JP3807408B2

JP3807408B2 - 熱交換器

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Publication number: JP3807408B2
Application number: JP2004105253A
Authority: JP
Inventors: 周司池上; 裕彦松下
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: WO2005098340A1; US7537050B2; EP1731866B1; AU2005231293A1; ES2484941T3; CN100439853C; KR100855446B1; CN1938555A; AU2005231293B2; KR20070001256A; EP1731866A1; US20070187073A1; JP2005291589A; EP1731866A4

Description

この発明は、例えば、吸着剤と冷凍サイクルとを利用して空気の湿度調節を行う調湿装置の熱交換器に関するものである。

特許文献１には、乾式除湿装置の熱交換部材として、銅管の周囲に板状のフィンを一体に外嵌合し、これら銅管及びフィンの表面に空気中の水分の吸着と空気中への水分の脱離とを行う吸着剤を担持させ、銅管内を流れる冷媒によって上記吸着剤の加熱や冷却を行うようにしたものが開示されている。
特開平７−２６５６４９号公報（第２頁、図１）

ところで、熱交換器が、多数枚のフィンを並列配置したフィン群を備え、直管部とＵ字管部とで蛇行状に形成された伝熱管が上記フィン群に配置されたクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器である場合、一般に、上記フィン群は枠板で取り囲まれていて、この枠板をケーシングに取り付けることにより熱交換器がケーシングに収容配置されるようになっている。また、上記枠板には、伝熱管のＵ字管部や、伝熱管を冷媒配管に接続する接続管が突設されている。

このような熱交換器において、上記の特許文献１のように、銅管及びフィンの表面に吸着剤を担持させることにより、潜熱処理能力を高めることが考えられるが、潜熱処理能力をさらに高めるためにフィンを大型化して吸着剤の担持面積を増加すると、熱交換器が大型化してしまう。

この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、空気と接触する吸着剤の担持面積を熱交換器の大型化を招くことなく増加させることである。

上記の目的を達成するため、この発明は、銅管（伝熱管）やフィン以外にも吸着剤を担持させたことを特徴とする。

具体的には、この発明は、吸着剤を担持した熱交換器を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１に記載の発明は、多数枚のフィン（57）が間隔をあけて並列配置されたフィン群（59）と、このフィン群（59）のフィン配列方向両端面とフィン長手方向両端側の端面とを取り囲む金属製の枠板（61）と、直管部（63a）とＵ字管部（63b）とで蛇行状に形成され、上記直管部（63a）が上記フィン群（59）をフィン配列方向に貫挿するとともに、上記Ｕ字管部（63b）が上記枠板（61）から突出するように配置された伝熱管（63）とを備え、上記フィン群（59）、枠板（61）及び伝熱管（63）の表面には、空気中の水分の吸着と空気中への水分の脱離とを行う吸着剤が担持されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、伝熱管（63）を冷媒配管に接続する接続管（65）を備え、この接続管（65）の表面には、空気中の水分の吸着と空気中への水分の脱離とを行う吸着剤が担持されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、吸着剤は同じ種類のものであることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、吸着剤のフィン（57）表面の担持層の厚みが５０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、フィンピッチが１．２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の発明において、空気の風速が０．５ｍ／ｓ以上１．５ｍ／ｓ以下であることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、フィン群（59）及び伝熱管（63）以外に枠板（61）にも吸着剤を担持させているので、その分だけ空気と接触する吸着剤の担持面積が増加し、熱交換器の大型化を招くことなく潜熱処理能力を高めることができる。

請求項２に係る発明によれば、フィン群（59）、枠板（61）及び伝熱管（63）のほかに接続管（65）にも吸着剤を担持させているので、さらに空気と接触する吸着剤の担持面積量が増加し、潜熱処理能力を一層高めることができる。

請求項３に係る発明によれば、フィン群（59）、枠板（61）及び伝熱管（63）を組み付けた状態で、あるいはさらに接続管（65）をも組み付けた状態で、吸着剤を混合したスラリーに浸漬することで、個々に吸着剤を担持させる場合に比べて簡単にかつ効率良く吸着剤を担持させることができる。

