JP5194721B2 - 調湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、調湿装置に関し、特に、運転モードの自動選択に係るものである。

従来より、取り込んだ空気を調湿して室内へ供給する調湿装置が知られている。この種の調湿装置として、特許文献１には、吸着剤が担持された吸着熱交換器を備えた調湿装置が開示されている。

この特許文献１の調湿装置は、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる冷媒回路を備えている。冷媒回路には、圧縮機と、第１吸着熱交換器と、第２吸着熱交換器と、膨張弁と、四方切換弁（冷媒流路切換手段）とが接続されている。圧縮機は、ケーシング内の所定の収容室に設けられている。また、第１吸着熱交換器と第２吸着熱交換器とは、ケーシング内の第１熱交換器室及び第２吸着熱交換器室にそれぞれ設けられている。

冷媒回路では、四方切換弁の切換によって冷媒の循環方向が可逆に切り換えられる。具体的に、冷媒回路では、四方切換弁が所定時間おきに切り換わることで、第１吸着熱交換器が凝縮器として第２吸着熱交換器が蒸発器としてそれぞれ機能する動作と、第１吸着熱交換器が蒸発器として第２吸着熱交換器が凝縮器としてそれぞれ機能する動作とが交互に行われる。蒸発器として機能する吸着熱交換器では、空気中の水分が吸着剤に吸着される。凝縮器として機能する吸着熱交換器では、吸着剤から水分が脱離して空気に付与される。このように、各吸着熱交換器では、四方切換弁の切換によって、水分を吸着する吸着動作と水分が脱離する再生動作とが交互に行われる。

そして、この調湿装置では、各吸着熱交換器を通過した空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出することにより、除湿運転または加湿運転が行われる。例えば、除湿運転の場合は、蒸発器として機能する吸着熱交換器を通過した空気が室内へ供給され、加湿運転の場合は、凝縮器として機能する吸着熱交換器を通過した空気が室内へ供給される。
特開２００５−２９１５３２号公報

ところで、上述した特許文献１の調湿装置では、ユーザーがリモコン等によって選択指示することによって除湿運転等の運転モードが実行される。しかしながら、このような調湿装置として、周囲条件に応じて適切な運転モードが自動的に選択されるというものが今まで存在しなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒の循環方向を切り換えながら２つの吸着熱交換器で吸着動作と再生動作とを交互に行う調湿装置において、少なくとも除湿運転および加湿運転の運転モードを周囲条件に応じて適切に選択し実行することである。

第１の発明は、空気の水分を吸着する吸着剤が担持された第１吸着熱交換器（51）および第２吸着熱交換器（52）と、冷媒の循環方向を可逆に切り換える冷媒流路切換手段（54）とが接続され、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（50）を備え、上記冷媒流路切換手段（54）の切換によって上記２つの吸着熱交換器（51,52）で吸着剤の吸着動作と再生動作が交互に行われ、該吸着熱交換器（51,52）を通過した空気を室内へ供給して室内の湿度調節を行う調湿装置を前提としている。そして、本発明の調湿装置は、室外から取り込まれて上記吸着動作が行われている吸着熱交換器（51,52）を通過した室外空気を室内へ供給する除湿運転と、室外から取り込まれて上記再生動作が行われている吸着熱交換器（51,52）を通過した室外空気を室内へ供給する加湿運転とを少なくとも含む複数の運転モードを実行可能に構成され、上記運転モードの実行中に所定の判定用時間が経過する毎に、少なくとも上記吸着熱交換器（51,52）を通過する前の室外空気の絶対湿度に基づいて、複数の上記運転モードのうちの何れか一つを選択するモード選択手段（C）を備え、上記モード選択手段（C）は、上記除湿運転または加湿運転が行われている場合、上記冷媒流路切換手段（54）の切換時に上記運転モードのうちの何れか一つを選択するように構成され、上記モード選択手段（C）によって選択された運転モードを実行するものである。

