以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態の調湿装置(10)は、室内の湿度調節と共に室内の換気を行うものであり、取り込んだ室外空気(OA)を湿度調節して室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気(RA)を室外に排出する。
〈調湿装置の全体構成〉
調湿装置(10)について、図1,図2を適宜参照しながら説明する。なお、ここでの説明で用いる「上」「下」「左」「右」「前」「後」「手前」「奥」は、特にことわらない限り、調湿装置(10)を前面側から見た場合の方向を意味している。
調湿装置(10)は、ケーシング(11)を備えている。また、ケーシング(11)内には、冷媒回路(50)が収容されている。この冷媒回路(50)には、第1吸着熱交換器(51)、第2吸着熱交換器(52)、圧縮機(53)、電動膨張弁(54)及び四方切換弁(55)が接続されている。冷媒回路(50)の詳細は後述する。
ケーシング(11)は、やや扁平で高さが比較的低い直方体状に形成されている。図1に示すケーシング(11)では、左手前の側面(即ち、前面)が前面パネル部(12)となり、右奥の側面(即ち、背面)が背面パネル部(13)となり、右手前の側面が第1側面パネル部(14)となり、左奥の側面が第2側面パネル部(15)となっている。
ケーシング(11)には、外気吸込口(24)と、内気吸込口(23)と、給気口(22)と、排気口(21)とが形成されている。外気吸込口(24)及び内気吸込口(23)は、背面パネル部(13)に開口している。外気吸込口(24)は、背面パネル部(13)の下側部分に配置されている。内気吸込口(23)は、背面パネル部(13)の上側部分に配置されている。給気口(22)は、第1側面パネル部(14)における前面パネル部(12)側の端部付近に配置されている。排気口(21)は、第2側面パネル部(15)における前面パネル部(12)側の端部付近に配置されている。
ケーシング(11)の内部空間には、上流側仕切板(71)と、下流側仕切板(72)と、中央仕切板(73)と、第1仕切板(74)と、第2仕切板(75)とが設けられている。これらの仕切板(71〜75)は、何れもケーシング(11)の底板に立設されており、ケーシング(11)の内部空間をケーシング(11)の底板から天板に亘って区画している。
上流側仕切板(71)及び下流側仕切板(72)は、前面パネル部(12)及び背面パネル部(13)と平行な姿勢で、ケーシング(11)の前後方向に所定の間隔をおいて配置されている。上流側仕切板(71)は、背面パネル部(13)寄りに配置されている。下流側仕切板(72)は、前面パネル部(12)寄りに配置されている。
第1仕切板(74)及び第2仕切板(75)は、第1側面パネル部(14)及び第2側面パネル部(15)と平行な姿勢で設置されている。第1仕切板(74)は、上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間の空間を右側から塞ぐように、第1側面パネル部(14)から所定の間隔をおいて配置されている。第2仕切板(75)は、上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間の空間を左側から塞ぐように、第2側面パネル部(15)から所定の間隔をおいて配置されている。
中央仕切板(73)は、上流側仕切板(71)及び下流側仕切板(72)と直交する姿勢で、上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間に配置されている。中央仕切板(73)は、上流側仕切板(71)から下流側仕切板(72)に亘って設けられ、上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間の空間を左右に区画している。
ケーシング(11)内において、上流側仕切板(71)と背面パネル部(13)の間の空間は、上下2つの空間に仕切られており、上側の空間が内気側通路(32)を構成し、下側の空間が外気側通路(34)を構成している。内気側通路(32)は、内気吸込口(23)に接続するダクトを介して室内と連通している。内気側通路(32)には、内気側フィルタ(27)と内気湿度センサ(96)とが設置されている。外気側通路(34)は、外気吸込口(24)に接続するダクトを介して室外空間と連通している。外気側通路(34)には、外気側フィルタ(28)と外気湿度センサ(97)とが設置されている。