請求項４に係る発明によれば、吸着剤のフィン（57）表面の担持層の厚みを５０μｍ以上５００μｍ以下にしたので、圧力損失を低減してファン効率の向上及びファン騒音の低減を達成することができる。

請求項５に係る発明によれば、フィンピッチが１．２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲で、特に、請求項４の効果を実効あらしめることができる。これは商用上有効なフィンピッチでもある。

請求項６に係る発明によれば、空気の風速が０．５ｍ／ｓ以上１．５ｍ／ｓ以下の範囲で、特に、請求項４の効果を実効あらしめることができる。これは実用的な空気の速度でもある。

以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の実施形態に係る熱交換器が適用された調湿装置の構成を概略的に示し、図１（ａ）は図１（ｂ）のＸ−Ｘ線における断面図、図１（ｂ）は内部を見せた状態の平面図であって図で下側が正面側である。図１（ｃ）は図１（ｂ）のＹ−Ｙ線における断面図である。この調湿装置は矩形箱状のケーシング（1）を備え、ケーシング（1）内部は、前後に延びる第１仕切板（3）で収納容積の大きい左側の第１空間（5）と、収納容積の小さい右側の第２空間（7）とに区画されている。また、上記第１空間（5）は、左右に平行に延びる前後２枚の第２及び第３仕切板（9,11）で収納容積の大きい中央の第３空間（13）と、収納容積の小さい前後２つの第４及び第５空間（15,17）とに区画され、上記第３空間（13）は、前後に延びる第４仕切板（19）で左側空間（13a）と右側空間（13b）とに区画されている。さらに、後側の第５空間（17）は、左右に水平に延びる第５仕切板（21）で上下に区画され、上側空間を第１流入路（23）とし、下側の空間を第１流出路（25）としている。一方、前側の第４空間（15）も、左右に水平に延びる第６仕切板（27）で上下に区画され、上側空間を第２流入路（29）とし、下側の空間を第２流出路（31）としている。

上記第３仕切板（11）には、４つの第１〜４開口（11a〜11d）が第３空間（13）の左右の空間（13a,13b）、第１流入路（23）及び第１流出路（25）と連通するように上下左右に並んで形成されている（図１（ａ）参照）。また、上記第２仕切板（9）にも、４つの第５〜８開口（9a〜9d）が第３空間（13）の左右の空間（13a,13b）、第２流入路（29）及び第２流出路（31）と連通するように上下左右に並んで形成されている（図１（ｃ）参照）。なお、これら第１〜４開口（11a〜11d）及び第５〜８開口（9a〜9d）には、図示しないが、ダンパがそれぞれ開閉自在に設けられている。

また、上記ケーシング（1）の左側面後側には、室外空気吸込口（33）が上記第１流入路（23）に連通するように形成され、ケーシング（1）の右側面後側には排気吹出口（35）が形成され、この排気吹出口（35）は上記第２空間（7）後側に配置された排気ファン（37）に接続されて第１流出路（25）と連通している。一方、上記ケーシング（1）の左側面前側には、室内空気吸込口（39）が上記第２流入路（29）に連通するように形成され、ケーシング（1）の右側面前側には給気吹出口（41）が形成され、この給気吹出口（41）は上記第２空間（7）前側に配置された給気ファン（43）に接続されて第２流出路（31）と連通している。