第１の発明では、冷媒回路（50）において冷媒流路切換手段（54）の切り換えに応じて、２つの動作が交互に行われる。具体的に、冷媒回路（50）では、第１吸着熱交換器（51）が凝縮器（放熱器）として機能すると共に第２吸着熱交換器（52）が蒸発器として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルと、第１吸着熱交換器（51）が蒸発器として機能すると共に第２吸着熱交換器（52）が凝縮器（放熱器）として機能する蒸気圧縮式冷凍サイクルとが交互に行われる。

蒸発器となる吸着熱交換器（51,52）では、低圧冷媒によって該吸着熱交換器（51,52）の吸着剤が冷却される。この状態の吸着熱交換器（51,52）を空気が通過すると、該吸着熱交換器（51,52）の吸着剤に空気が接触し、空気中の水分が吸着剤に吸着される。つまり、吸着剤の吸着動作が行われて空気が除湿される。一方、凝縮器（放熱器）となる吸着熱交換器（52,51）では、高圧冷媒によって該吸着熱交換器（52,51）の吸着剤が加熱される。そうすると、該吸着剤から水分が脱離して空気中へ付与される。つまり、吸着剤の再生動作が行われて空気が加湿される。このように、調湿装置では、冷媒流路切換手段（54）によって冷媒の循環方向が可逆に切り換えられることで、第１吸着熱交換器（51）で吸着動作が行われ且つ第２吸着熱交換器（52）で再生動作が行われる状態と、第１吸着熱交換器（51）で再生動作が行われ且つ第２吸着熱交換器（52）で吸着動作が行われる状態とが交互に切り換えられる。

本発明の調湿装置は、除湿運転と加湿運転の少なくとも２つの運転モードを備えている。除湿運転では、室外から取り込まれた室外空気が吸着動作を行う方の吸着熱交換器（51,52）を通過して室内へ供給される。加湿運転では、室外から取り込まれた室外空気が再生動作を行う方の吸着熱交換器（51,52）を通過して室内へ供給される。

そして、調湿装置（10）では、例えば除湿運転の実行中に所定の判定用時間が経過する毎に、モード選択手段（C）によって運転モードが自動選択される。つまり、少なくとも吸着熱交換器（51,52）を通過する前の室外空気の絶対湿度に基づいて、除湿運転および加湿運転等の各運転モードの中から室内に最適なモードが選択されて実行される。

また、第１の発明では、除湿運転や加湿運転において、冷媒流路切換手段（54）が例えば一定時間おきに切り換えられる。つまり、冷媒回路（50）において冷媒の循環方向が一定時間おきに切り換えられる。そして、冷媒流路切換手段（54）の毎回の切換毎に、または冷媒流路切換手段（54）の数回おきの切換毎に運転モードの選択が行われる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記冷媒回路（50）は、上記除湿運転と上記加湿運転のそれぞれにおいて、第１の吸着熱交換器（51）で吸着剤の再生動作が行われて第２の吸着熱交換器（52）で吸着剤の吸着動作が行われる第１動作と、第１の吸着熱交換器（51）で吸着剤の吸着動作が行われて第２の吸着熱交換器（52）で吸着剤の再生動作が行われる第２動作とを、所定の切換時間ずつ交互に繰り返し行う一方、上記除湿運転中における上記切換時間である除湿用切換時間と、上記加湿運転中における上記切換時間である加湿用切換時間とが相違しており、上記判定用時間は、上記除湿用切換時間と上記加湿用切換時間との最小公倍数であるものである。

第２の発明の調湿装置（10）では、除湿運転中には除湿用切換時間が経過する毎に第１動作と第２動作が相互に切り換わり、加湿運転中には加湿用切換時間が経過する毎に第１動作と第２動作が相互に切り換わりる。また、この発明では、除湿用切換時間と加湿用切換時間が相違しており、モード選択手段（C）の判定用時間が除湿用切換時間と加湿用切換時間の最小公倍数となる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記運転モードとして、室外空気を取り込んで上記吸着熱交換器（51,52）を通過させることなく室内へ供給すると共に、室内空気を取り込んで上記吸着熱交換器（51,52）を通過させることなく室外へ排出する換気運転を備えているものである。

第３の発明の調湿装置は、室外空気と室内空気を調湿するこなく単に換気する換気運転の運転モードを備えている。そして、モード選択手段（C）によって、換気運転も選択され得る。