ケーシング(11)内における上流側仕切板(71)と下流側仕切板(72)の間の空間は、中央仕切板(73)によって左右に区画されており、中央仕切板(73)の右側の空間が第1熱交換器室(37)を構成し、中央仕切板(73)の左側の空間が第2熱交換器室(38)を構成している。第1熱交換器室(37)には、第1吸着熱交換器(51)が収容されている。第2熱交換器室(38)には、第2吸着熱交換器(52)が収容されている。また、図示しないが、第1熱交換器室(37)には、冷媒回路(50)の電動膨張弁(54)が収容されている。
各吸着熱交換器(51,52)は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器の表面に吸着剤を担持させたものであって、全体として長方形の厚板状あるいは扁平な直方体状に形成されている。各吸着熱交換器(51,52)は、その前面及び背面が上流側仕切板(71)及び下流側仕切板(72)と平行になる姿勢で、熱交換器室(37,38)内に立設されている。
ケーシング(11)の内部空間において、下流側仕切板(72)の前面に沿った空間は、上下に仕切られており、この上下に仕切られた空間のうち、上側の部分が給気側通路(31)を構成し、下側の部分が排気側通路(33)を構成している。
上流側仕切板(71)には、開閉式のダンパ(41〜44)が4つ設けられている。各ダンパ(41〜44)は、概ね横長の長方形状に形成されている。具体的に、上流側仕切板(71)のうち内気側通路(32)に面する部分(上側部分)では、中央仕切板(73)よりも右側に第1内気側ダンパ(41)が取り付けられ、中央仕切板(73)よりも左側に第2内気側ダンパ(42)が取り付けられる。また、上流側仕切板(71)のうち外気側通路(34)に面する部分(下側部分)では、中央仕切板(73)よりも右側に第1外気側ダンパ(43)が取り付けられ、中央仕切板(73)よりも左側に第2外気側ダンパ(44)が取り付けられる。
下流側仕切板(72)には、開閉式のダンパ(45〜48)が4つ設けられている。各ダンパ(45〜48)は、概ね横長の長方形状に形成されている。具体的に、下流側仕切板(72)のうち給気側通路(31)に面する部分(上側部分)では、中央仕切板(73)よりも右側に第1給気側ダンパ(45)が取り付けられ、中央仕切板(73)よりも左側に第2給気側ダンパ(46)が取り付けられる。また、下流側仕切板(72)のうち排気側通路(33)に面する部分(下側部分)では、中央仕切板(73)よりも右側に第1排気側ダンパ(47)が取り付けられ、中央仕切板(73)よりも左側に第2排気側ダンパ(48)が取り付けられる。
ケーシング(11)内において、給気側通路(31)及び排気側通路(33)と前面パネル部(12)との間の空間は、仕切板(77)によって左右に仕切られており、仕切板(77)の右側の空間が給気ファン室(36)を構成し、仕切板(77)の左側の空間が排気ファン室(35)を構成している。
給気ファン室(36)には、給気ファン(26)が収容されている。また、排気ファン室(35)には排気ファン(25)が収容されている。給気ファン(26)及び排気ファン(25)は、何れも遠心型の多翼ファン(いわゆるシロッコファン)である。給気ファン(26)は、下流側仕切板(72)側から吸い込んだ空気を給気口(22)へ吹き出す。排気ファン(25)は、下流側仕切板(72)側から吸い込んだ空気を排気口(21)へ吹き出す。
給気ファン室(36)には、冷媒回路(50)の圧縮機(53)と四方切換弁(55)とが収容されている。圧縮機(53)及び四方切換弁(55)は、給気ファン室(36)における給気ファン(26)と仕切板(77)との間に配置されている。
ケーシング(11)内において、第1仕切板(74)と第1側面パネル部(14)の間の空間は、第1バイパス通路(81)を構成している。第1バイパス通路(81)の始端は、外気側通路(34)だけに連通しており、内気側通路(32)からは遮断されている。第1バイパス通路(81)の終端は、仕切板(78)によって、給気側通路(31)、排気側通路(33)、及び給気ファン室(36)から区画されている。仕切板(78)のうち給気ファン室(36)に臨む部分には、第1バイパス用ダンパ(83)が設けられている。
ケーシング(11)内において、第2仕切板(75)と第2側面パネル部(15)の間の空間は、第2バイパス通路(82)を構成している。第2バイパス通路(82)の始端は、内気側通路(32)だけに連通しており、外気側通路(34)からは遮断されている。第2バイパス通路(82)の終端は、仕切板(79)によって、給気側通路(31)、排気側通路(33)、及び排気ファン室(35)から区画されている。仕切板(79)のうち排気ファン室(35)に臨む部分には、第2バイパス用ダンパ(84)が設けられている。
