JP4314354B2 - 移動体の冷暖房空調システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、電車、船舶等の移動体の冷暖房空調システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷却エネルギーを低減する目的で、冷却器の上流に除湿機を設置し、被冷却空気を除湿してから冷却する冷暖房空調システムは公知である（例えば、特許文献１参照。）。
また、除湿機に供給する除湿材再生用熱風の温度を除湿材再生に適する温度に調節することも公知である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−８７３９２号公報（段落番号０００７〜０００９の記載、第１図等）
【特許文献２】
特開２００２−６１８９１号公報（段落番号００３３、００４２、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特許文献１のものでは、冷却器の上流に除湿機を設置し、被冷却空気を除湿してから冷却して冷却エネルギーを低減させているが、冷却器表面に結露が発生することを未然に防止する手段を備えていないため、使用期間が長くなると、冷暖房運転時にカビ臭等の悪臭が発生し不快感が続くことがある。この悪臭は、使用条件や外気状態、その他の理由により、冷却器表面に結露が発生し、これに付着堆積したほこり等が温床となってカビや雑菌、ウイルス等の微生物が繁殖し、それらの胞子や臭い成分等が空調エアに随伴されて室内に送出されるからであって、人の健康にも大きな悪影響があるといった問題点があった。
【０００５】
また、従来の特許文献２のものでも、除湿機はあるが、冷却器表面に結露が発生することを未然に防止する手段を備えていないため、前記特許文献１と同様な問題点があった。
さらに、前記特許文献１は、除湿材としてシリカ等の既存の除湿材を使用するものであって、このような既存の除湿材は再生に比較的高温度を必要とし、そのため航空機のエンジン抽気（約２００℃以上）を利用して除湿材の再生を行うものであって、自動車等への普及が進んでいないのが現状である。
【０００６】
また、特許文献２も、コージェネレーションシステムの発電設備の廃熱を利用して除湿材の再生を行わせており、特許文献１と同様、自動車等への普及が進んでいないのが現状である。
そこで、本発明は、上記問題点等に鑑み、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止し、さらに、省エネルギーでメンテナンスの低減も可能な移動体の冷暖房空調システムを安価に提供するようにしたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するための本発明の請求項１の技術的手段は、室内空気もしくは外気と混合した室内空気を冷却システムの冷却器の上流で接触通過させて吸湿する除湿材又は吸湿吸臭する調湿消臭材を保持し、かつ、移動体の駆動源の発生熱を利用した熱風により再生可能とされた除湿機又は調湿消臭機と、前記室内空気の循環送風機と、前記室内空気の温度Ｔｘを検出する温度検出センサー及び湿度Ｈｘを検出する湿度検出センサーと、前記冷却器の表面温度Ｔｉを検出する表面温度検出センサーと、温度設定器と、制御手段と、を具備し、前記各センサーで検出した室内空気の温度Ｔｘおよび湿度Ｈｘと冷却器の表面温度Ｔｉとを前記制御手段に取り込み、当該室内空気の温度Ｔｘおよび湿度Ｈｘにおける露点温度Ｔｄを空気の飽和水蒸気量曲線から求め、常に、Ｔｉ＞Ｔｄの条件を保持しつつ前記室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘとが前記温度設定器の設定温度Ｔｙと当該設定温度Ｔｙにおける適正湿度Ｈｙとになるように、前記制御手段によって前記除湿機又は調湿消臭機の運転条件、冷却システムの運転条件および循環送風機の風量を制御するように構成されたことを特徴としている。
【０００８】
本発明の請求項１の技術的手段によれば、室内空気の循環経路中、冷却システムの冷却器の上流に除湿機又は調湿消臭機が設置してあるため、室内空気の湿気を予め低くしてから冷却器に接触通過させることになり、冷却器の結露発生を防止することができる。また、除湿機又は調湿消臭機は、再生可能であるため、連続して半永久的に室内空気の吸湿吸臭を行わせることができる。特に、冷房運転中、常に、Ｔｉ＞Ｔｄの条件を保持しつつ前記室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘとを、前記温度設定器の設定温度Ｔｙと当該設定温度Ｔｙにおける適正湿度Ｈｙとなるように前期制御手段によって、前記除湿機又は調湿消臭機の運転条件、冷却システムの運転条件、循環送風機の運転条件を制御するようにしたから、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止することができる。そのため、冷暖房空調システムのメンテナンスの低減が図れる。また、除湿材や調湿消臭材の再生には、移動体の駆動源の廃熱を利用することが可能であるから、省エネルギーで移動体の冷暖房空調システムを安価に提供することができる。
【０００９】
本発明の請求項２の技術的手段は、前記制御手段による制御態様を、
（ａ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、前記冷却システムのコンプレッサーを連続運転させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を高速運転とし、
（ｂ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを連続運転させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機を低速運転とし、しかも、循環送風機を高速運転とし、
（ｃ）：Ｔｘ＝Ｔｙ，Ｈｘ＝Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを断続運転させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を中速運転とし、
（ｄ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを運転停止させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を高速運転とし、
（ｅ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを運転停止させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を低速運転とすることを特徴としている。
【００１０】
本発明の請求項２の技術的手段によれば、前記請求項１の制御手段の制御態様の一例を具体化しているものであって、これによっても、前記請求項１と同様な作用効果が得られる。
本発明の請求項３の技術的手段は、前記制御手段による制御条件中、室内温度Ｔｘにおける露点温度Ｔｄは、冷却システムの冷却器表面温度Ｔｉに対して、Ｔｉ＜Ｔｄとなると、冷却システムのコンプレッサーを停止させ、また、Ｔｉ＞Ｔｄの条件で、かつ、前記（ｃ）の条件では、冷却システムのコンプレッサーを断続運転又は回転数制御（インバータ制御）とすることを特徴としている。
【００１１】
本発明の請求項３の技術的手段によれば、冷房運転中、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止することができる。
本発明の請求項４の技術的手段は、前記除湿材又は調湿消臭材は、粉体を使用し、また、除湿機又は調湿消臭機は、除湿材又は調湿消臭材の吸湿吸臭と再生（脱湿気臭気）工程の繰り返し移送には回転式又は流動式である１〜複数個の圧縮エアーを動力としたエジェクター式若しくは粉体を空気輸送するポンプ式の何れかとすることを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項４の技術的手段によれば、除湿材又は調湿消臭材として、粉体を使用することによって、表面積の増大が図れ、その表面積を有効に利用して吸湿吸臭を効率よく行わせ、かつ、再生も効率よく行わせることができる。しかも、粉体として、本出願人が新規に開発した低温再生可能で高い吸湿吸臭機能を備えた調湿消臭材（現在、特許出願中）を使用すれば、自動車等の冷暖房空調システムに適用して冷房運転中、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止することができ、従来の提案とは異なり、十分、普及が進むものと考えられる。