以上のように、本発明によれば、モード選択手段（C）を備えるようにしたので、所定時間毎に最適な運転モードを自動で選択して実行させることができる。

また、本発明によれば、冷媒流路切換手段（54）の切換時に運転モードを選択するようにした。したがって、冷媒流路切換手段（54）の切換と同じタイミングで運転モードを切り換えることができる。これにより、切換制御が煩雑になるのを防止することができる。

また、第３の発明によれば、除湿運転や加湿運転以外に換気運転も自動選択することができる。したがって、より室内環境に適した運転を行うことができる。

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〉
上記調湿装置（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。

上記調湿装置（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）、四方切換弁（54）および電動膨張弁（55）が接続されている。冷媒回路（50）の詳細は後述する。

上記ケーシング（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。

上記ケーシング（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）および内気吸込口（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。

上記ケーシング（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。

上記上流側仕切板（71）および下流側仕切板（72）は、前面パネル部（12）および背面パネル部（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。

上記第１仕切板（74）および第２仕切板（75）は、第１側面パネル部（14）および第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。

上記中央仕切板（73）は、上流側仕切板（71）および下流側仕切板（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。

上記ケーシング（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）および内気温度センサ（98）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）および外気温度センサ（99）とが設置されている。

上記内気湿度センサ（96）および内気温度センサ（98）は、それぞれ内気側通路（32）における室内空気の相対湿度および温度を検出するものである。外気湿度センサ（97）および外気温度センサ（99）は、それぞれ外気側通路（34）における室外空気の相対湿度および温度を検出するものである。

上記ケーシング（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（55）が収容されている。

上記各吸着熱交換器（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、その前面および背面が上流側仕切板（71）および下流側仕切板（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。

上記ケーシング（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。

上記上流側仕切板（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。

上記下流側仕切板（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。

上記ケーシング（11）内において、給気側通路（31）および排気側通路（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。

上記給気ファン室（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）および排気ファン（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。給気ファン室（36）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。排気ファン室（35）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。

上記給気ファン室（36）には、冷媒回路（50）の圧縮機（53）と四方切換弁（54）とが収容されている。圧縮機（53）および四方切換弁（54）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。

上記ケーシング（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）および給気ファン室（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。

上記ケーシング（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）および排気ファン室（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の右側面図および左側面図では、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）および第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）、四方切換弁（54）および電動膨張弁（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。

上記冷媒回路（50）において、圧縮機（53）は、その吐出側が四方切換弁（54）の第１のポートに、その吸入側が四方切換弁（54）の第２のポートにそれぞれ接続されている。また、冷媒回路（50）では、第１吸着熱交換器（51）と電動膨張弁（55）と第２吸着熱交換器（52）とが、四方切換弁（54）の第３のポートから第４のポートへ向かって順に接続されている。

上記四方切換弁（54）は、第１のポートと第３のポートが連通して第２のポートと第４のポートが連通する第１状態（図３(Ａ)に示す状態）と、第１のポートと第４のポートが連通して第２のポートと第３のポートが連通する第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。つまり、四方切換弁（54）は、本発明に係る冷媒流路切換手段を構成している。

上記冷媒回路（50）において、圧縮機（53）の吐出側と四方切換弁（54）の第１のポートとを繋ぐ配管には、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。

また、上記冷媒回路（50）において、圧縮機（53）の吸入側と四方切換弁（54）の第２のポートとを繋ぐ配管には、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、上記冷媒回路（50）において、四方切換弁（54）の第３のポートと第１吸着熱交換器（51）とを繋ぐ配管には、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（54）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。

〈コントローラの構成〉
上記調湿装置（10）には、コントローラ（C）が設けられている。図１および図２では省略されているが、ケーシング（11）の前面パネル部（12）には電装品箱が取り付けられており、この電装品箱に収容された制御基板がコントローラ（C）を構成している。