このように構成されたケーシング（1）内には、図２に示すような冷媒回路（45）が収納されている。この冷媒回路（45）は、第１熱交換器（47）、第２熱交換器（49）、圧縮機（51）、四方切換弁（53）及び電動膨張弁（55）が介設された閉回路であって冷媒が充填されていて、この冷媒を循環させることにより蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。具体的には、圧縮機（51）の吐出側が四方切換弁（53）の第１ポートに接続され、吸入側が四方切換弁（53）の第２ポートに接続されている。第１熱交換器（47）の一端は四方切換弁（53）の第３ポートに接続され、他端は電動膨張弁（55）を介して第２熱交換器（49）の一端に接続されている。第２熱交換器（49）の他端は四方切換弁（53）の第４ポートに接続されている。四方切換弁（53）は、第１ポートと第３ポートが連通して第２ポートと第４ポートが連通する状態（図２（ａ）に示す状態）と、第１ポートと第４ポートが連通して第２ポートと第３ポートが連通する状態（図２（ｂ）に示す状態）とに切り換え自在に構成されている。そして、この冷媒回路（45）は、四方切換弁（53）を切り換えることにより、第１熱交換器（47）が凝縮器として機能して第２熱交換器（49）が蒸発器として機能する第１冷凍サイクル動作と、第１熱交換器（47）が蒸発器として機能して第２熱交換器（49）が凝縮器として機能する第２冷凍サイクル動作とを切り換えて行うように構成されている。また、冷媒回路（45）の各構成要素は、図１に示すように、第１熱交換器（47）が第３空間（13）の右側空間（13b）に、第２熱交換器（49）が第３空間（13）の左側空間（13a）に、圧縮機（51）が第２空間（7）の前後中程にそれぞれ配置されている。なお、図示しないが、四方切換弁（53）や電動膨張弁（55）も第２空間（7）に配置されている。

上記第１及び第２熱交換器（47,49）は共に、図３に示すようなクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器であり、多数枚のアルミニウム合金製フィン（57）が間隔をあけて並列配置されたフィン群（59）を備えている。このフィン群（59）のフィン配列方向両端面とフィン長手方向両端側の端面とは矩形の金属製枠板（61）で取り囲まれ、第１及び第２熱交換器（47,49）は上記枠板（61）を介して第３空間（13）の左右の空間（13a,13b）にそれぞれ配置されている。上記フィン群（59）には伝熱管（63）が配置されている。この伝熱管（63）は直管部（63a）とＵ字管部（63b）とで蛇行状に形成され、上記直管部（63a）が上記フィン群（59）をフィン配列方向に貫挿するとともに、上記Ｕ字管部（63b）が上記枠板（61）から突出している。また、上記伝熱管（63）の一端には接続管（65）の一端が接続され、この接続管（65）により伝熱管（63）を図示しない冷媒配管に接続するようになっている。そして、この発明の特徴として、上記フィン群（59）、枠板（61）、伝熱管（63）及び接続管（65）の被処理空気と接触する外表面、つまり第１及び第２熱交換器（47,49）の外表面全体には、空気中の水分の吸着と空気中への水分の脱離とを行う同じ種類の吸着剤（図示せず）が担持されている。

このようにすることで、空気と接触する吸着剤の担持面積が増加し、第１及び第２熱交換器（47,49）の大型化を招くことなく潜熱処理能力を高めることができる。また、フィン群（59）、枠板（61）、伝熱管（63）及び接続管（65）を組み付けた状態で、吸着剤を混合したスラリーに浸漬することで、個々に吸着剤を担持させる場合に比べて簡単にかつ効率良く吸着剤を担持させることができる。

また、上記吸着剤のフィン（57）表面の担持層の厚みは、圧力損失を低減してファン効率の向上及びファン騒音の低減を達成する観点から、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。この厚みは、通常、ファン回転数、送風音及びファン効率等の関係から決定される。ここで、一例として、本実施形態記載の調湿装置（サイズ：Ｗ１１２０＊Ｄ９００＊Ｈ３９５、熱交換器仕様：４列１２段６００ｍｍ、ＦＰ１．６ｍｍ、風速０．９ｍ／ｓ、熱交換器室（第３空間）容積比率：０．４〜０．５）を考える。送風音の許容限界値を５５ｄＢＡとすると、静圧３８〜４１ｍｍＡｑで使用するのが好ましい。機内静圧のうち約３０％は他の構成要素で損失されるので、熱交換器に許される圧力損失は、
圧力損失＝（静圧−機外静圧６ｍｍＡｑ）×０．７
より、２２〜２４．５ｍｍＡｑ程度になる。これらの値から試算すると、担持層に許される最大厚みは５００μｍとなる。現実的には、ＦＰ（フィンピッチ）１．４〜２．０ｍｍ、風速０．８〜１．２ｍ／ｓ、担持層の厚み１５０〜３００μｍ、圧力損失１０ｍｍＡｑ前後であるとすると、担持層の厚みは５００μｍが上限値として十分である。逆に、熱交換器のコンパクト化を実現しようとすれば、吸着剤の能力から１５０μｍ以下では困難であり、熱交換器の大型化が許されたとしても５０μｍ以上は必要と考えられる。なお、フィン（57）以外の圧力損失増加にあまり影響しない箇所（例えば、枠板（61）、伝熱管（63）及び接続管（65））には、担持層をフィン（57）よりも厚く形成して吸脱着性能を向上させてもよい。

