流路転換部４００の方向転換ゲートは第２位置となるように設定される。圧縮機６１０はオフ（Ｏｆｆ）となり、水分供給部５００では水分の供給が行われない。

前記第２送風機２６０の稼動によって第１空気流路１１０の入口部１１０ａに吸入された室内空気は、フリーフィルタ１２０、流路転換部４００の第１流入口４１０と第２排出口４４０を経てロータ部材３００の第２領域３２０を通過した後、第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて室外に排出される。

これと同時に前記第１送風機１６０の稼動によって第２空気流路２１０の入口部２１０ａに吸入された室外空気は、フリーフィルタ２２０、ミディアムフィルタ２３０、流路転換部４００の第２流入口４２０と第１排出口４３０、機能性フィルタ１３０、ＨＥＰＡフィルタ１４０を順次経てロータ部材３００の第１領域３１０を通過した後、第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを通じて室内に排出される。

このような過程によって室内空気は室外に排出され、室外空気は複数のフィルタ２２０、２３０、１３０、１４０を経て室内に流入することによって室内空気の換気がなされる。

前記のように流路転換部４００で流路転換がなされるように構成すると、換気モード時、室外空気は第２空気流路２１０に備えられたフリーフィルタ２２０、ミディアムフィルタ２３０で濾過された後、第１空気流路１１０に備えられた機能性フィルタ１３０とＨＥＰＡフィルタ１４０でも濾過されるため、第１空気流路１１０と第２空気流路２１０に備えられた多くのフィルタ２２０、２３０、１３０、１４０を経ながら濾過された後に室内に流入するため、きれいな空気を室内に供給することができる。

また、機能性フィルタ１３０とＨＥＰＡフィルタ１４０は、加湿モード、暖房モード、空気清浄モード、除湿モード時に第１空気流路１１０の入口部１１０ａを通じて流入した室内空気を濾過できるだけでなく、換気モード時に第２空気流路２１０の入口部２１０ａを通じて流入した室外空気も濾過するようになるため、室内空気と室外空気を濾過するためのフィルタをそれぞれ別途具備する必要がない。

前記のような構成によると、ヒートポンプ６００を利用して、２個または４個の熱交換器を利用して凝縮機と蒸発器としてそれぞれ機能させることによって、室内冷暖房と湿度の調節を一つの装置で実現することができ、冷暖房能力および湿度の調節能力を向上させることができる。

また、室内空気と室外空気の流路１１０、２１０が交差する地点に流路転換部４００を具備することによって、簡単な構造によって湿度の調節と暖房と空気清浄および換気モードをすべて実現することができる。

また、第１空気流路１１０と第２空気流路２１０に、ロータ部材３００の前後にヒートポンプ６００を構成する４個の熱交換器１５０、２５０、１７０、２７０を具備し、前記熱交換器１５０、２５０、１７０、２７０を交互に作動させることによって各空気流路の内部を常に乾燥した状態に維持することができるため、空気調和機を清潔な状態に維持することができる。

＜全熱交換可能な流路転換部＞
前記では流路転換部４００をダンパーで構成して流路転換だけがなされるように構成した実施例を例示したが、以下図１４〜図１５を参照して、流路転換部７００で流路転換だけでなく全熱交換もなされるように構成した実施例について説明する。

本実施例は流路転換部４００を全熱交換が行われる流路転換部７００に代替したことを除いては、前述した構成が同様に備えられている。

前記流路転換部７００は、第１空気流路１１０が入口部１１０ａに連結されて室内空気が流入する第１流入口７１０、前記第１流入口７１０に連通する第１空間部７０１、第２空気流路２１０の入口部２１０ａに連結されて室外空気が流入する第２流入口７２０、前記第２流入口７２０に連通する第２空間部７０２、前記第１空気流路１１０の中間部１１０ｂに連通し、前記第２空間部７０２と対角方向に対向するように位置する第３空間部７０３、前記第２空気流路２１０の中間部２１０ｂに連通し、前記第１空間部７０１と対角方向に対向するように位置する第４空間部７０４、前記第１〜第４空間部７０１、７０２、７０３、７０４で囲まれて室内空気と室外空気間に熱交換が行われるようにする全熱交換器７６０で構成される。