上記コントローラ（C）には、内気湿度センサ（96）、内気温度センサ（98）、外気湿度センサ（97）および外気温度センサ（99）の検出値が入力される。また、コントローラ（C）には、冷媒回路（50）に設けられた各センサ（91,92,…）の検出値が入力される。さらに、コントローラ（C）には、ユーザが操作するリモコン（図示省略）等から出力される操作信号が入力される。

上記コントローラ（C）は、入力されたこれら操作信号および検出値に基づいて、調湿装置（10）の運転制御を行う。具体的には、コントローラ（C）は、各ダンパ（41〜48,83,84）、各ファン（25,26）、圧縮機（53）、電動膨張弁（55）および四方切換弁（54）の動作を制御する。

さらに詳しく説明すると、コントローラ（C）は、「通常モード」と「自動モード」を備えており、ユーザによるリモコンの操作信号に応じて各モードを切り換える。「通常モード」は、ユーザが後述する除湿運転、加湿運転、調湿運転および換気運転の何れかの運転モードを選択して実行するものである。「自動モード」は、除湿運転、加湿運転および換気運転の何れかの運転モードが自動的に選択されて実行されるものである。なお、コントローラ（C）は、本発明に係るモード選択手段を構成している。また、コントローラ（C）の詳細な制御動作については後述する。

−運転動作−
先ず、調湿装置（10）で可能な各運転モード（除湿運転、加湿運転および換気運転）について説明する。なお、調湿運転のモードは、室内の湿度とその目標湿度等に基づいて、自動的に除湿運転または加湿運転が選択されて実行されるものである。

除湿運転中や加湿運転中の調湿装置（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。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。

〈除湿運転〉
除湿運転中の調湿装置（10）では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔（４分間隔）で交互に繰り返される。この除湿運転中において、第１バイパス用ダンパ（83）および第２バイパス用ダンパ（84）は、常に閉状態となる。

除湿運転中の調湿装置（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）および第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）および第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（54）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）および第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）および第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（54）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。

〈加湿運転〉
加湿運転中の調湿装置（10）では、後述する第１動作と第２動作が所定の時間間隔（３分間隔）で交互に繰り返される。この加湿運転中において、第１バイパス用ダンパ（83）および第２バイパス用ダンパ（84）は、常に閉状態となる。

加湿運転中の調湿装置（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）および第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）および第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（54）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）および第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）および第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（54）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。

〈換気運転〉
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。

換気運転中の調湿装置（10）では、第１バイパス用ダンパ（83）および第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）および第２排気側ダンパ（48）が閉状態となる。また、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。

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、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。

〈コントローラの制御動作〉
コントローラ（C）は、リモコンの操作信号に応じて「通常モード」と「自動モード」を切り換える。「通常モード」の場合、コントローラ（C）は、ユーザによって選択された運転モード（除湿運転、加湿運転および換気運転）を実行する。一方、「自動モード」の場合、コントローラ（C）は、以下に説明する制御フロー（図９参照）によって運転モードを自動的に選択する。

この運転モードの自動選択は、除湿運転および加湿運転中においては１２分間おきに行われる。この１２分は、除湿運転における第１動作および第２動作の切換時間である４分と、加湿運転における第１動作および第２動作の切換時間である３分の最小公倍数である。また、換気運転中においては１０分おきに運転モードの自動選択が行われる。

図９に示すように、室外空気の絶対湿度（以下、外気絶対湿度Ｒzoという。）や室外空気の温度（以下、外気温度Ｔoという。）等の条件に応じて、除湿運転、加湿運転および換気運転の何れかが選択される。外気温度Ｔoは、外気温度センサ（99）の検出値である。

具体的に、次の３つの条件（第１条件〜第３条件）を全て満たす場合は「除湿運転」のモードが選択される。第１条件は、外気絶対湿度Ｒzoが所定の演算値以上であることである。この所定の演算値は、除湿設定温度に対する飽和絶対湿度（以下、目標絶対湿度Ｒssatdという。）に所定の除湿係数を乗じた値である。第２条件は、外気絶対湿度Ｒzoが所定値以上であることである。第３条件は、現在選択されている運転モードが調湿運転および除湿運転の何れかであることである。