また、上記の効果を実効あらしめるためには、フィンピッチが１．２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることが好ましく、実際にこの範囲が実用化されているフィンピッチである。さらに、空気の風速が０．５ｍ／ｓ以上１．５ｍ／ｓ以下であることも上記の効果を実効あらしめるためには好ましい。０．５ｍ／ｓ未満では熱交換器が必要以上に大きくなりがちで、伝熱に寄与しない無駄な部分が生じてしまう一方、１．５ｍ／ｓを超えるとバイパスファクタ（通過してしまう空気の量）が増えて効率が低下するからである。

なお、吸着剤としては、例えば、ゼオライト、シリカゲル、活性炭、親水性又は吸水性の官能基を有する有機高分子ポリマ系材料、カルボキシル基又はスルホン酸基を有するイオン交換樹脂系材料、感温性高分子等の機能性高分子材料、セピオライト、イモゴライト、アロフェン及びカオリナイト等の粘土鉱物系材料等、水分の吸着に優れているものであれば特にこだわらない。担持方法としては、例えば、上記吸着剤を混合したスラリーに浸漬する方法があるが、吸着剤の性能を確保できる方法であれば特にこだわらない。また、必要であれば、バインダ、接着剤、その他混合物を使用してもよい。

このように構成された調湿装置の調湿動作について図４〜７を参照しながら説明する。

−調湿装置の調湿動作−
この調湿装置では、除湿運転と加湿運転とが切り換え可能となっている。また、除湿運転中や加湿運転中には、第１動作と第２動作とが交互に繰り返される。

《除湿運転》
除湿運転時において、調湿装置では、給気ファン（43）及び排気ファン（37）が運転される。そして、調湿装置は、室外空気（OA）を第１空気として取り込んで室内に供給する一方、室内空気（RA）を第２空気として取り込んで室外に排出する。

まず、除湿運転時の第１動作について、図２及び図４を参照しながら説明する。この第１動作では、第１熱交換器（47）において吸着剤の再生が行われ、第２熱交換器（49）において第１空気である室外空気（OA）の除湿が行われる。

第１動作時において、冷媒回路（45）では、四方切換弁（53）が図２（ａ）に示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（51）を運転すると、冷媒回路（45）で冷媒が循環し、第１熱交換器（47）が凝縮器となって第２熱交換器（49）が蒸発器となる第１冷凍サイクル動作が行われる。具体的には、圧縮機（51）から吐出された冷媒は、第１熱交換器（47）で放熱して凝縮し、その後に電動膨張弁（55）へ送られて減圧される。減圧された冷媒は、第２熱交換器（49）で吸熱して蒸発し、その後に圧縮機（51）へ吸入されて圧縮される。そして、圧縮された冷媒は、再び圧縮機（51）から吐出される。

また、第１動作時には、第２開口（11ｂ）、第３開口（11ｃ）、第５開口（9a）及び第８開口（9d）が開口状態となり、第１開口（11a）、第４開口（11d）、第６開口（9b）及び第７開口（9c）が閉鎖状態になる。そして、図４に示すように、第１熱交換器（47）へ第２空気としての室内空気（RA）が供給され、第２熱交換器（49）へ第１空気としての室外空気（OA）が供給される。