なお、図2の右側面図及び左側面図では、第1バイパス通路(81)、第2バイパス通路(82)、第1バイパス用ダンパ(83)、及び第2バイパス用ダンパ(84)の図示を省略している。
〈冷媒回路の構成〉
図3に示すように、冷媒回路(50)は、第1吸着熱交換器(51)、第2吸着熱交換器(52)、圧縮機(53)、電動膨張弁(54)及び四方切換弁(55)が設けられた閉回路である。この冷媒回路(50)は、充填された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。
冷媒回路(50)において、圧縮機(53)は、その吐出側が吐出側連結配管(56)を介して四方切換弁(55)の第1ポート(P1)に、その吸入側が吸入側連結配管(57)を介して四方切換弁(55)の第2ポート(P2)にそれぞれ接続されている。また、冷媒回路(50)では、四方切換弁(55)の第3ポート(P3)と第1吸着熱交換器(51)の一端とが第1連結配管(58)を介して接続され、四方切換弁(55)の第4ポート(P4)と第2吸着熱交換器(52)の一端とが第2連結配管(59)を介して接続されている。さらに、冷媒回路(50)では、第1吸着熱交換器(51)の他端と第2吸着熱交換器(52)との他端とが第3連結配管(60)を介して接続され、該第3連結配管(60)には、電動膨張弁(54)が介設されている。
四方切換弁(55)は、第1ポート(P1)と第3ポート(P3)が連通して第2ポート(P2)と第4ポート(P4)が連通する第1状態(図3(A)に示す状態)と、第1ポート(P1)と第4ポート(P4)が連通して第2ポート(P2)と第3ポート(P3)が連通する第2状態(図3(B)に示す状態)とに切り換え可能となっている。
さらに詳述すると、四方切換弁(55)は、図4に示すように、両端が栓体(552,553)で閉塞された円筒状の本体(551)を備えている。この本体(551)の側部には、上述した4つのポート(P1〜P4)である短管が設けられている。詳しくは、本体(551)の長手方向中央部において、第1ポート(P1)が本体(551)の径方向に延びて設けられている。そして、本体(551)の長手方向軸を挟んで第1ポート(P1)と反対側に、第2〜第4ポート(P2〜P4)がそれぞれ本体(551)の径方向に延びて設けられている。これら第2〜第4ポート(P2〜P4)は、第3、第2及び第4ポート(P3,P2,P4)の順で長手方向(図4では左から右に)に並んでいる。
前記本体(551)の内部には、椀状の弁体(558)と、該弁体(558)の両側に連結板(557)によって一体に取り付けられたピストン(555,556)とが収納されている。前記本体(551)の内部には、第3、第2及び第4ポート(P3,P2,P4)の開口に対応する部分に弁体(558)が着座する弁シート(554)が設けられている。
前記本体(551)および栓体(552,553)の内部は、両ピストン(555,556)により高圧室(R1)と第1作動室(R2)と第2作動室(R3)の3つの部屋に区画されている。
また、四方切換弁(55)は、パイロット弁(559)を備えている。このパイロット弁(559)は、第1作動室(R2)に連通する第1導管(561)と、第2作動室(R3)に連通する第2導管(562)と、第1ポート(P1)に連通する第3導管(563)と、第2ポート(P2)に連通する第4導管(564)とが接続されている。そして、前記パイロット弁(559)は、第1導管(561)と第3導管(563)が連通し且つ第2導管(562)と第4導管(564)が連通する第1状態(図5(A)の状態)と、第1導管(561)と第4導管(564)が連通し且つ第2導管(562)と第3導管(563)が連通する第2状態(図5(B)の状態)とに切り換わるように構成されている。
具体的に、前記パイロット弁(559)は、通電を停止(OFF)すると、第1状態に切り換わる。すると、四方切換弁(55)において、第1作動室(R2)が第1ポート(P1)からの高圧ガス冷媒によって満たされ、第2作動室(R3)が第2ポート(P2)からの低圧ガス冷媒によって満たされる。つまり、パイロット弁(559)が第1状態に切り換わると、両作動室(R2,R3)の圧力差によりピストン(555,556)が図4において右側に押され(図4の二点鎖線で示す状態)、弁体(558)が第2ポート(P2)と第4ポート(P4)とを連通させる第1状態(図3(A)に示す状態)になる。
一方、前記パイロット弁(559)は、通電(ON)すると、第2状態に切り換わる。すると、四方切換弁(55)において、第1作動室(R2)が第2ポート(P2)からの低圧ガス冷媒によって満たされ、第2作動室(R3)が第1ポート(P1)からの高圧ガス冷媒によって満たされる。つまり、前記パイロット弁(559)が第2状態に切り換わると、両作動室(R2,R3)の圧力差によりピストン(555,556)が図4において左側に押され(図4の実線で示す状態)、弁体(558)が第3ポート(P3)と第2ポート(P2)とを連通させる第2状態(図3(B)に示す状態)になる。