また、次の５つの条件（第１条件〜第５条件）を全て満たす場合は「加湿運転」のモードが選択される。第１条件は、外気絶対湿度Ｒzoが所定の演算値以下であることである。この所定の演算値は、加湿設定温度に対する飽和絶対湿度（以下、目標絶対湿度Ｒssathという。）に所定の加湿係数を乗じた値である。第２条件は、外気絶対湿度Ｒzoが所定値以下であることである。第３条件は、外気温度Ｔoが所定の下限値Ｔomin以下であることである。第４条件は、外気温度Ｔoが内気温度Ｔr（室内空気の温度）未満であるか、または外気温度Ｔoが所定値未満であることである。第５条件は、現在選択されている運転モードが調湿運転および加湿運転の何れかであることである。

上述した条件以外の場合は、「換気運転」のモードが選択される。

このように運転モードの自動選択が終了すると、その選択された運転モードにて運転される。そして、除湿運転または加湿運転が選択された場合は、その選択から１２分経過後（換気運転が選択された場合は１０分経過後）に、再び上述した運転モードの自動選択が行われる。

−実施形態の効果−
以上のように、本実施形態の調湿装置（10）では、除湿運転、加湿運転および換気運転の何れかの運転モードを自動的に選択して実行する「自動モード」を備えるようにした。したがって、ユーザの手を煩わすことなく、最適な運転モードを選択することができ、室内の快適性を向上させることができる。

また、換気運転も自動選択されるので、室内の湿度調節だけでなく、室内の単純換気や吸着熱交換器（51,52）の臭気物質除去までも自動的に行うことができる。したがって、室内の快適性を一層向上させることができる。

さらに、本実施形態の「自動モード」では、除湿運転または加湿運転中は１２分間おきに運転モードの自動選択を行うようにした。したがって、除湿運転等における第１動作および第２動作の切換時に合わして、モード選択のための各種条件を判定することができる。第１動作や第２動作の途中においては、例えば内気温度Ｔrが流動的に変化するため、その内気温度Ｔrに関する条件（ステップＳＴ６における加湿運転を選択する条件の１つ）を適切に判定できなくなる。ところが、第１動作および第２動作時の切換時においては、内気温度Ｔrがある一定値に落ち着くため、その内気温度Ｔrに関する条件を適切に判定することができる。よって、より最適な運転モードを選択することができる。

−実施形態の変形例１−
本実施形態の冷媒回路（50）では、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高い値に設定される超臨界サイクルを行ってもよい。その場合、第１吸着熱交換器（51）および第２吸着熱交換器（52）は、その一方がガスクーラとして動作し、他方が蒸発器として動作する。

−実施形態の変形例２−
本実施形態の調湿装置（10）では、第１吸着熱交換器（51）および第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または冷却しているが、第１吸着熱交換器（51）および第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。

−実施形態の変形例３−
上記実施形態では、調湿装置（10）が次のように構成されていてもよい。

図１１に示すように、本変形例の調湿装置（10）は、冷媒回路（100）と２つの吸着素子（111,112）とを備えている。冷媒回路（100）は、圧縮機（101）と凝縮器（102）と膨張弁（103）と蒸発器（104）が順に接続された閉回路である。冷媒回路（100）で冷媒を循環させると、蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。第１吸着素子（111）および第２吸着素子（112）は、ゼオライト等の吸着剤を備えている。各吸着素子（111,112）には多数の空気通路が形成されており、この空気通路を通過する際に空気が吸着剤と接触する。

本変形例の調湿装置（10）においても、「自動モード」時に、除湿運転、加湿運転および換気運転の何れかが自動的に選択されて実行される。

除湿運転中や加湿運転中の調湿装置（10）は、第１動作と第２動作を所定の時間間隔で交互に繰り返し行う。除湿運転中の調湿装置（10）は、室外空気を第１空気として取り込み、室内空気を第２空気として取り込む。一方、加湿運転中の調湿装置（10）は、室内空気を第１空気として取り込み、室外空気を第２空気として取り込む。