前記第１〜第４空間部７０１、７０２、７０３、７０４は隔壁７９１、７９２、７９３、７９４により空間的に互いに分離されている。

図１４を参照する。前記第１〜第４空間部７０１、７０２、７０３、７０４の一側面を形成するカバープレート７５０には、第１〜第４空間部７０１、７０２、７０３、７０４に対応する位置に第１〜第４連通孔７１１、７１２、７１３、７１４がそれぞれ形成されている。

前記第１連通孔７１１を通じて第１空間部７０１と第１空気流路１１０の中間部１１０ｂが互いに連通し、第３連通孔７１３を通じて第３空間部７０３と第１空気流路１１０の中間部１１０ｂが互いに連通する。

前記第２連通孔７１２を通じて第２空間部７０２と第２空気流路２１０の中間部２１０ｂが互いに連通し、第４連通孔７１４を通じて第４空間部７０４と第２空気流路２１０の中間部２１０ｂが互いに連通する。

前記第１空間部７０１には第１ダンパー７７１が備えられている。前記第１ダンパー７７１は、第１空間部７０１の空気が全熱交換器７６０と第１空気流路１１０の中間部１１０ｂのうちいずれか一方向に流動することを許容したり遮断するためのものである。

前記第２空間部７０２には第２ダンパー７７２が備えられている。前記第２ダンパー７７２は、第２空間部７０２の空気が全熱交換器７６０と第２空気流路２１０の中間部２１０ｂのうちいずれか一方向に流動することを許容したり遮断するためのものである。

換気モードが稼動されると、図１４（ｂ）に示された通り、第１ダンパー７７１がヒンジ７８１を回転中心として回転することによって実線で表示された水平方向に位置して第１連通孔７１１を遮断し、図１４（ｃ）に示された通り、第２ダンパー７７２がヒンジ７８２を回転中心として回転することによって実線で表示された水平方向に位置して第２連通孔７１２を遮断する。

この状態で第１送風機１６０と第２送風機２６０を稼動させると、図１４（ｂ）に示された通り、室内空気は第１空気流路１１０の入口部１１０ａと第１流入口７１０を通じて第１空間部７０１に流入し、第１空間部７０１に流入した室内空気は全熱交換器７６０を通過した後、第４空間部７０４、第２空気流路２１０の中間部２１０ｂ、第２領域３２０を順次経て第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて室外に排出される。

また、図１４（ｃ）に示された通り、室外空気は第２空気流路２１０の入口部２１０ａと第２流入口７２０を通じて第２空間部７０２に流入し、第２空間部７０２に流入した室外空気は全熱交換器７６０を通過して前記全熱交換器７６０を通過する室内空気と熱交換が行われた後、第３空間部７０３、第１空気流路１１０の中間部１１０ｂ、第１領域３１０を順次経て第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを通じて室内に排出される。

このような過程によって室内空気の換気がなされ、換気と同時に室内空気と室外空気間に全熱交換が行われるので、エネルギー消耗を減らすことができる。

前記した換気モードを除いた残りの加湿モード、暖房モード、空気清浄モード、除湿モード時流路転換部７００の動作を図１５を参照して説明する。

この場合、第１ダンパー７７１は図１４（ｂ）でのように、ヒンジ７８１を回転中心として回転することによって点線で示された垂直方向に位置して第１空間部７０１の空気が全熱交換器７６０方向に流動するのを遮断し、第２ダンパー７７２は図１４（ｂ）でのようにヒンジ７８２を回転中心として回転することによって点線で示された垂直方向に位置して第２空間部７０２の空気が全熱交換器７６０方向に流動するのを遮断する。