【００１３】
なお、本出願人の新規に開発した調湿消臭材の能力は、試料質量は１．００ｋｇに対して、温度２５℃、湿度９０％の条件下で吸湿させた後の試料質量は、２．１２２ｋｇとなっており、これを、温度２５℃、湿度５５％、無風２４時間の条件下で試料質量は１．０５８ｋｇ（殆ど元の質量）まで回復する特性を備えている。
また、除湿機又は調湿消臭機は、除湿材又は調湿消臭材の吸湿吸臭と再生（脱湿気臭気）工程の繰り返し移送には回転式又は流動式である１〜複数個の圧縮エアーを動力としたエジェクター式若しくは粉体を空気輸送するポンプ式の何れかとすることにより、用途に最適な方式のものを選択して適用することができる。例えば、除湿機又は調湿消臭機として、除湿材又は調湿消臭材の吸湿吸臭と再生（脱湿気臭気）工程の繰り返し移送に回転式を採用した場合では、吸湿吸臭部分と再生部分とを１つの本体内に区画して構成できるため、全体を小型化でき、設置やメンテナンスが容易となる。しかもこの回転式の場合では、吸湿吸臭部分と再生部分との圧力バランスを吸湿吸臭部分より再生部分を低くなるように設定するか、又は、同一圧力となるように設定しておけば、両部分の境界シール部で再生用空気が室内空気へ漏洩混合することを防止することができる。
【００１４】
また、例えば、除湿機又は調湿消臭機として、除湿材又は調湿消臭材の吸湿吸臭と再生（脱湿気臭気）工程の繰り返し移送に流動式である１〜複数個の圧縮エアーを動力としたエジェクター式若しくは粉体を空気輸送するポンプ式を採用した場合では、吸湿吸臭部分と再生部分とを離隔して配置することができる。従って、吸湿吸臭部分は室内近辺に、再生部分は駆動源等の熱源近辺にそれぞれ分離して適所配置ができる。しかも、この場合では、除湿材又は調湿消臭材として粉体を使用しているので、吸湿吸臭部分と再生部分との間の繰り返し移送には、圧縮エアーを動力としたエジェクター式若しくは粉体を空気輸送するポンプ式を採用することができ、これらの動力は自動車等の移動体から容易に確保することができる。
【００１５】
本発明の請求項５の技術的手段は、前記室内空気の循環経路中、前記除湿機又は調湿消臭機の下流に前記室内空気が接触通過する暖房用ヒーターを設置し、この暖房用ヒーターの下流に冷却器を設置してあることを特徴としている。
本発明の請求項５の技術的手段によれば、冷却器の上流に暖房用ヒーターが設けてあるため、除湿暖房運転時には、暖房用ヒーターで加熱した熱風を冷却器に接触通過させてこれを乾燥状態に維持させることができ、カビ等の雑菌やウイルス、微生物の発生を防止することができる。なお、従来の空調システムは、冷却器の下流に暖房用ヒーターが設置してあり、除湿暖房運転時には、冷却システムを運転するので、冷却器が結露状態に保持され、カビ等の雑菌やウイルス、微生物の発生を防止することができなかった。さらに本発明の請求項６の技術的手段によれば、暖房用ヒーターの上流に除湿機又は調湿消臭機を設置しているため、除湿暖房運転時にも、冷却システムの運転は不要で、除湿は除湿材又は調湿消臭材による吸湿、吸臭で行われ、快適な室内環境を作り出すことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の冷暖房空調システムの第１の実施の形態を示すもので、移動体の対象として自動車に適用し、調湿消臭機として回転式を採用した場合である。
図１において、室内空気の循環経路１には、循環送風機２と、調湿消臭機３と、暖房用ヒーター４と、冷却システムの冷却器５が上記順番に配置されている。循環送風機２は、自動車の室内６からの室内空気と外気とを配管７、８を通して吸入し、配管９から調湿消臭機３の調湿消臭通路１０を通過させ、配管１１から暖房用ヒーター４及び冷却器５を経て室内６に放出している。暖房用ヒーター４と冷却器５は、室内６の近辺の適所に設置されるもので、室内空気の吹き出し口は、室内の適所に分配して配置される。
【００１７】
冷却システムは、コンプレッサー１２、凝縮器１３、膨張弁１４及び冷却器５を備え、冷媒の循環路１５で図１に示すように接続されている。コンプレッサー１２は、エンジン１６により駆動可能とされ、制御手段１７により断続運転制御されるクラッチを備えている。
調湿消臭機３は、図２及び図３に示すように、円筒状の本体３ａと、円筒状の本体３ａ内に同軸的に回転可能に設置された回転容器３ｂと、回転容器３ｂ内に上下のフィルタ３ｃ，３ｃを介して保持された調湿消臭材３ｄとを備えている。円筒状の本体３ａは、回転容器３ｂの上下で上部仕切板３ｅ及び下部仕切板３ｆにより断面半円状の調湿消臭通路１０と再生通路１８に二分割されている。回転容器３ｂは、中心部に回転軸３ｇを備え、本体の上部に設置した駆動モータ３ｈにより回転軸３ｇを介して所定の速度で連続的に緩速回転又は所定回転角度ずつ断続的に間欠回転駆動或いは無断変速回転駆動可能とされている。調湿消臭材３ｄは、回転容器３ｂ内に放射状配置の仕切板３ｉによって複数（図３は６つの場合を例示しているが、これに限定されるものではない）に区画された扇形室３ｊに収容されている。
【００１８】
調湿消臭材３ｄとしては、熱による機能再生の可能な物質、例えば、有機物／無機物と無機塩（物理的吸着機能を有する系）、有機物／無機物と無機塩とアミン系（物理的吸着機能と化学的吸着機能とを有する系）、その他、吸湿消臭機能を有する物質が使用可能である。また、調湿消臭材３ｄの形態は、粉末状や多孔質粒子状等
、通気性を保持する形態で使用される。調湿消臭材３ｄとして、粉体を使用することによって、表面積の増大が図れ、その表面積を有効に利用して吸湿吸臭を効率よく行わせ、かつ、再生も効率よく行わせることができる。しかも、粉体として、本出願人が新規に開発した低温再生可能で高い吸湿吸臭機能を備えた調湿消臭材（現在、特許出願中）を使用すれば、自動車等の冷暖房空調システムに適用して冷房運転中、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止することができる。なお、本出願人の新規に開発した調湿消臭材の能力は、試料質量１．００ｋｇに対して、温度２５℃、湿度９０％の条件下で吸湿させた後の試料質量は、２．１２２ｋｇとなっており、これを、温度２５℃、湿度５５％、無風２４時間の条件下で試料質量は１．０５８ｋｇ（殆ど元の質量）まで回復する特性を備えており、熱風を用いて再生（脱湿気臭気）すると再生時間を著しく短縮できる。また、上記調湿消臭材は、吸臭性能並びに再生性能も既存品より優れている。
【００１９】
調湿消臭機３の再生通路１８には、図１に示すように、エンジン１６のラジエータ１９の部分から配管２０を経由してファン２１によりエンジン廃熱で加熱された熱風が供給され、調湿消臭材３ｄの再生（脱湿気臭気）が行われる。なお、２２はラジエータファン、２３は発電機、２４はバッテリー、２５はエンジン１６への空気ー燃料の混合気供給管、２６はエンジン１６の排気管を示している。また、別な再生用熱風の供給方法としては、暖房用ヒーター４の温水の一部を利用したり、排気管２６からの廃熱を利用してもよい。
【００２０】
室内６の適所には、図１に示すように、室内空気の温度検出センサー２７及び湿度検出センサー２８が設置されている。また、冷却器５の表面適所には、表面温度検出センサー２９が設置されている。これら各センサー２７〜２９は制御手段１７に電気的に接続されており、その検出信号は、それぞれ制御手段１７に入力される。制御手段１７は、前記各センサー２７〜２９で検出した室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘと冷却システムの冷却器５の表面温度Ｔｉを取り込み、室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘにおける露点温度Ｔｄを空気の飽和水蒸気量曲線から求め、常に、Ｔｉ＞Ｔｄの条件を保持しつつ前記室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘとを、温度設定器３０の設定温度Ｔｙと当該設定温度Ｔｙにおける適正湿度Ｈｙとなるように、冷却システムのコンプレッサー１２の運転条件、調湿消臭機３のファン２１及び駆動モータ３ｈの運転条件、循環送風機２の風量調節運転条件を制御するように電気的に接続構成されている。温度設定器３０は、切替スイッチ３１によって、冷房接点Ｃと暖房接点Ｈとに切り替え操作可能とされている。