具体的には、室内空気吸込口（39）より流入した第２空気は、第２流入路（29）から第５開口（9a）を通って第３空間（13）の右側空間（13b）へ送り込まれる。右側空間（13b）では、第２空気が第１熱交換器（47）を上から下へ向かって通過して行く。第１熱交換器（47）では、外表面に担持された吸着剤が冷媒により加熱され、この吸着剤から水分が脱離する。吸着剤から脱離した水分は、第１熱交換器（47）を通過する第２空気に付与される。第１熱交換器（47）で水分を付与された第２空気は、第３空間（13）の右側空間（13b）から第３開口（11c）を通って第１流出路（25）へ流出する。その後、第２空気は、排気ファン（37）へ吸い込まれ、排気吹出口（35）から排出空気（EA）として室外へ排出される。

一方、室外空気吸込口（33）より流入した第１空気は、第１流入路（23）から第２開口（11b）を通って第３空間（13）の左側空間（13a）へ送り込まれる。左側空間（13a）では、第１空気が第２熱交換器（49）を上から下へ向かって通過して行く。第２熱交換器（49）では、その表面に担持された吸着剤に第１空気中の水分が吸着される。その際に生じる吸着熱は、冷媒が吸熱する。第２熱交換器（49）で除湿された第１空気は、第３空間（13）の左側空間（13a）から第８開口（9d）を通って第２流出路（31）へ流出する。その後、第１空気は、給気ファン（43）へ吸い込まれ、給気吹出口（41）から供給空気（SA）として室内へ供給される。

次に、除湿運転時の第２動作について、図２及び図５を参照しながら説明する。この第２動作では、第２熱交換器（49）において吸着剤の再生が行われ、第１熱交換器（47）において第１空気である室外空気（OA）の除湿が行われる。

第２動作時において、冷媒回路（45）では、四方切換弁（53）が図２（ｂ）に示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（51）を運転すると、冷媒回路（45）で冷媒が循環し、第１熱交換器（47）が蒸発器となって第２熱交換器（49）が凝縮器となる第２冷凍サイクル動作が行われる。具体的には、圧縮機（51）から吐出された冷媒は、第２熱交換器（49）で放熱して凝縮し、その後に電動膨張弁（55）へ送られて減圧される。減圧された冷媒は、第１熱交換器（47）で吸熱して蒸発し、その後に圧縮機（51）へ吸入されて圧縮される。そして、圧縮された冷媒は、再び圧縮機（51）から吐出される。

また、第２動作時には、第１開口（11a）、第４開口（11d）、第６開口（9b）及び第７開口（9c）が開口状態となり、第２開口（11b）、第３開口（11c）、第５開口（9a）及び第８開口（9d）が閉鎖状態となる。そして、図５に示すように、第１熱交換器（47）へ第１空気としての室外空気（OA）が供給され、第２熱交換器（49）へ第２空気としての室内空気（RA）が供給される。

具体的には、室内空気吸込口（39）より流入した第２空気は、第２流入路（29）から第６開口（9b）を通って第３空間（13）の左側空間（13a）へ送り込まれる。左側空間（13a）では、第２空気が第２熱交換器（49）を上から下へ向かって通過して行く。第２熱交換器（49）では、外表面に担持された吸着剤が冷媒により加熱され、この吸着剤から水分が脱離する。吸着剤から脱離した水分は、第２熱交換器（49）を通過する第２空気に付与される。第２熱交換器（49）で水分を付与された第２空気は、第３空間（13）の左側空間（13a）から第４開口（11d）を通って第１流出路（25）へ流出する。その後、第２空気は、排気ファン（37）へ吸い込まれ、排気吹出口（35）から排出空気（EA）として室外へ排出される。

一方、室外空気吸込口（33）より流入した第１空気は、第１流入路（23）から第１開口（11a）を通って第３空間（13）の右側空間（13b）へ送り込まれる。右側空間（13b）では、第１空気が第１熱交換器（47）を上から下へ向かって通過して行く。第１熱交換器（47）では、その表面に担持された吸着剤に第１空気中の水分が吸着される。その際に生じる吸着熱は、冷媒が吸熱する。第１熱交換器（47）で除湿された第１空気は、第３空間（13）の右側空間（13b）から第７開口（9c）を通って第２流出路（31）へ流出する。その後、第１空気は、給気ファン（43）へ吸い込まれ、給気吹出口（41）から供給空気（SA）として室内へ供給される。