この状態で第１送風機１６０と第２送風機２６０を稼動させると、図１５（ｂ）に示された通り、第１空間部７０１に流入した室内空気は、第１連通孔７１１、第１空気流路１１０の中間部１１０ｂ、第１領域３１０、第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを順次経た後、室内に排出される。

また、図１５（ｃ）に示された通り、第２空間部７０２に流入した室外空気は、第２連通孔７１２、第２空気流路２１０の中間部２１０ｂ、第２領域３２０を順次経て第２空気流路２１０の出口部２１０ｃを通じて室外に排出される。

したがって、この場合には室内空気と室外空気が全熱交換器７６０を通過しない。

図１４と図１５に示された流路転換部７００を具備すると、室内空気と室外空気の流動方向を簡単な構造によって転換できると共に、必要な場合、室内空気と室外空気間に全熱交換が行われるようにすることができるため、空気調和機を多様なモードで運転することが可能である。

前記流路転換部７００では、第１ダンパー７７１を第１連通孔７１１方向と全熱交換器７６０方向のうちいずれか一方向を択一的に開閉する構成にして例示したが、第１連通孔７１１を開閉するダンパーと第１空間部７０１から全熱交換器７６０への流動を開閉するダンパーを別途に構成することも可能である。これと同様に一つの第２ダンパー７７１の代わりに２個のダンパーで第２連通孔７１２と全熱交換器７６０への流動をそれぞれ開閉するものとして構成することもできる。

＜室内空気流路に設置された水分供給部＞
図１６を参照する。室内空気流路である第１空気流路１１０上に水分供給部５００−１が備えられている点で前述した各実施例と差があり、残りの構成は同じである。

前記水分供給部５００−１は、第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを通じて室内に排出される空気に水分を供給するようになっている。前記水分供給部５００−１は、前記第１空気流路１１０の出口部１１０ｃを通過する空気に水分を供給する加湿フィルタ５２０−１と、前記加湿フィルタ５２０−１に水分が吸着するように水分を供給する水分供給手段であって、前記加湿フィルタ５２０−１の下端の一部を浸漬させるための水が貯蔵される水槽５３０−１と、前記水槽５３０−１に水を供給するために給水管５７０−１に備えられた給水バルブ５５０−１と、前記水槽５３０−１の水を外部に排水するために排水管５８０−１に備えられた排水バルブ５６０−１で形成されている。

このように加湿フィルタ５２０−１を第１空気流路１１０の出口部１１０ｃ上に位置させ、第１送風機１６０の稼動によって加湿がなされるようにすると、前述した各実施例のように、別途の加湿空気流路５４０と第３送風機５１０を具備する必要がなく、ロータ部材３００にも第３領域３３０を構成する必要がないため、製品の構成が簡単になる。

図１６に示された空気調和機においても、加湿モード、暖房モード、空気清浄モード、除湿モード、冷房モード、換気モードの作動が可能である。このような各モードの動作は前述した実施例の内容に基づいて通常の技術者であれば理解できるはずであるため、詳細な説明は省略する。

以上説明した通り、本発明は前述した実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求される本発明の技術的思想から逸脱することなく当該発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって自明な変形実施が可能であり、このような変形実施は本発明の範囲に属する。