【００２１】
本発明の第１の実施の形態は、以上の構成からなり、次にその動作を説明する。先ず、冷房運転時、切替スイッチ３１を冷房接点Ｃ側に切り替えると、冷却システムのコンプレッサー１２が駆動されて冷媒の循環が行われ、冷凍サイクルが開始される。これと同時に、循環送風機２及び調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１が駆動される。これによって、室内空気は、ダンパー３２、３３の開度調節によって単独で、又は、外気を混合して循環送風機２に吸い込まれ、調湿消臭機３の調湿消臭通路１０に送り込まれて吸湿吸臭された後、冷却器５に送られて冷却される。
【００２２】
例えば、室内空気の温度が４０℃、湿度が８０％で、任意設定温度、例えば、２５℃に冷房運転する場合を説明する。制御手段１７には、図４に示すような空気の水蒸気量飽和曲線線図のデータを予め入力しておく。図４の曲線Ａは湿度１００％の空気の飽和水蒸気量曲線であり、曲線Ｂは湿度５０％の空気の飽和水蒸気量曲線である。
図４のにおいて、室内温度Ｔｘ＝４０℃、湿度Ｈｘ＝８０％の位置Ｐ１における露点温度Ｔｄは、Ｐ１から水平に移動して飽和水蒸気量曲線Ａと交差する点の温度になり、この温度は、同線図から約３６℃と読み取ることができる。このとき、冷却器５の表面温度Ｔｉが３６℃以下であれば結露するが、冷房運転開始初期での冷却器５は表面温度は室内温度とほぼ等しいとみてよいため、結露することはない。
【００２３】
冷房運転が進むことによって、室内温度Ｔｘと湿度Ｈｘが低下する。例えば、室内温度が３０℃で湿度が５０％となった場合、この位置を図４中のＰ２とすると、その露点温度Ｔｄは、Ｐ２から水平に移動して飽和水蒸気量曲線Ａと交差する点の温度になるため、約１７℃と読み取ることができる。さらに室内温度が設定温度２５℃になると、室内空気の露点温度はさらに低下する。従って、冷却器５の表面温度Ｔｉが室内温度Ｔｘの露点温度Ｔｄ以上であれば、冷却器５の表面での結露を防止することができる。
【００２４】
そこで、本発明は、室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘと冷却システムの冷却器５の表面温度Ｔｉを制御手段１７に取り込み、当該室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘにおける露点温度Ｔｄを空気の飽和水蒸気量曲線Ａから求め、常に、Ｔｉ＞Ｔｄの条件を保持しつつ前記室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘとを、温度設定器３０の設定温度Ｔｙと当該設定温度Ｔｙにおける適正湿度Ｈｙとなるように制御手段３０によって、調湿消臭機３の運転条件、冷却システムのコンプレッサー１２の運転条件、循環送風機２の風量を制御するようにしている。なお、上記適正湿度Ｈｙは、設定温度Ｔｙによって決まるため、制御手段１７内に設定温度の関数として固定的に設定しておくのが好ましい。例えば、インフルエンザウイルスの生存率（％）は、表１に示されているように、温度と湿度とが密接に関連していることが報告されている。このようなデータに基づいて温度ー適正湿度の関係を求めておき、これを制御手段１７内に予め設定しておけばよい。
【００２５】
【表１】
【００２６】
上記制御手段１７による具体的な制御の態様は、
（ａ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を連続運転させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１及び循環送風機２を高速運転とし、
（ｂ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を連続運転させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１を低速運転とし、しかも、循環送風機２を高速運転とし、
（ｃ）：Ｔｘ＝Ｔｙ，Ｈｘ＝Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を断続運転させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１と循環送風機２を中速運転とし、
（ｄ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を停止させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１と循環送風機２を高速運転とし、
（ｅ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を停止させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１と循環送風機２を低速運転としている。なお、制御手段１７による上記制御条件中、室内温度Ｔｘにおける露点温度Ｔｄに対して、冷却システムの冷却器表面温度Ｔｉが、Ｔｉ＜Ｔｄとなると、冷却システムのコンプレッサー１２を停止する。また、Ｔｉ＞Ｔｄの条件下で、かつ、前記（ｃ）の条件では、冷却システムのコンプレッサー１２を断続運転とする。
【００２７】
次に、暖房運転の場合は、切替スイッチ３１を暖房接点Ｈ側に切り替えると、冷却システムのコンプレッサー１２が停止し、冷却系の全てが休止する。これにより、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４が全開とされ、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１が駆動される。暖房用ヒーター４には、エンジン１６の廃熱を利用した温水が供給され、この温水の供給量が制御手段１７により温水流量制御弁３４を通して制御される。制御手段１７は、室内６に設置された温度検出センサー２７と湿度検出センサー２８とから送られた検出信号Ｔｘ、Ｈｘと温度設定器３０に設定された設定温度Ｔｙ及び当該設定温度における適正湿度Ｈｙとを比較し、
（１）Ｔｘ＜Ｔｙ、Ｈｘ＞Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を全開とし、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１を高速運転とする。
（２）Ｔｘ＜Ｔｙ、Ｈｘ＜Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を全開とし、循環送風機２を高速運転とし、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１は低速運転又は停止する。
（３）Ｔｘ＝Ｔｙ、Ｈｘ＝Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を中開又は断続的開閉とし、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１を中速運転又は断続的運転とする。
（４）Ｔｘ＞Ｔｙ、Ｈｘ＞Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を全閉とし、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１を高速運転とする。
（５）Ｔｘ＞Ｔｙ、Ｈｘ＜Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を全閉とし、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１を低速運転又は停止する。
【００２８】
本発明の空調システムは、冷房運転時と暖房運転時の両方において、調湿消臭機３を使用することが特徴の１つである。この調湿消臭機３は、循環送風機２から送り込まれた室内空気を調湿消臭通路１０内で調湿消臭材３ｄにより吸湿吸臭する。そして吸湿吸臭した調湿消臭材３ｄは、再生通路１８内で熱風により再生される。この熱風は、エンジン１６のラジエータ１９部分を通して加熱させた外気を配管２０を介して再生用ファン２１により調湿消臭機３の再生通路１８に引き込ませることによって発生させている。調湿消臭材３ｄは、駆動モータ３ｈで回転する回転容器３ｂ内に保持されているため、吸湿吸臭と再生が連続して半永久的に行われる。その結果、本発明の空調システムは、冷房運転時と除湿暖房運転時の両方において、冷却器５が常に乾燥状態に維持され、結露の発生が防止される。