冷媒回路(50)において、圧縮機(53)の吐出側と四方切換弁(55)の第1ポート(P1)とを繋ぐ吐出側連結配管(56)には、高圧圧力センサ(91)と、吐出管温度センサ(93)とが取り付けられている。高圧圧力センサ(91)は、圧縮機(53)から吐出された冷媒の圧力を計測する。吐出管温度センサ(93)は、圧縮機(53)から吐出された冷媒の温度を計測する。この高圧圧力センサ(91)が凝縮温度関連量検出手段を構成する。
また、冷媒回路(50)において、圧縮機(53)の吸入側と四方切換弁(55)の第2のポートとを繋ぐ吸入側連結配管(57)には、低圧圧力センサ(92)と、吸入管温度センサ(94)とが取り付けられている。低圧圧力センサ(92)は、圧縮機(53)へ吸入される冷媒の圧力を計測する。吸入管温度センサ(94)は、圧縮機(53)へ吸入される冷媒の温度を計測する。
また、冷媒回路(50)において、四方切換弁(55)の第3ポート(P3)と第1吸着熱交換器(51)とを繋ぐ第1連結配管(58)には、配管温度センサ(95)が取り付けられている。配管温度センサ(95)は、この配管における四方切換弁(55)の近傍に配置され、配管内を流れる冷媒の温度を計測する。この配管温度センサ(95)が冷媒温度検出手段を構成する。
〈制御装置の構成〉
調湿装置(10)は、コントローラ(100)を備えている。このコントローラ(100)は、調湿装置(10)の運転を制御する運転制御部(110)と、四方切換弁(55)の作動不良の判定制御を行う故障判定部(120)とを有している。
前記運転制御部(110)は、ユーザから入力される設定値(後述する除湿換気運転、加湿換気運転及び単純換気運転の選択や設定目標湿度等)並びに内気湿度センサ(96)の検出結果及び外気湿度センサ(97)の検出結果等に基づいて、冷媒回路(50)における圧縮機(53)の運転制御や電動膨張弁(54)の開度制御や四方切換弁(55)の切換制御や各ダンパ(41〜48,83,84)の開閉制御を行う。この運転制御部(110)が制御部を構成する。
前記故障判定部(120)は、前記高圧圧力センサ(91)の検出結果及び配管温度センサ(95)の検出結果に基づいて、四方切換弁(55)の故障を判定する。この故障判定部(120)が判定手段を構成する。
以下に、運転制御部(110)及び故障判定部(120)の詳しい制御内容を説明する。
−運転動作−
本実施形態の調湿装置(10)は、コントローラ(100)の運転制御部(110)が電動膨張弁(54)、四方切換弁(55)及びダンパ(41〜48,83,84)を制御することによって、除湿換気運転と、加湿換気運転と、単純換気運転とを選択的に行う。除湿換気運転中や加湿換気運転中の調湿装置(10)は、取り込んだ室外空気(OA)を湿度調節してから供給空気(SA)として室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気(RA)を排出空気(EA)として室外へ排出する。一方、単純換気運転中の調湿装置(10)は、取り込んだ室外空気(OA)をそのまま供給空気(SA)として室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気(RA)をそのまま排出空気(EA)として室外へ排出する。
〈除湿換気運転〉
除湿換気運転中の調湿装置(10)では、後述する第1動作と第2動作が所定の時間間隔(例えば3分間隔)で交互に繰り返される。この除湿換気運転中において、第1バイパス用ダンパ(83)及び第2バイパス用ダンパ(84)は、常に閉状態となる。
除湿換気運転中の調湿装置(10)では、室外空気が外気吸込口(24)からケーシング(11)内へ第1空気として取り込まれ、室内空気が内気吸込口(23)からケーシング(11)内へ第2空気として取り込まれる。
先ず、除湿換気運転の第1動作について説明する。図4に示すように、この第1動作中には、第1内気側ダンパ(41)、第2外気側ダンパ(44)、第2給気側ダンパ(46)、及び第1排気側ダンパ(47)が開状態となり、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第1給気側ダンパ(45)、及び第2排気側ダンパ(48)が閉状態となる。また、この第1動作中の冷媒回路(50)では、四方切換弁(55)が第1状態(図3(A)に示す状態)に設定され、第1吸着熱交換器(51)が凝縮器となって第2吸着熱交換器(52)が蒸発器となる。