１１０ 第１空気流路
１２０ フリーフィルタ
１３０ 機能性フィルタ
１４０ ＨＥＰＡフィルタ
１５０ 第１熱交換器
１６０ 第１送風機
２１０ 第２空気流路
２２０ フリーフィルタ
２３０ ミディアムフィルタ
２５０ 第２熱交換器
２６０ 第２送風機
３００ ロータ部材
３１０ 第１領域
３２０ 第２領域
３３０ 第３領域
４００、７００ 流路転換部
４１０ 第１流入口
４２０ 第２流入口
４３０ 第１排出口
４４０ 第２排出口
５００、５００−１ 水分供給部
５１０ 第３送風機
５２０、５２０−１ 加湿フィルタ
５３０、５３０−１ 水槽
５４０ 加湿空気流路
５５０、５５０−１ 給水バルブ
５６０、５６０−１ 排水バルブ
５７０、５７０−１ 給水管
５８０、５８０−１ 排水管
６００ ヒートポンプ
７０１ 第１空間部
７０２ 第２空間部
７０３ 第３空間部
７０４ 第４空間部
７１０ 第１流入口
７１１ 第１連通孔
７１２ 第２連通孔
７１３ 第３連通孔
７１４ 第４連通孔
７２０ 第２流入口
７５０ カバープレート
７６０ 全熱交換器
７９１、７９２、７９３、７９４ 隔壁

Claims (21)