【００２９】
第１の実施形態における回転式の調湿消臭機３の場合、円筒状の本体３ａ内に調湿消臭通路１０と再生通路１８とが上下の仕切板３ｅ、３ｆによって仕切られているが、回転容器３ｂを回転させている関係上、両通路の境界シール部分からの室内空気及び熱風（外気）の漏洩混合を防止するために、両通路の圧力バランスを調湿消臭通路１０より再生通路１８を低くするか同一圧力となるように設定するのが好ましい。
第１の実施形態における室内空気の最大循環流量と、再生熱風の最大流量とは、適宜に設定でき、圧力関係も前記点を満足するように設定すればよい。
【００３０】
次に、第２の実施形態を図５により説明する。この第２の実施形態は、流動式の調湿消臭機４０とした点が前記第１の実施形態と相違するだけであるため、第１の実施形態と同一部材には、同一符号を付して説明の重複を回避する。
第２の実施形態における調湿消臭機４０は、調湿消臭通路４１を構成する調湿消臭側本体４２と、再生通路４３を構成する再生側本体４４とが離隔設置されており、調湿消臭材４５が再生用ポンプ４６により配管４７、４８を介して両本体間を循環するように構成されている。調湿消臭側本体４２内と再生側本体４４内にはフィルタを介して調湿消臭材４５が充填保持されている。この第２の実施形態の場合、再生側本体４４内の調湿消臭材４５とエンジン１６の排気ガスとが直接接触することを避けるために排気管２６を再生側本体４４内を貫通させて配置しており、この排気管２６にはフィン４９を設けて熱交換効率の向上を図っている。また、排気管２６で再生させると、第１の実施形態の場合よりも再生後の調湿消臭材４５の温度が高くなることが想定されるため、戻り配管４８の途中に冷却手段５０を設置して適正温度にしている。
【００３１】
第２の実施形態の構成は、以上の通りであって、冷房運転時及び暖房運転時の動作や制御条件については、第１の実施形態の場合と同様である。但し、調湿消臭側本体４２における動作は、第１の実施形態と若干異なるので、次にこれを説明する。
循環送風機２で循環させている室内空気は、調湿消臭通路４１を通過するとき調湿消臭材４５によって吸湿吸臭されて室内６に向けて出て行く。この空気はフィルタで濾過されるため、調湿消臭材４５が混入することはない。しかし、調湿消臭側本体４２内の調湿消臭材４５は再生用ポンプ４６により空気とともに吸い出されて再生側本体４４に向けて送り出される。そのため、循環送風機２で循環させている室内空気の一部が再生用ポンプ４６により調湿消臭材４５とともに調湿消臭側本体４２内から吸い出されていく。再生用ポンプ４６は、調湿消臭材４５の循環路全体内にある空気に上記室内空気の一部を加えながら調湿消臭材４５を調湿消臭側本体４２から吸い出して再生側本体４４に送り、再生後は調湿消臭側本体４２に戻される。また、再生に使用され高湿度で高臭気となった熱風空気はフィルター５５を経て再生空気排出部５１から排出される。
【００３２】
室内空気の循環条件は、例えば、ダンパー３２、３３により調整して、循環送風機２により、室内空気９０％と外気１０％とを取り込んで調湿消臭通路４１に送り込んだとし、そのうちの一部、例えば、８％が再生用ポンプ４６により調湿消臭材４５とともに吸い出されたとすると、残りの９２％が室内６に放出される。ここで、室内６の排気口５２から２％分を外気に排出させることによって室内６における空気の収支バランスが取られる。一方、調湿消臭材４５の循環路側での空気の収支バランスは、再生用ポンプ４６の吸込み側で常に前記８％分の室内空気が加わるため、これを排出部５１から排出してやればよい。上記両循環路における空気量バランスの調整は、排出部５１及び排気口５２のダンパー５３、５４により行えばよい。尚、前記は空気の収支バランス上のみの説明で実際の再生用ポンプ４６の吸込み空気循環量は上記８％分よりも多い。
【００３３】
以上のように、本発明の第１及び第２の実施形態においては、自動車の室内６の冷房運転時及び除湿暖房運転時の何れにおいても冷却器５の表面への結露発生が防止されるため、これに起因するカビ、雑菌、ウイルス等の微生物の繁殖が防止され、室内６に吹き出される冷気や暖気中にカビ臭等の悪臭が混入することが防止され、その上、調湿消臭剤による調湿消臭機能によって低湿度で無臭化された空気が供給できるため、快適な室内環境を提供することができる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、第２の実施形態における流動式の再生用ポンプ４６に代えて圧縮エアーを調湿消臭材（粉体）の輸送動力とする１〜複数個のエジェクター式としてもよい。また、本発明は、移動体として、自動車、電車、船舶等の駆動源を備えたものの冷暖房空調システムに適用可能である。その際、冷却システムのコンプレッサー１２は、回転数制御（インバータ制御）にしてもよい。更に、船舶など大きな空間を持つ移動体の場合には、冷却システムで冷水を作り循環させたり、暖房で温水を作り循環させる冷暖房空調システムも含まれる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却システムの冷却器表面への結露発生を防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止し得る移動体の冷暖房空調システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の冷暖房空調システムの第１の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】 図１における調湿消臭機の具体例を示す概略縦断側面図である。
【図３】 図２における調湿消臭機の横断平面図である。
【図４】 空気の水蒸気量飽和曲線線図である。
【図５】 本発明の冷暖房空調システムの第２の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 室内空気の循環経路
２ 循環送風機
３ 調湿消臭機
４ 暖房用ヒーター
５ 冷却システムの冷却器
６ 室内
１０ 調湿消臭通路
１２ コンプレッサー
１６ エンジン
１７ 制御手段
１８ 再生通路
１９ ラジエータ
２１ 再生用ファン
２６ 排気管
２７ 温度検出センサー
２８ 湿度検出センサー
２９ 表面温度検出センサー
３０ 温度設定器
３１ 切替スイッチ
３４ 温水流量制御弁
４０ 調湿消臭機
４１ 調湿消臭通路
４２ 調湿消臭側本体
４３ 再生通路
４４ 再生側本体
４５ 調湿消臭材
４６ 再生用ポンプ
５０ 冷却手段
５１ 再生空気排出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車、電車、船舶等の移動体の冷暖房空調システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷却エネルギーを低減する目的で、冷却器の上流に除湿機を設置し、被冷却空気を除湿してから冷却する冷暖房空調システムは公知である（例えば、特許文献１参照。）。
また、除湿機に供給する除湿材再生用熱風の温度を除湿材再生に適する温度に調節することも公知である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−８７３９２号公報（段落番号０００７〜０００９の記載、第１図等）
【特許文献２】
特開２００２−６１８９１号公報（段落番号００３３、００４２、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特許文献１のものでは、冷却器の上流に除湿機を設置し、被冷却空気を除湿してから冷却して冷却エネルギーを低減させているが、冷却器表面に結露が発生することを未然に防止する手段を備えていないため、使用期間が長くなると、冷暖房運転時にカビ臭等の悪臭が発生し不快感が続くことがある。この悪臭は、使用条件や外気状態、その他の理由により、冷却器表面に結露が発生し、これに付着堆積したほこり等が温床となってカビや雑菌、ウイルス等の微生物が繁殖し、それらの胞子や臭い成分等が空調エアに随伴されて室内に送出されるからであって、人の健康にも大きな悪影響があるといった問題点があった。
【０００５】
また、従来の特許文献２のものでも、除湿機はあるが、冷却器表面に結露が発生することを未然に防止する手段を備えていないため、前記特許文献１と同様な問題点があった。
さらに、前記特許文献１は、除湿材としてシリカ等の既存の除湿材を使用するものであって、このような既存の除湿材は再生に比較的高温度を必要とし、そのため航空機のエンジン抽気（約２００℃以上）を利用して除湿材の再生を行うものであって、自動車等への普及が進んでいないのが現状である。