外気吸込口(24)から外気側通路(34)へ流入して外気側フィルタ(28)を通過した第1空気は、第2外気側ダンパ(44)を通って第2熱交換器室(38)へ流入し、その後に第2吸着熱交換器(52)を通過する。第2吸着熱交換器(52)では、第1空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第2吸着熱交換器(52)で除湿された第1空気は、第2給気側ダンパ(46)を通って給気側通路(31)へ流入し、給気ファン室(36)を通過後に給気口(22)を通って室内へ供給される。
一方、内気吸込口(23)から内気側通路(32)へ流入して内気側フィルタ(27)を通過した第2空気は、第1内気側ダンパ(41)を通って第1熱交換器室(37)へ流入し、その後に第1吸着熱交換器(51)を通過する。第1吸着熱交換器(51)では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第2空気に付与される。第1吸着熱交換器(51)で水分を付与された第2空気は、第1排気側ダンパ(47)を通って排気側通路(33)へ流入し、排気ファン室(35)を通過後に排気口(21)を通って室外へ排出される。
次に、除湿換気運転の第2動作について説明する。図5に示すように、この第2動作中には、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第1給気側ダンパ(45)、及び第2排気側ダンパ(48)が開状態となり、第1内気側ダンパ(41)、第2外気側ダンパ(44)、第2給気側ダンパ(46)、及び第1排気側ダンパ(47)が閉状態となる。また、この第2動作中の冷媒回路(50)では、四方切換弁(55)が第2状態(図3(B)に示す状態)に設定され、第1吸着熱交換器(51)が蒸発器となって第2吸着熱交換器(52)が凝縮器となる。
外気吸込口(24)から外気側通路(34)へ流入して外気側フィルタ(28)を通過した第1空気は、第1外気側ダンパ(43)を通って第1熱交換器室(37)へ流入し、その後に第1吸着熱交換器(51)を通過する。第1吸着熱交換器(51)では、第1空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第1吸着熱交換器(51)で除湿された第1空気は、第1給気側ダンパ(45)を通って給気側通路(31)へ流入し、給気ファン室(36)を通過後に給気口(22)を通って室内へ供給される。
一方、内気吸込口(23)から内気側通路(32)へ流入して内気側フィルタ(27)を通過した第2空気は、第2内気側ダンパ(42)を通って第2熱交換器室(38)へ流入し、その後に第2吸着熱交換器(52)を通過する。第2吸着熱交換器(52)では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第2空気に付与される。第2吸着熱交換器(52)で水分を付与された第2空気は、第2排気側ダンパ(48)を通って排気側通路(33)へ流入し、排気ファン室(35)を通過後に排気口(21)を通って室外へ排出される。
〈加湿換気運転〉
加湿換気運転中の調湿装置(10)では、後述する第1動作と第2動作が所定の時間間隔(例えば3分間隔)で交互に繰り返される。この加湿換気運転中において、第1バイパス用ダンパ(83)及び第2バイパス用ダンパ(84)は、常に閉状態となる。
加湿換気運転中の調湿装置(10)では、室外空気が外気吸込口(24)からケーシング(11)内へ第2空気として取り込まれ、室内空気が内気吸込口(23)からケーシング(11)内へ第1空気として取り込まれる。
先ず、加湿換気運転の第1動作について説明する。図6に示すように、この第1動作中には、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第1給気側ダンパ(45)、及び第2排気側ダンパ(48)が開状態となり、第1内気側ダンパ(41)、第2外気側ダンパ(44)、第2給気側ダンパ(46)、及び第1排気側ダンパ(47)が閉状態となる。また、この第1動作中の冷媒回路(50)では、四方切換弁(55)が第1状態(図3(A)に示す状態)に設定され、第1吸着熱交換器(51)が凝縮器となって第2吸着熱交換器(52)が蒸発器となる。
内気吸込口(23)から内気側通路(32)へ流入して内気側フィルタ(27)を通過した第1空気は、第2内気側ダンパ(42)を通って第2熱交換器室(38)へ流入し、その後に第2吸着熱交換器(52)を通過する。第2吸着熱交換器(52)では、第1空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第2吸着熱交換器(52)で水分を奪われた第1空気は、第2排気側ダンパ(48)を通って排気側通路(33)へ流入し、排気ファン室(35)を通過後に排気口(21)を通って室外へ排出される。