1. 両端が室内と連結された第１空気流路（１１０）、
   両端が室外と連結された第２空気流路（２１０）、
   前記第１空気流路（１１０）上に備えられた第１領域（３１０）と、前記第２空気流路（２１０）上に備えられた第２領域（３２０）と、回転によって前記第１領域（３１０）と第２領域（３２０）を交互に通過する吸着材からなるロータ部材（３００）、
   前記第１領域（３１０）に向かって流動する空気と熱交換が行われる第１熱交換器（１５０）と、前記第２領域（３２０）に向かって流動する空気と熱交換が行われる第２熱交換器（２５０）を含み、前記第１熱交換器（１５０）と第２熱交換器（２５０）が凝縮機と蒸発器として交互に作動するようにすることによって、前記第１空気流路（１１０）を流動する空気の加熱および冷却が行われるようにするヒートポンプ（６００）、
   前記ロータ部材（３００）の回転と前記ヒートポンプ（６００）を制御する制御部、を含む、
   空気調和機。
2. 前記ヒートポンプ（６００）は、圧縮機（６１０）、前記圧縮機（６１０）から供給された冷媒を前記第１熱交換器（１５０）と第２熱交換器（２５０）が凝縮機と蒸発器、蒸発器と凝縮機として作動転換がなされるように、前記冷媒の流動方向を転換させる四方バルブ（６２０）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記第１熱交換器（１５０）が凝縮機として作動する場合には、前記第１領域（３１０）に流動する空気を加熱して室内加湿または暖房が行われ、前記第２熱交換器（２５０）が蒸発器として作動する場合には、前記第１領域（３１０）に流動する空気を冷却して室内除湿または冷房がなされることを特徴とする、請求項１に記載の空気調和機。
4. 前記ヒートポンプ（６００）は、前記第１領域（３１０）と第２領域（３２０）をそれぞれ通過した空気と熱交換が行われる第３熱交換器（１７０）と第４熱交換器（２７０）をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の空気調和機。
5. 室内加湿または室内暖房時には前記第１熱交換器（１５０）と第４熱交換器（２７０）が凝縮機と蒸発器として作動し、室内除湿または室内冷房時には前記第２熱交換器（２５０）と第３熱交換器（２７０）が凝縮機と蒸発器として作動することを特徴とする、請求項４に記載の空気調和機。
6. 前記室内加湿または室内暖房時、冷媒は、圧縮機（６１０）、四方バルブ（６２０）、第１熱交換器（１５０）、第１膨張バルブ６３０−１、第４熱交換器（２７０）、圧縮機（６１０）の順で形成される冷媒循環経路（６４０−１）に沿って循環して、前記第１熱交換器（１５０）と第４熱交換器（２７０）が凝縮機と蒸発器としてそれぞれ作動し、前記室内除湿または室内冷房時、冷媒は、圧縮機（６１０）、四方バルブ（６２０）、第２熱交換器（２５０）、第２膨張バルブ（６３０−２）、第３熱交換器（１７０）、圧縮機（６１０）の順で形成される冷媒循環経路（６４０−２）に沿って循環して、前記第２熱交換器（２５０）と第３熱交換器（１７０）が凝縮機と蒸発器としてそれぞれ作動することを特徴とする、請求項５に記載の空気調和機。
7. 前記第２領域（３２０）の出口側と一側の室外間を連結する第２空気流路（２１０）上には第２送風機（２６０）が備えられ、前記第２空気流路（２１０）には他側の室外に連結されるバイパス流路（２８５−２）が連結され、前記第２空気流路（２１０）とバイパス流路（２８５−２）の交差地点には、前記第２空気流路（２１０）を流動する空気の流動方向を前記バイパス流路（２８５−２）と前記他側の室外のうちいずれか一方向に選択するためのダンパー（２８０−２）が備えられたことを特徴とする、請求項４に記載の空気調和機。
8. 前記第１空気流路（１１０）と第２空気流路（２１０）が交差する地点には、前記第１空気流路（１１０）と第２空気流路（２１０）の流路方向を転換させる流路転換部（４００、（７００））が備えられたことを特徴とする、請求項１に記載の空気調和機。
9. 前記第２領域（３２０）の入口側に連結された第２空気流路（２１０）上には第２送風機（２６０）が備えられ、前記第２空気流路（２１０）には室外に連結されるバイパス流路（２８５−１）が連結され、前記第２空気流路（２１０）とバイパス流路（２８５−１）の交差地点には前記第２空気流路（２１０）を流動する空気の流動方向を前記バイパス流路（２８５−１）と第２領域（３２０）のうちいずれか一方向に選択するためのダンパー（２８０−１）が備えられたことを特徴とする、請求項８に記載の空気調和機。
10. 前記流路転換部（４００）は、室内空気が流入する第１流入口（４１０）、室外空気が流入する第２流入口（４２０）、前記第２領域（３２０）と連結される第２排出口（４４０）、前記第１領域（３１０）と連結される第１排出口（４３０）で構成されたことを特徴とする、請求項８に記載の空気調和機。
11. 前記流路転換部（７００）は、換気モード時に室内空気と室外空気間に全熱交換が行われるようにする全熱交換器（７６０）を含むことを特徴とする、請求項８に記載の空気調和機。