【０００６】
また、特許文献２も、コージェネレーションシステムの発電設備の廃熱を利用して除湿材の再生を行わせており、特許文献１と同様、自動車等への普及が進んでいないのが現状である。
そこで、本発明は、上記問題点等に鑑み、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止し、さらに、省エネルギーでメンテナンスの低減も可能な移動体の冷暖房空調システムを安価に提供するようにしたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を解決するための本発明の請求項１の技術的手段は、室内空気もしくは外気と混合した室内空気を冷却システムの冷却器の上流で接触通過させて吸湿する除湿材又は吸湿吸臭する調湿消臭材を保持し、かつ、移動体の駆動源の発生熱を利用した熱風により再生可能とされた除湿機又は調湿消臭機と、前記室内空気の循環送風機と、前記室内空気の温度Ｔｘを検出する温度検出センサー及び湿度Ｈｘを検出する湿度検出センサーと、前記冷却器の表面温度Ｔｉを検出する表面温度検出センサーと、温度設定器と、制御手段と、を具備し、前記各センサーで検出した室内空気の温度Ｔｘおよび湿度Ｈｘと冷却器の表面温度Ｔｉとを前記制御手段に取り込み、当該室内空気の温度Ｔｘおよび湿度Ｈｘにおける露点温度Ｔｄを空気の飽和水蒸気量曲線から求め、常に、Ｔｉ＞Ｔｄの条件を保持しつつ前記室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘとが前記温度設定器の設定温度Ｔｙと当該設定温度Ｔｙにおける適正湿度Ｈｙとになるように、前記制御手段によって前記除湿機又は調湿消臭機の運転条件、冷却システムの運転条件および循環送風機の風量を制御するように構成されたことを特徴としている。
【０００８】
本発明の請求項１の技術的手段によれば、室内空気の循環経路中、冷却システムの冷却器の上流に除湿機又は調湿消臭機が設置してあるため、室内空気の湿気を予め低くしてから冷却器に接触通過させることになり、冷却器の結露発生を防止することができる。また、除湿機又は調湿消臭機は、再生可能であるため、連続して半永久的に室内空気の吸湿吸臭を行わせることができる。特に、冷房運転中、常に、Ｔｉ＞Ｔｄの条件を保持しつつ前記室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘとを、前記温度設定器の設定温度Ｔｙと当該設定温度Ｔｙにおける適正湿度Ｈｙとなるように前期制御手段によって、前記除湿機又は調湿消臭機の運転条件、冷却システムの運転条件、循環送風機の運転条件を制御するようにしたから、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止することができる。そのため、冷暖房空調システムのメンテナンスの低減が図れる。また、除湿材や調湿消臭材の再生には、移動体の駆動源の廃熱を利用することが可能であるから、省エネルギーで移動体の冷暖房空調システムを安価に提供することができる。
【０００９】
本発明の請求項２の技術的手段は、前記制御手段による制御態様を、
（ａ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、前記冷却システムのコンプレッサーを連続運転させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を高速運転とし、
（ｂ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを連続運転させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機を低速運転とし、しかも、循環送風機を高速運転とし、
（ｃ）：Ｔｘ＝Ｔｙ，Ｈｘ＝Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを断続運転させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を中速運転とし、
（ｄ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを運転停止させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を高速運転とし、
（ｅ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを運転停止させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を低速運転とすることを特徴としている。
【００１０】
本発明の請求項２の技術的手段によれば、前記請求項１の制御手段の制御態様の一例を具体化しているものであって、これによっても、前記請求項１と同様な作用効果が得られる。
本発明の請求項３の技術的手段は、前記制御手段による制御条件中、室内温度Ｔｘにおける露点温度Ｔｄは、冷却システムの冷却器表面温度Ｔｉに対して、Ｔｉ＜Ｔｄとなると、冷却システムのコンプレッサーを停止させ、また、Ｔｉ＞Ｔｄの条件で、かつ、前記（ｃ）の条件では、冷却システムのコンプレッサーを断続運転又は回転数制御（インバータ制御）とすることを特徴としている。
【００１１】
本発明の請求項３の技術的手段によれば、冷房運転中、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止することができる。
本発明の請求項４の技術的手段は、前記除湿材又は調湿消臭材は、粉体を使用し、また、除湿機又は調湿消臭機は、除湿材又は調湿消臭材の吸湿吸臭と再生（脱湿気臭気）工程の繰り返し移送には回転式又は流動式である１〜複数個の圧縮エアーを動力としたエジェクター式若しくは粉体を空気輸送するポンプ式の何れかとすることを特徴としている。
【００１２】
本発明の請求項４の技術的手段によれば、除湿材又は調湿消臭材として、粉体を使用することによって、表面積の増大が図れ、その表面積を有効に利用して吸湿吸臭を効率よく行わせ、かつ、再生も効率よく行わせることができる。しかも、粉体として、本出願人が新規に開発した低温再生可能で高い吸湿吸臭機能を備えた調湿消臭材（現在、特許出願中）を使用すれば、自動車等の冷暖房空調システムに適用して冷房運転中、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止することができ、従来の提案とは異なり、十分、普及が進むものと考えられる。
【００１３】
なお、本出願人の新規に開発した調湿消臭材の能力は、試料質量は１．００ｋｇに対して、温度２５℃、湿度９０％の条件下で吸湿させた後の試料質量は、２．１２２ｋｇとなっており、これを、温度２５℃、湿度５５％、無風２４時間の条件下で試料質量は１．０５８ｋｇ（殆ど元の質量）まで回復する特性を備えている。
また、除湿機又は調湿消臭機は、除湿材又は調湿消臭材の吸湿吸臭と再生（脱湿気臭気）工程の繰り返し移送には回転式又は流動式である１〜複数個の圧縮エアーを動力としたエジェクター式若しくは粉体を空気輸送するポンプ式の何れかとすることにより、用途に最適な方式のものを選択して適用することができる。例えば、除湿機又は調湿消臭機として、除湿材又は調湿消臭材の吸湿吸臭と再生（脱湿気臭気）工程の繰り返し移送に回転式を採用した場合では、吸湿吸臭部分と再生部分とを１つの本体内に区画して構成できるため、全体を小型化でき、設置やメンテナンスが容易となる。しかもこの回転式の場合では、吸湿吸臭部分と再生部分との圧力バランスを吸湿吸臭部分より再生部分を低くなるように設定するか、又は、同一圧力となるように設定しておけば、両部分の境界シール部で再生用空気が室内空気へ漏洩混合することを防止することができる。
【００１４】
また、例えば、除湿機又は調湿消臭機として、除湿材又は調湿消臭材の吸湿吸臭と再生（脱湿気臭気）工程の繰り返し移送に流動式である１〜複数個の圧縮エアーを動力としたエジェクター式若しくは粉体を空気輸送するポンプ式を採用した場合では、吸湿吸臭部分と再生部分とを離隔して配置することができる。従って、吸湿吸臭部分は室内近辺に、再生部分は駆動源等の熱源近辺にそれぞれ分離して適所配置ができる。しかも、この場合では、除湿材又は調湿消臭材として粉体を使用しているので、吸湿吸臭部分と再生部分との間の繰り返し移送には、圧縮エアーを動力としたエジェクター式若しくは粉体を空気輸送するポンプ式を採用することができ、これらの動力は自動車等の移動体から容易に確保することができる。