《加湿運転》
加湿運転時において、調湿装置では、給気ファン（43）及び排気ファン（37）が運転される。そして、調湿装置は、室内空気（RA）を第１空気として取り込んで室外に排出する一方、室外空気（OA）を第２空気として取り込んで室内に供給する。

まず、加湿運転時の第１動作について、図２及び図６を参照しながら説明する。この第１動作では、第１熱交換器（47）において第２空気である室外空気（OA）の加湿が行われ、第２熱交換器（49）において第１空気である室内空気（RA）から水分の回収が行われる。

第１動作時において、冷媒回路（45）では、四方切換弁（53）が図２（ａ）に示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（51）を運転すると、冷媒回路（45）で冷媒が循環し、第１熱交換器（47）が凝縮器となって第２熱交換器（49）が蒸発器となる第１冷凍サイクル動作が行われる。

また、第１動作時には、第１開口（11a）、第４開口（11d）、第６開口（9b）及び第７開口（9c）が開口状態になり、第２開口（11b）、第３開口（11c）、第５開口（9a）及び第８開口（9d）が閉鎖状態になる。そして、図６に示すように、第１熱交換器（47）には第２空気としての室外空気（OA）が供給され、第２熱交換器（49）には第１空気としての室内空気（RA）が供給される。

具体的には、室内空気吸込口（39）より流入した第１空気は、第２流入路（29）から第６開口（9b）を通って第３空間（13）の左側空間（13a）へ送り込まれる。左側空間（13a）では、第１空気が第２熱交換器（49）を上から下へ向かって通過して行く。第２熱交換器（49）では、その表面に担持された吸着剤に第１空気中の水分が吸着される。その際に生じる吸着熱は、冷媒が吸熱する。その後、水分を奪われた第１空気は、第４開口（11d）、第１流出路（25）、排気ファン（37）を順に通過し、排出空気（EA）として排気吹出口（35）から室外へ排出される。

一方、室外空気吸込口（33）より流入した第２空気は、第１流入路（23）から第１開口（11a）を通って第３空間（13）の右側空間（13b）へ送り込まれる。右側空間（13b）では、第２空気が第１熱交換器（47）を上から下へ向かって通過して行く。第１熱交換器（47）では、外表面に担持された吸着剤が冷媒により加熱され、この吸着剤から水分が脱離する。吸着剤から脱離した水分は、第１熱交換器（47）を通過する第２空気に付与される。その後、加湿された第２空気は、第７開口（9c）、第２流出路（31）、給気ファン（43）を順に通過し、供給空気（SA）として給気吹出口（41）から室内へ供給される。

次に、加湿運転時の第２動作について、図２及び図７を参照しながら説明する。この第２動作では、第２熱交換器（49）において第２空気である室外空気（OA）の加湿が行われ、第１熱交換器（47）において第１空気である室内空気（RA）から水分の回収が行われる。

第２動作時において、冷媒回路（45）では、四方切換弁（53）が図２（ｂ）に示す状態に切り換えられる。この状態で圧縮機（51）を運転すると、冷媒回路（45）で冷媒が循環し、第１熱交換器（47）が蒸発器となって第２熱交換器（49）が凝縮器となる第２冷凍サイクル動作が行われる。

また、第２動作時には、第２開口（11b）、第３開口（11c）、第５開口（9a）及び第８開口（9d）が開口状態になり、第１開口（11a）、第４開口（11d）、第６開口（9b）及び第７開口（9c）が閉鎖状態になる。そして、図７に示すように、第１熱交換器（47）には第１空気としての室内空気（RA）が供給され、第２熱交換器（49）には第２空気としての室外空気（OA）が供給される。