一方、外気吸込口(24)から外気側通路(34)へ流入して外気側フィルタ(28)を通過した第2空気は、第1外気側ダンパ(43)を通って第1熱交換器室(37)へ流入し、その後に第1吸着熱交換器(51)を通過する。第1吸着熱交換器(51)では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第2空気に付与される。第1吸着熱交換器(51)で加湿された第2空気は、第1給気側ダンパ(45)を通って給気側通路(31)へ流入し、給気ファン室(36)を通過後に給気口(22)を通って室内へ供給される。
次に、加湿換気運転の第2動作について説明する。図7に示すように、この第2動作中には、第1内気側ダンパ(41)、第2外気側ダンパ(44)、第2給気側ダンパ(46)、及び第1排気側ダンパ(47)が開状態となり、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第1給気側ダンパ(45)、及び第2排気側ダンパ(48)が閉状態となる。また、この第2動作中の冷媒回路(50)では、四方切換弁(55)が第2状態(図3(B)に示す状態)に設定され、第1吸着熱交換器(51)が蒸発器となって第2吸着熱交換器(52)が凝縮器となる。
内気吸込口(23)から内気側通路(32)へ流入して内気側フィルタ(27)を通過した第1空気は、第1内気側ダンパ(41)を通って第1熱交換器室(37)へ流入し、その後に第1吸着熱交換器(51)を通過する。第1吸着熱交換器(51)では、第1空気中の水分が吸着剤に吸着され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第1吸着熱交換器(51)で水分を奪われた第1空気は、第1排気側ダンパ(47)を通って排気側通路(33)へ流入し、排気ファン室(35)を通過後に排気口(21)を通って室外へ排出される。
一方、外気吸込口(24)から外気側通路(34)へ流入して外気側フィルタ(28)を通過した第2空気は、第2外気側ダンパ(44)を通って第2熱交換器室(38)へ流入し、その後に第2吸着熱交換器(52)を通過する。第2吸着熱交換器(52)では、冷媒で加熱された吸着剤から水分が脱離し、この脱離した水分が第2空気に付与される。第2吸着熱交換器(52)で加湿された第2空気は、第2給気側ダンパ(46)を通って給気側通路(31)へ流入し、給気ファン室(36)を通過後に給気口(22)を通って室内へ供給される。
〈単純換気運転〉
単純換気運転中における調湿装置(10)の動作について、図8を参照しながら説明する。
単純換気運転中の調湿装置(10)では、第1バイパス用ダンパ(83)及び第2バイパス用ダンパ(84)が開状態となり、第1内気側ダンパ(41)、第2内気側ダンパ(42)、第1外気側ダンパ(43)、第2外気側ダンパ(44)、第1給気側ダンパ(45)、第2給気側ダンパ(46)、第1排気側ダンパ(47)、及び第2排気側ダンパ(48)が閉状態となる。また、単純換気運転中において、冷媒回路(50)の圧縮機(53)は停止状態となる。
単純換気運転中の調湿装置(10)では、室外空気が外気吸込口(24)からケーシング(11)内へ取り込まれる。外気吸込口(24)を通って外気側通路(34)へ流入した室外空気は、第1バイパス通路(81)から第1バイパス用ダンパ(83)を通って給気ファン室(36)へ流入し、その後に給気口(22)を通って室内へ供給される。
また、単純換気運転中の調湿装置(10)では、室内空気が内気吸込口(23)からケーシング(11)内へ取り込まれる。内気吸込口(23)を通って内気側通路(32)へ流入した室内空気は、第2バイパス通路(82)から第2バイパス用ダンパ(84)を通って排気ファン室(35)へ流入し、その後に排気口(21)を通って室外へ排出される。
〈故障判定〉
こうして、コントローラ(100)の運転制御部(110)が除湿換気運転、加湿換気運転及び単純換気運転の何れかを選択的に行っている間、故障判定部(120)は、四方切換弁(55)の故障を判定している。
詳しくは、故障判定部(120)は、図11に示すフローチャートに従って四方切換弁(55)の故障を判定する。
まず、故障判定部(120)は、ステップS1において、圧縮機(53)が運転中か否かを判定する。そして、圧縮機(53)が運転中のときにはステップS2へ進む一方、圧縮機(53)が停止中のときにはステップS8を介してステップS1を繰り返す。ここで、後述するタイマが始動しているときには、ステップS8においてタイマを停止してリセットする。