【００１５】
本発明の請求項５の技術的手段は、前記室内空気の循環経路中、前記除湿機又は調湿消臭機の下流に前記室内空気が接触通過する暖房用ヒーターを設置し、この暖房用ヒーターの下流に冷却器を設置してあることを特徴としている。
本発明の請求項５の技術的手段によれば、冷却器の上流に暖房用ヒーターが設けてあるため、除湿暖房運転時には、暖房用ヒーターで加熱した熱風を冷却器に接触通過させてこれを乾燥状態に維持させることができ、カビ等の雑菌やウイルス、微生物の発生を防止することができる。なお、従来の空調システムは、冷却器の下流に暖房用ヒーターが設置してあり、除湿暖房運転時には、冷却システムを運転するので、冷却器が結露状態に保持され、カビ等の雑菌やウイルス、微生物の発生を防止することができなかった。さらに本発明の請求項６の技術的手段によれば、暖房用ヒーターの上流に除湿機又は調湿消臭機を設置しているため、除湿暖房運転時にも、冷却システムの運転は不要で、除湿は除湿材又は調湿消臭材による吸湿、吸臭で行われ、快適な室内環境を作り出すことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の冷暖房空調システムの第１の実施の形態を示すもので、移動体の対象として自動車に適用し、調湿消臭機として回転式を採用した場合である。
図１において、室内空気の循環経路１には、循環送風機２と、調湿消臭機３と、暖房用ヒーター４と、冷却システムの冷却器５が上記順番に配置されている。循環送風機２は、自動車の室内６からの室内空気と外気とを配管７、８を通して吸入し、配管９から調湿消臭機３の調湿消臭通路１０を通過させ、配管１１から暖房用ヒーター４及び冷却器５を経て室内６に放出している。暖房用ヒーター４と冷却器５は、室内６の近辺の適所に設置されるもので、室内空気の吹き出し口は、室内の適所に分配して配置される。
【００１７】
冷却システムは、コンプレッサー１２、凝縮器１３、膨張弁１４及び冷却器５を備え、冷媒の循環路１５で図１に示すように接続されている。コンプレッサー１２は、エンジン１６により駆動可能とされ、制御手段１７により断続運転制御されるクラッチを備えている。
調湿消臭機３は、図２及び図３に示すように、円筒状の本体３ａと、円筒状の本体３ａ内に同軸的に回転可能に設置された回転容器３ｂと、回転容器３ｂ内に上下のフィルタ３ｃ，３ｃを介して保持された調湿消臭材３ｄとを備えている。円筒状の本体３ａは、回転容器３ｂの上下で上部仕切板３ｅ及び下部仕切板３ｆにより断面半円状の調湿消臭通路１０と再生通路１８に二分割されている。回転容器３ｂは、中心部に回転軸３ｇを備え、本体の上部に設置した駆動モータ３ｈにより回転軸３ｇを介して所定の速度で連続的に緩速回転又は所定回転角度ずつ断続的に間欠回転駆動或いは無断変速回転駆動可能とされている。調湿消臭材３ｄは、回転容器３ｂ内に放射状配置の仕切板３ｉによって複数（図３は６つの場合を例示しているが、これに限定されるものではない）に区画された扇形室３ｊに収容されている。
【００１８】
調湿消臭材３ｄとしては、熱による機能再生の可能な物質、例えば、有機物／無機物と無機塩（物理的吸着機能を有する系）、有機物／無機物と無機塩とアミン系（物理的吸着機能と化学的吸着機能とを有する系）、その他、吸湿消臭機能を有する物質が使用可能である。また、調湿消臭材３ｄの形態は、粉末状や多孔質粒子状等
、通気性を保持する形態で使用される。調湿消臭材３ｄとして、粉体を使用することによって、表面積の増大が図れ、その表面積を有効に利用して吸湿吸臭を効率よく行わせ、かつ、再生も効率よく行わせることができる。しかも、粉体として、本出願人が新規に開発した低温再生可能で高い吸湿吸臭機能を備えた調湿消臭材（現在、特許出願中）を使用すれば、自動車等の冷暖房空調システムに適用して冷房運転中、冷却システムの冷却器表面での結露発生を未然に防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止することができる。なお、本出願人の新規に開発した調湿消臭材の能力は、試料質量１．００ｋｇに対して、温度２５℃、湿度９０％の条件下で吸湿させた後の試料質量は、２．１２２ｋｇとなっており、これを、温度２５℃、湿度５５％、無風２４時間の条件下で試料質量は１．０５８ｋｇ（殆ど元の質量）まで回復する特性を備えており、熱風を用いて再生（脱湿気臭気）すると再生時間を著しく短縮できる。また、上記調湿消臭材は、吸臭性能並びに再生性能も既存品より優れている。
【００１９】
調湿消臭機３の再生通路１８には、図１に示すように、エンジン１６のラジエータ１９の部分から配管２０を経由してファン２１によりエンジン廃熱で加熱された熱風が供給され、調湿消臭材３ｄの再生（脱湿気臭気）が行われる。なお、２２はラジエータファン、２３は発電機、２４はバッテリー、２５はエンジン１６への空気ー燃料の混合気供給管、２６はエンジン１６の排気管を示している。また、別な再生用熱風の供給方法としては、暖房用ヒーター４の温水の一部を利用したり、排気管２６からの廃熱を利用してもよい。
【００２０】
室内６の適所には、図１に示すように、室内空気の温度検出センサー２７及び湿度検出センサー２８が設置されている。また、冷却器５の表面適所には、表面温度検出センサー２９が設置されている。これら各センサー２７〜２９は制御手段１７に電気的に接続されており、その検出信号は、それぞれ制御手段１７に入力される。制御手段１７は、前記各センサー２７〜２９で検出した室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘと冷却システムの冷却器５の表面温度Ｔｉを取り込み、室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘにおける露点温度Ｔｄを空気の飽和水蒸気量曲線から求め、常に、Ｔｉ＞Ｔｄの条件を保持しつつ前記室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘとを、温度設定器３０の設定温度Ｔｙと当該設定温度Ｔｙにおける適正湿度Ｈｙとなるように、冷却システムのコンプレッサー１２の運転条件、調湿消臭機３のファン２１及び駆動モータ３ｈの運転条件、循環送風機２の風量調節運転条件を制御するように電気的に接続構成されている。温度設定器３０は、切替スイッチ３１によって、冷房接点Ｃと暖房接点Ｈとに切り替え操作可能とされている。
【００２１】
本発明の第１の実施の形態は、以上の構成からなり、次にその動作を説明する。先ず、冷房運転時、切替スイッチ３１を冷房接点Ｃ側に切り替えると、冷却システムのコンプレッサー１２が駆動されて冷媒の循環が行われ、冷凍サイクルが開始される。これと同時に、循環送風機２及び調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１が駆動される。これによって、室内空気は、ダンパー３２、３３の開度調節によって単独で、又は、外気を混合して循環送風機２に吸い込まれ、調湿消臭機３の調湿消臭通路１０に送り込まれて吸湿吸臭された後、冷却器５に送られて冷却される。
【００２２】
例えば、室内空気の温度が４０℃、湿度が８０％で、任意設定温度、例えば、２５℃に冷房運転する場合を説明する。制御手段１７には、図４に示すような空気の水蒸気量飽和曲線線図のデータを予め入力しておく。図４の曲線Ａは湿度１００％の空気の飽和水蒸気量曲線であり、曲線Ｂは湿度５０％の空気の飽和水蒸気量曲線である。
図４のにおいて、室内温度Ｔｘ＝４０℃、湿度Ｈｘ＝８０％の位置Ｐ１における露点温度Ｔｄは、Ｐ１から水平に移動して飽和水蒸気量曲線Ａと交差する点の温度になり、この温度は、同線図から約３６℃と読み取ることができる。このとき、冷却器５の表面温度Ｔｉが３６℃以下であれば結露するが、冷房運転開始初期での冷却器５は表面温度は室内温度とほぼ等しいとみてよいため、結露することはない。
【００２３】
冷房運転が進むことによって、室内温度Ｔｘと湿度Ｈｘが低下する。例えば、室内温度が３０℃で湿度が５０％となった場合、この位置を図４中のＰ２とすると、その露点温度Ｔｄは、Ｐ２から水平に移動して飽和水蒸気量曲線Ａと交差する点の温度になるため、約１７℃と読み取ることができる。さらに室内温度が設定温度２５℃になると、室内空気の露点温度はさらに低下する。従って、冷却器５の表面温度Ｔｉが室内温度Ｔｘの露点温度Ｔｄ以上であれば、冷却器５の表面での結露を防止することができる。
【００２４】