具体的には、室内空気吸込口（39）より流入した第１空気は、第２流入路（29）から第５開口（9a）を通って第３空間（13）の右側空間（13b）に送り込まれる。右側空間（13b）では、第１空気が第１熱交換器（47）を上から下に向かって通過して行く。第１熱交換器（47）では、その表面に担持された吸着剤に第１空気中の水分が吸着される。その際に生じる吸着熱は、冷媒が吸熱する。その後、水分を奪われた第１空気は、第３開口（11c）、第１流出路（25）、排気ファン（37）を順に通過し、排出空気（EA）として排気吹出口（35）から室外へ排出される。

一方、室外空気吸込口（33）より流入した第２空気は、第１流入路（23）から第２開口（11b）を通って第３空間（13）の左側空間（13a）に送り込まれる。左側空間（13a）では、第２空気が第２熱交換器（49）を上から下へ向かって通過して行く。第２熱交換器（49）では、外表面に担持された吸着剤が冷媒により加熱され、この吸着剤から水分が脱離する。吸着剤から脱離した水分は、第２熱交換器（49）を通過する第２空気に付与される。その後、加湿された第２空気は、第８開口（9d）、第２流出路（31）、給気ファン（43）を順に通過し、供給空気（SA）として給気吹出口（41）から室内へ供給される。

以上、全換気モードの除湿運転及び加湿運転について説明したが、この調湿装置は、室内空気（RA）を第１空気として取り込み室内に供給する一方、室外空気（OA）を第２空気として取り込み室外に排出する循環モードの除湿運転や、室外空気（OA）を第１空気として取り込み室外に排出する一方、室内空気（RA）を第２空気として取り込み室内に供給する循環モードの加湿運転をも行うものである。また、室外空気（OA）を第１空気及び第２空気として取り込み、一部を室内に供給すると同時に、残りを室外に排出する給気モードの除湿運転及び加湿運転や、室内空気（RA）を第１空気及び第２空気として取り込み、一部を室内に供給すると同時に、残りを室外に排出する排気モードの除湿運転及び加湿運転をも行うものである。

この発明は、例えば、吸着剤と冷凍サイクルとを利用して空気の湿度調節を行う調湿装置の熱交換器に有用である。

調湿装置の概略構成図である。調湿装置の冷媒回路を示す配管系統図である。第１及び第２熱交換器の斜視図である。除湿運転の第１動作における空気の流れを示す調湿装置の概略構成図である。除湿運転の第２動作における空気の流れを示す調湿装置の概略構成図である。加湿運転の第１動作における空気の流れを示す調湿装置の概略構成図である。加湿運転の第２動作における空気の流れを示す調湿装置の概略構成図である。

符号の説明

47 第１熱交換器
49 第２熱交換器
57 フィン
59 フィン群
61 枠板
63 伝熱管
63a 直管部
63b Ｕ字管部
65 接続管

Claims

多数枚のフィン（57）が間隔をあけて並列配置されたフィン群（59）と、
このフィン群（59）のフィン配列方向両端面とフィン長手方向両端側の端面とを取り囲む金属製の枠板（61）と、
直管部（63a）とＵ字管部（63b）とで蛇行状に形成され、上記直管部（63a）が上記フィン群（59）をフィン配列方向に貫挿するとともに、上記Ｕ字管部（63b）が上記枠板（61）から突出するように配置された伝熱管（63）とを備え、
上記フィン群（59）、枠板（61）及び伝熱管（63）の表面には、空気中の水分の吸着と空気中への水分の脱離とを行う吸着剤が担持されていることを特徴とする熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器において、
伝熱管（63）を冷媒配管に接続する接続管（65）を備え、
この接続管（65）の表面には、空気中の水分の吸着と空気中への水分の脱離とを行う吸着剤が担持されていることを特徴とする熱交換器。
請求項１又は２に記載の熱交換器において、
吸着剤は同じ種類のものであることを特徴とする熱交換器。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱交換器において、
吸着剤のフィン（57）表面の担持層の厚みが５０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする熱交換器。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の熱交換器において、
フィンピッチが１．２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする熱交換器。
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の熱交換器において、
空気の風速が０．５ｍ／ｓ以上１．５ｍ／ｓ以下であることを特徴とする熱交換器。