ステップS2においては、故障判定部(120)は、四方切換弁(55)が第1状態か否か、即ち、パイロット弁(559)への通電が停止されている(OFF)か否かを判定する。この四方切換弁(55)が第1状態のときには、第1連結配管(58)と吐出側連結配管(56)とが四方切換弁(55)を介して接続される。そして、パイロット弁(559)への通電が停止されているときにはステップS3へ進む一方、パイロット弁(559)に通電されている(ON)ときにはステップS8を介してステップS1へ戻る。ここで、後述するタイマが始動しているときには、ステップS1へ戻る際にステップS8においてタイマを停止してリセットする。
ステップS3においては、故障判定部(120)は、起動制御が完了しているか否かを判定する。ここで、起動制御とは、調湿装置(10)の運転を開始する際に、圧縮機(53)を起動してからその運転周波数を調湿装置(10)の運転を開始するための所定の目標周波数まで上昇させる制御である。具体的には、圧縮機(53)に液冷媒が吸入されること(所謂、液バック現象)を回避するように、電動膨張弁(54)の開度を制御すると共に、圧縮機(53)の運転周波数を目標周波数まで徐々に上昇させている。
そして、起動制御が完了しているときにはステップS4へ進む一方、起動制御が完了していないときにはステップS1へ戻る。ここで、後述するタイマが始動しているときには、ステップS1へ戻る際にステップS8においてタイマを停止してリセットする。
ステップS4においては、故障判定部(120)は、高圧圧力センサ(91)の検出結果から冷媒回路(50)中の冷媒の凝縮温度Tcgを算出すると共に、配管温度センサ(95)によって検出される、四方切換弁(55)の第3ポート(P3)と第1吸着熱交換器(51)とを繋ぐ第1連結配管(58)を流れる冷媒の温度T4eが該凝縮温度Tcg以下であるか否かを判定する。そして、該配管の冷媒の温度T4eが凝縮温度Tcg以下であるときにはステップS5へ進む一方、該配管の冷媒の温度T4eが凝縮温度Tcgよりも高いときにはステップS8を介してステップS1へ戻る。ここで、後述するタイマが始動しているときには、ステップS1へ戻る際にステップS8においてタイマを停止してリセットする。
ステップS5においては、故障判定部(120)は、タイマを始動させると共にステップS6へ進む。尚、既にタイマが始動しているときには、タイマによる計時を継続する。
ステップS6においては、故障判定部(120)は、タイマを始動させてから所定時間(例えば、2分)が経過したか否かを判定する。そして、所定時間が経過しているときには四方切換弁(55)が故障していると判定してステップS7へ進む一方、所定時間が経過していないときにはステップS1へ戻る。尚、ステップS6からステップS1へ戻るときには、タイマの停止及びリセットは行わず、タイマによる計時を継続する。
ステップS7においては、故障判定部(120)は、故障フラグを立てると共にLED等の報知手段(図示省略)をONさせてユーザに四方切換弁(55)の故障を報知する。
尚、故障判定部(120)によりステップS7において故障フラグを立てた後は、リモコン等でユーザから所定の解除操作がされない限り、故障フラグが立った状態、即ち、報知手段がONとなった状態が維持される。
つまり、故障判定部(120)は、(i)圧縮機(53)が運転中であり、(ii)第1連結配管(58)と吐出側連結配管(56)とが四方切換弁(55)を介して接続されており、(iii)起動制御が完了しており、(iv)第1連結配管(58)を流れる冷媒の温度T4eが凝縮温度Tcg以下という、これら4つの状態が所定時間継続したときに、四方切換弁(55)が故障していると判定している。
すなわち、圧縮機(53)が運転中であるときには、圧縮機(53)から高圧冷媒が吐出され、吐出側連結配管(56)には高圧冷媒が流れている。このとき、起動制御が完了しているため、冷媒回路(50)中には十分な高低差圧が生じており、圧縮機(53)から吐出される高圧冷媒の圧力は、故障判定を行うのに十分な値まで上昇している。そして、四方切換弁(55)が第1状態であるときには、第1連結配管(58)は四方切換弁(55)により圧縮機(53)の吐出側連結配管(56)と接続され、該第1連結配管(58)には圧縮機(53)から吐出された高圧冷媒が流れているはずである。この高圧冷媒の温度は、通常、冷媒回路(50)における冷媒の凝縮温度Tcgよりも十分に高い。ここで、四方切換弁(55)、具体的には、その弁体(558)が正常に動作していないときには、運転制御部(110)が四方切換弁(55)を第1状態に制御しているにもかかわらず、四方切換弁(55)は第2状態のままとなり、高圧冷媒が流れているはずの第1連結配管(58)に低圧冷媒が流れていたり、あるいは、四方切換弁(55)の弁体(558)が第1状態と第2状態の中間の状態となり、高圧冷媒が第1連結配管(58)だけでなく第2連結配管(59)にも流入したりする。よって、該第1連結配管(58)を流れる冷媒の温度T4eが凝縮温度Tcg以下のときには、弁体(558)が第1状態となっておらず、四方切換弁(55)が故障していると判定することができる一方、第1連結配管(58)を流れる冷媒の温度T4eが凝縮温度Tcgよりも高いときには、四方切換弁(55)は正常に作動していると判定することができる。