そこで、本発明は、室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘと冷却システムの冷却器５の表面温度Ｔｉを制御手段１７に取り込み、当該室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘにおける露点温度Ｔｄを空気の飽和水蒸気量曲線Ａから求め、常に、Ｔｉ＞Ｔｄの条件を保持しつつ前記室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘとを、温度設定器３０の設定温度Ｔｙと当該設定温度Ｔｙにおける適正湿度Ｈｙとなるように制御手段３０によって、調湿消臭機３の運転条件、冷却システムのコンプレッサー１２の運転条件、循環送風機２の風量を制御するようにしている。なお、上記適正湿度Ｈｙは、設定温度Ｔｙによって決まるため、制御手段１７内に設定温度の関数として固定的に設定しておくのが好ましい。例えば、インフルエンザウイルスの生存率（％）は、表１に示されているように、温度と湿度とが密接に関連していることが報告されている。このようなデータに基づいて温度ー適正湿度の関係を求めておき、これを制御手段１７内に予め設定しておけばよい。
【００２５】
【表１】
上記制御手段１７による具体的な制御の態様は、
（ａ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を連続運転させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１及び循環送風機２を高速運転とし、
（ｂ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を連続運転させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１を低速運転とし、しかも、循環送風機２を高速運転とし、
（ｃ）：Ｔｘ＝Ｔｙ，Ｈｘ＝Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を断続運転させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１と循環送風機２を中速運転とし、
（ｄ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を停止させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１と循環送風機２を高速運転とし、
（ｅ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、冷却システムのコンプレッサー１２を停止させると共に、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ、再生用ファン２１と循環送風機２を低速運転としている。なお、制御手段１７による上記制御条件中、室内温度Ｔｘにおける露点温度Ｔｄに対して、冷却システムの冷却器表面温度Ｔｉが、Ｔｉ＜Ｔｄとなると、冷却システムのコンプレッサー１２を停止する。また、Ｔｉ＞Ｔｄの条件下で、かつ、前記（ｃ）の条件では、冷却システムのコンプレッサー１２を断続運転とする。
【００２７】
次に、暖房運転の場合は、切替スイッチ３１を暖房接点Ｈ側に切り替えると、冷却システムのコンプレッサー１２が停止し、冷却系の全てが休止する。これにより、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４が全開とされ、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１が駆動される。暖房用ヒーター４には、エンジン１６の廃熱を利用した温水が供給され、この温水の供給量が制御手段１７により温水流量制御弁３４を通して制御される。制御手段１７は、室内６に設置された温度検出センサー２７と湿度検出センサー２８とから送られた検出信号Ｔｘ、Ｈｘと温度設定器３０に設定された設定温度Ｔｙ及び当該設定温度における適正湿度Ｈｙとを比較し、
（１）Ｔｘ＜Ｔｙ、Ｈｘ＞Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を全開とし、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１を高速運転とする。
（２）Ｔｘ＜Ｔｙ、Ｈｘ＜Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を全開とし、循環送風機２を高速運転とし、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１は低速運転又は停止する。
（３）Ｔｘ＝Ｔｙ、Ｈｘ＝Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を中開又は断続的開閉とし、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１を中速運転又は断続的運転とする。
（４）Ｔｘ＞Ｔｙ、Ｈｘ＞Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を全閉とし、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１を高速運転とする。
（５）Ｔｘ＞Ｔｙ、Ｈｘ＜Ｈｙのとき、暖房用ヒーター４の温水流量制御弁３４を全閉とし、循環送風機２、調湿消臭機３の駆動モータ３ｈ及び再生用ファン２１を低速運転又は停止する。
【００２８】
本発明の空調システムは、冷房運転時と暖房運転時の両方において、調湿消臭機３を使用することが特徴の１つである。この調湿消臭機３は、循環送風機２から送り込まれた室内空気を調湿消臭通路１０内で調湿消臭材３ｄにより吸湿吸臭する。そして吸湿吸臭した調湿消臭材３ｄは、再生通路１８内で熱風により再生される。この熱風は、エンジン１６のラジエータ１９部分を通して加熱させた外気を配管２０を介して再生用ファン２１により調湿消臭機３の再生通路１８に引き込ませることによって発生させている。調湿消臭材３ｄは、駆動モータ３ｈで回転する回転容器３ｂ内に保持されているため、吸湿吸臭と再生が連続して半永久的に行われる。その結果、本発明の空調システムは、冷房運転時と除湿暖房運転時の両方において、冷却器５が常に乾燥状態に維持され、結露の発生が防止される。
【００２９】
第１の実施形態における回転式の調湿消臭機３の場合、円筒状の本体３ａ内に調湿消臭通路１０と再生通路１８とが上下の仕切板３ｅ、３ｆによって仕切られているが、回転容器３ｂを回転させている関係上、両通路の境界シール部分からの室内空気及び熱風（外気）の漏洩混合を防止するために、両通路の圧力バランスを調湿消臭通路１０より再生通路１８を低くするか同一圧力となるように設定するのが好ましい。
第１の実施形態における室内空気の最大循環流量と、再生熱風の最大流量とは、適宜に設定でき、圧力関係も前記点を満足するように設定すればよい。
【００３０】
次に、第２の実施形態を図５により説明する。この第２の実施形態は、流動式の調湿消臭機４０とした点が前記第１の実施形態と相違するだけであるため、第１の実施形態と同一部材には、同一符号を付して説明の重複を回避する。
第２の実施形態における調湿消臭機４０は、調湿消臭通路４１を構成する調湿消臭側本体４２と、再生通路４３を構成する再生側本体４４とが離隔設置されており、調湿消臭材４５が再生用ポンプ４６により配管４７、４８を介して両本体間を循環するように構成されている。調湿消臭側本体４２内と再生側本体４４内にはフィルタを介して調湿消臭材４５が充填保持されている。この第２の実施形態の場合、再生側本体４４内の調湿消臭材４５とエンジン１６の排気ガスとが直接接触することを避けるために排気管２６を再生側本体４４内を貫通させて配置しており、この排気管２６にはフィン４９を設けて熱交換効率の向上を図っている。また、排気管２６で再生させると、第１の実施形態の場合よりも再生後の調湿消臭材４５の温度が高くなることが想定されるため、戻り配管４８の途中に冷却手段５０を設置して適正温度にしている。
【００３１】
第２の実施形態の構成は、以上の通りであって、冷房運転時及び暖房運転時の動作や制御条件については、第１の実施形態の場合と同様である。但し、調湿消臭側本体４２における動作は、第１の実施形態と若干異なるので、次にこれを説明する。