12. 前記流路転換部（７００）は、前記第１空気流路（１１０）の入口部（１１０ａ）に連結される第１空間部（７０１）、前記第１空気流路（１１０）を通じて前記第１領域（３１０）に連結される第３空間部（７０３）、前記第２空気流路（２１０）の入口部（２１０ａ）に連結される第２空間部（７０２）、前記第２空気流路（２１０）を通じて前記第２領域（３２０）に連結される第４空間部（７０４）を含み、前記全熱交換器（７６０）は前記第１空間部（７０１）に流入した室内空気が第４空間部（７０４）に流動し、前記第２空間部（７０２）に流入した室外空気が第３空間部（７０３）に流動する場合、熱交換が行われることを特徴とする、請求項１１に記載の空気調和機。
13. 前記第１〜第４空間部（６０１、６０２、６０３、６０４）の一側を閉鎖するカバープレート（６５０）には、前記第１空間部（６０１）と第１空気流路（１１０）を連通させる第１連通孔（６１１）、前記第３空間部（６０３）と第１空気流路（１１０）を連通させる第３連通孔（６１３）、前記第２空間部（６０２）と第２空気流路（２１０）を連通させる第２連通孔（６１２）、前記第４空間部（６０４）と第２空気流路（２１０）を連通させる第４連通孔（６１４）が形成され、前記第１空間部（６０１）が前記第１連通孔（６１１）を通じて前記第１空気流路（１１０）に連通するようにするか、前記全熱交換器（６６０）を通じて前記第４空間部（６０４）に連通するように開閉方向が設定される少なくとも一つのダンパー（６７１）と、前記第２空間部（６０２）が前記第２連通孔（６１２）を通じて前記第２空気流路（１１０）に連通するようにするか、前記全熱交換器（６６０）を通じて前記第３空間部（４０３）に連通するように開閉方向が設定される少なくとも一つのダンパー（６７２）が備えられたことを特徴とする、請求項１２に記載の空気調和機。
14. 前記吸着材に水分を供給するための水分供給部（５００）が備えられ、前記吸着材が回転して前記第１領域（３１０）に位置するようになると、前記第１空気流路（１１０）を流動する空気によって前記水分が蒸発して前記室内に流入することを特徴とする、請求項１に記載の空気調和機。
15. 前記ロータ部材（３００）には、前記第１領域（３１０）および第２領域（３２０）と分離された第３領域（３３０）が形成され、前記水分供給部（５００）は前記第３領域（３３０）の吸着材に水分を供給することを特徴とする、請求項１４に記載の空気調和機。
16. 前記水分供給部（５００）は、加湿空気流路（５４０）上に備えられて水分を含有する加湿フィルタ（５２０）、前記加湿空気流路（５４０）上に備えられて加湿フィルタ（５２０）を通過した加湿空気を流動させるための第３送風機（５１０）、で構成されたことを特徴とする、請求項１５に記載の空気調和機。
17. 前記第１空気流路（１１０）を通じて室内に排出される空気に水分を供給するための水分供給部（５００−１）が備えられたことを特徴とする、請求項１に記載の空気調和機。
18. 前記水分供給部（５００−１）は、前記第１空気流路（１１０）を通過する空気に水分を供給する加湿フィルタ（５２０−１）と、前記加湿フィルタ（５２０−１）に水分が吸着するように水分を供給する水分供給手段で構成されたことを特徴とする、請求項１７に記載の空気調和機。
19. 両端が室内と連結された第１空気流路（１１０）、両端が室外と連結された第２空気流路（２１０）、前記第１空気流路（１１０）上に備えられた第１領域（３１０）と前記第２空気流路（２１０）上に備えられた第２領域（３２０）と回転によって前記第１領域（３１０）と第２領域（３２０）を交互に通過する吸着材からなるロータ部材（３００）を含む空気調和機の制御方法であって、
    前記第１領域（３１０）に向かって流動する空気と熱交換が行われる第１熱交換器（１５０）と前記第２領域（３２０）に向かって流動する空気と熱交換が行われる第２熱交換器（２５０）で前記空気の加熱または冷却が行われるように、ヒートポンプ（６００）の冷媒の流動方向が転換されるように制御する、
    空気調和機の制御方法。
20. 前記ヒートポンプ（６００）は、前記第１領域（３１０）と第２領域（３２０）をそれぞれ通過した空気と熱交換が行われる第３熱交換器（１７０）と第４熱交換器（２７０）をさらに含み、室内加湿または室内暖房時、前記第１熱交換器（１５０）と第４熱交換器（２７０）が凝縮機と蒸発器としてそれぞれ作動するように冷媒は第１冷媒循環経路（６４０−１）に沿って循環し、室内除湿または室内冷房時、前記第２熱交換器（２５０）と第３熱交換器（１７０）が凝縮機と蒸発器としてそれぞれ作動するように冷媒は第２冷媒循環経路（６４０−２）に沿って循環し、前記ヒートポンプ（６００）の四方バルブ（６２０）で前記第１冷媒循環経路（６４０−１）と第２冷媒循環経路（６４０−２）の選択がなされるように制御することを特徴とする、請求項１９に記載の空気調和機の制御方法。
21. 前記室内暖房時、前記第２空気流路（２１０）上に備えられたダンパー（２８０−１、２８０−２）の流動方向を転換して、前記第２空気流路（２１０）を流動する室外空気は前記第２領域（３２０）を通過せずに室外に排出されることを特徴とする、請求項２０に記載の空気調和機の制御方法。

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