したがって、本実施形態によれば、吐出側連結配管(56)に高圧圧力センサ(91)を設け、四方切換弁(55)と第1吸着熱交換器(51)とを繋ぐ第1連結配管(58)に配管温度センサ(95)を設け、吐出側連結配管(56)と第1連結配管(58)とを接続するように四方切換弁(55)が制御されているときに、配管温度センサ(95)により検出される第1連結配管(58)を流れる冷媒の温度T4eと高圧圧力センサ(91)の検出結果から算出される凝縮温度Tcgとを比較することによって、高圧冷媒が流れていると想定される配管を流れる冷媒が正に高圧冷媒かどうかを確認することができ、四方切換弁(55)の故障を容易に判定することができる。具体的には、配管温度センサ(95)により検出される第1連結配管(58)を流れる冷媒の温度T4eが高圧圧力センサ(91)の検出結果から算出される凝縮温度Tcg以下であることをもって、四方切換弁(55)の故障を容易に判定することができる。
また、高圧冷媒が流れていると想定される第1連結配管(58)を流れる冷媒の温度T4eの比較対象として、高圧冷媒の温度との差が十分にある、冷媒回路(50)の冷媒の凝縮温度Tcgを用いることによって、高圧圧力センサ(91)や配管温度センサ(95)に検出誤差があったとしても、四方切換弁(55)が正常であるにもかかわらず故障していると誤判定することを防止することができる。さらに、調湿装置(10)のように四方切換弁(55)によって冷媒の循環方向を頻繁に切り換える構成においては、冷凍サイクルが安定しにくい。この点からも、第1連結配管(58)を流れる冷媒の温度T4eの比較対象として、高圧冷媒の温度との差が十分にある凝縮温度Tcgを用いることが有効である。
さらに、このように、四方切換弁(55)を通過した高圧冷媒が流れるであろう配管を実際に流れる冷媒の温度に基づいて四方切換弁(55)の故障を判定する構成において、本実施形態のように、2つの吸着熱交換器(51,52)に接続される第1及び第2連結配管(58,59)のうち一方の配管、具体的には第1連結配管(58)にのみ配管温度センサ(95)を設ける場合には、四方切換弁(55)によって、第2連結配管(59)が吐出側連結配管(56)に接続されたときには四方切換弁(55)の故障を判定することができず、第1連結配管(58)が吐出側連結配管(56)に接続されたときしか四方切換弁(55)の故障を判定することができない。ところが、本実施形態のように、冷媒回路(50)の冷媒の循環方向を所定の時間間隔で交互に切り換えながら調湿運転を行う調湿装置(10)においては、四方切換弁(55)によって第1連結配管(58)が吐出側連結配管(56)に接続されるときは頻繁に到来するため、四方切換弁(55)の故障の判定を頻繁に行うことができる。その結果、四方切換弁(55)の故障を確実に判定することができる。そして、第1及び第2連結配管(58,59)のうち一方の配管にだけ温度センサを設ければよいため、部品点数を削減して、調湿装置(10)の構成を簡易化することができる。
−実施形態の変形例−
本実施形態の調湿装置(10)では、第1吸着熱交換器(51)及び第2吸着熱交換器(52)に担持された吸着剤を冷媒によって加熱し又は冷却しているが、第1吸着熱交換器(51)及び第2吸着熱交換器(52)に対して冷水や温水を供給することで、吸着剤の加熱や冷却を行ってもよい。
尚、前記実施形態では、第1及び第2連結配管(58,59)のうち第1連結配管(58)にのみ配管温度センサ(95)を設けると共に、第1連結配管(58)に高圧冷媒が流れるように四方切換弁(55)が制御されているときに該四方切換弁(55)の故障を判定しているが、これに限られるものではない。すなわち、第1及び第2連結配管(58,59)の両方に配管温度センサ(95)を設け、四方切換弁(55)の切り換え制御により高圧冷媒が流れていると想定される方の配管に設けた配管温度センサ(95)の検出結果に基づいて、四方切換弁(55)の故障を判定する構成であってもよい。
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。