循環送風機２で循環させている室内空気は、調湿消臭通路４１を通過するとき調湿消臭材４５によって吸湿吸臭されて室内６に向けて出て行く。この空気はフィルタで濾過されるため、調湿消臭材４５が混入することはない。しかし、調湿消臭側本体４２内の調湿消臭材４５は再生用ポンプ４６により空気とともに吸い出されて再生側本体４４に向けて送り出される。そのため、循環送風機２で循環させている室内空気の一部が再生用ポンプ４６により調湿消臭材４５とともに調湿消臭側本体４２内から吸い出されていく。再生用ポンプ４６は、調湿消臭材４５の循環路全体内にある空気に上記室内空気の一部を加えながら調湿消臭材４５を調湿消臭側本体４２から吸い出して再生側本体４４に送り、再生後は調湿消臭側本体４２に戻される。また、再生に使用され高湿度で高臭気となった熱風空気はフィルター５５を経て再生空気排出部５１から排出される。
【００３２】
室内空気の循環条件は、例えば、ダンパー３２、３３により調整して、循環送風機２により、室内空気９０％と外気１０％とを取り込んで調湿消臭通路４１に送り込んだとし、そのうちの一部、例えば、８％が再生用ポンプ４６により調湿消臭材４５とともに吸い出されたとすると、残りの９２％が室内６に放出される。ここで、室内６の排気口５２から２％分を外気に排出させることによって室内６における空気の収支バランスが取られる。一方、調湿消臭材４５の循環路側での空気の収支バランスは、再生用ポンプ４６の吸込み側で常に前記８％分の室内空気が加わるため、これを排出部５１から排出してやればよい。上記両循環路における空気量バランスの調整は、排出部５１及び排気口５２のダンパー５３、５４により行えばよい。尚、前記は空気の収支バランス上のみの説明で実際の再生用ポンプ４６の吸込み空気循環量は上記８％分よりも多い。
【００３３】
以上のように、本発明の第１及び第２の実施形態においては、自動車の室内６の冷房運転時及び除湿暖房運転時の何れにおいても冷却器５の表面への結露発生が防止されるため、これに起因するカビ、雑菌、ウイルス等の微生物の繁殖が防止され、室内６に吹き出される冷気や暖気中にカビ臭等の悪臭が混入することが防止され、その上、調湿消臭剤による調湿消臭機能によって低湿度で無臭化された空気が供給できるため、快適な室内環境を提供することができる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、第２の実施形態における流動式の再生用ポンプ４６に代えて圧縮エアーを調湿消臭材（粉体）の輸送動力とする１〜複数個のエジェクター式としてもよい。また、本発明は、移動体として、自動車、電車、船舶等の駆動源を備えたものの冷暖房空調システムに適用可能である。その際、冷却システムのコンプレッサー１２は、回転数制御（インバータ制御）にしてもよい。更に、船舶など大きな空間を持つ移動体の場合には、冷却システムで冷水を作り循環させたり、暖房で温水を作り循環させる冷暖房空調システムも含まれる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却システムの冷却器表面への結露発生を防止し、カビ臭等の悪臭の発生を防止し得る移動体の冷暖房空調システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の冷暖房空調システムの第１の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】 図１における調湿消臭機の具体例を示す概略縦断側面図である。
【図３】 図２における調湿消臭機の横断平面図である。
【図４】 空気の水蒸気量飽和曲線線図である。
【図５】 本発明の冷暖房空調システムの第２の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 室内空気の循環経路
２ 循環送風機
３ 調湿消臭機
４ 暖房用ヒーター
５ 冷却システムの冷却器
６ 室内
１０ 調湿消臭通路
１２ コンプレッサー
１６ エンジン
１７ 制御手段
１８ 再生通路
１９ ラジエータ
２１ 再生用ファン
２６ 排気管
２７ 温度検出センサー
２８ 湿度検出センサー
２９ 表面温度検出センサー
３０ 温度設定器
３１ 切替スイッチ
３４ 温水流量制御弁
４０ 調湿消臭機
４１ 調湿消臭通路
４２ 調湿消臭側本体
４３ 再生通路
４４ 再生側本体
４５ 調湿消臭材
４６ 再生用ポンプ
５０ 冷却手段
５１ 再生空気排出部
Claims (5)
- 室内空気もしくは外気と混合した室内空気を冷却システムの冷却器の上流で接触通過させて吸湿する除湿材又は吸湿吸臭する調湿消臭材を保持し、
かつ、移動体の駆動源の発生熱を利用した熱風により再生可能とされた除湿機又は調湿消臭機と、
前記室内空気の循環送風機と、
前記室内空気の温度Ｔｘを検出する温度検出センサー及び湿度Ｈｘを検出する湿度検出センサーと、
前記冷却器の表面温度Ｔｉを検出する表面温度検出センサーと、
温度設定器と、
制御手段と、を具備し、
前記各センサーで検出した室内空気の温度Ｔｘおよび湿度Ｈｘと冷却器の表面温度Ｔｉとを前記制御手段に取り込み、当該室内空気の温度Ｔｘおよび湿度Ｈｘにおける露点温度Ｔｄを空気の飽和水蒸気量曲線から求め、常に、Ｔｉ＞Ｔｄの条件を保持しつつ前記室内空気の温度Ｔｘと湿度Ｈｘとが前記温度設定器の設定温度Ｔｙと当該設定温度Ｔｙにおける適正湿度Ｈｙとになるように、前記制御手段によって前記除湿機又は調湿消臭機の運転条件、冷却システムの運転条件および循環送風機の風量を制御するように構成された
ことを特徴とする移動体の冷暖房空調システム。 - 前記制御手段による制御は、
（ａ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、前記冷却システムのコンプレッサーを連続運転させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を高速運転とし、
（ｂ）：Ｔｘ＞Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを連続運転させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機を低速運転とし、しかも、循環送風機を高速運転とし、
（ｃ）：Ｔｘ＝Ｔｙ，Ｈｘ＝Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを断続運転させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を中速運転とし、
（ｄ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＞Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを運転停止させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を高速運転とし、
（ｅ）：Ｔｘ＜Ｔｙ，Ｈｘ＜Ｈｙのとき、前記コンプレッサーを運転停止させると共に、室内空気の除湿機又は調湿消臭機と循環送風機を低速運転とする
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体の冷暖房空調システム。 - 前記制御手段による制御条件中、室内温度Ｔｘにおける露点温度Ｔｄは、冷却システムの冷却器表面温度Ｔｉに対して、Ｔｉ＜Ｔｄとなると、冷却システムのコンプレッサーを停止させ、また、Ｔｉ＞Ｔｄの条件下で、かつ、前記（ｃ）の条件では、冷却システムのコンプレッサーを断続運転又は回転数制御（インバータ制御）とする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体の冷暖房空調システム。 - 前記除湿材又は調湿消臭材は、粉体を使用してその表面積を有効に利用し、また、除湿機又は調湿消臭機は、除湿材又は調湿消臭材の吸湿吸臭と再生（脱湿気臭気）工程の繰り返し移送には回転式又は流動式である１〜複数個の圧縮エアーを動力としたエジェクター式若しくは粉体を空気輸送するポンプ式の何れかとする
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の移動体の冷暖房空調システム。 - 前記室内空気の循環経路中、前記除湿機又は調湿消臭機の下流に前記室内空気が接触通過する暖房用ヒーターを設置し、前記暖房用ヒーターの下流に冷却器を設置してある
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の移動体の冷暖房空調システム。
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