先ず、除湿運転および加湿運転の第１動作について、図１１(Ａ)を参照しながら説明する。第１動作中の調湿装置（10）は、凝縮器（102）で加熱された第２空気を第１吸着素子（111）へ供給する。第１吸着素子（111）では、吸着剤が第２空気によって加熱され、吸着剤から水分が脱離する。また、第１動作中の調湿装置（10）は、第１空気を第２吸着素子（112）へ供給し、第１空気中の水分を第２吸着素子（112）に吸着させる。第２吸着素子（112）に水分を奪われた第１空気は、蒸発器（104）を通過する際に冷却される。

次に、除湿運転および加湿運転の第２動作について、図１１(Ｂ)を参照しながら説明する。第２動作中の調湿装置（10）は、凝縮器（102）で加熱された第２空気を第２吸着素子（112）へ供給する。第２吸着素子（112）では、吸着剤が第２空気によって加熱され、吸着剤から水分が脱離する。また、第１動作中の調湿装置（10）は、第１空気を第１吸着素子（111）へ供給し、第１空気中の水分を第１吸着素子（111）に吸着させる。第１吸着素子（111）に水分を奪われた第１空気は、蒸発器（104）を通過する際に冷却される。

そして、除湿運転中の調湿装置（10）は、除湿された第１空気（室外空気）を室内へ供給し、吸着素子（111,112）から脱離した水分を第２空気（室内空気）と共に室外へ排出する。また、加湿運転中の調湿装置（10）は、加湿された第２空気（室外空気）を室内へ供給し、吸着素子（111,112）に水分を奪われた第１空気（室内空気）を室外へ排出する。

換気運転中の調湿装置（10）では、冷媒回路（100）の圧縮機（101）が停止状態になると共に、第１吸着素子（111）と第２吸着素子（112）のうち一方を室外空気が通過して他方を室内空気が通過する。そして、室外空気は吸着素子（111,112）を通過後に室内へ供給され、室内空気は吸着素子（111,112）を通過後に室外へ排出される。換気運転中の調湿装置（10）において、室外空気や室内空気の流通経路の切り換えは行われない。

なお、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。

以上説明したように、本発明は、室内の湿度調節を行うための調湿装置について有用である。

前面側から視た調湿装置をケーシングの一部および電装品箱を省略して示す斜視図である。 調湿装置の一部を省略して示す概略の平面図、右側面図および左側面図である。 冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、(Ａ)は第１動作中の動作を示すものであり、(Ｂ)は第２動作中の動作を示すものである。 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の平面図、右側面図および左側面図である。 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の平面図、右側面図および左側面図である。 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の平面図、右側面図および左側面図である。 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の平面図、右側面図および左側面図である。 換気運転における空気の流れを示す調湿装置の概略の平面図、右側面図および左側面図である。 コントローラの制御動作を示すフローチャートである。 実施形態の変形例３の調湿装置を示す概略構成図であって、(Ａ)は第１動作中の動作を示すものであり、(Ｂ)は第２動作中の動作を示すものである。

10 調湿装置
50 冷媒回路
51 第１吸着熱交換器
52 第２吸着熱交換器
54 四方切換弁（冷媒流路切換手段）
C コントローラ（モード選択手段）

Claims (3)

1. 空気の水分を吸着する吸着剤が担持された第１吸着熱交換器（51）および第２吸着熱交換器（52）と、冷媒の循環方向を可逆に切り換える冷媒流路切換手段（54）とが接続され、冷媒が循環して蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（50）を備え、
   上記冷媒流路切換手段（54）の切換によって上記２つの吸着熱交換器（51,52）で吸着剤の吸着動作と再生動作が交互に行われ、該吸着熱交換器（51,52）を通過した空気を室内へ供給して室内の湿度調節を行う調湿装置であって、
   室外から取り込まれて上記吸着動作が行われている吸着熱交換器（51,52）を通過した室外空気を室内へ供給する除湿運転と、室外から取り込まれて上記再生動作が行われている吸着熱交換器（51,52）を通過した室外空気を室内へ供給する加湿運転とを少なくとも含む複数の運転モードを実行可能に構成され、
   上記運転モードの実行中に所定の判定用時間が経過する毎に、少なくとも上記吸着熱交換器（51,52）を通過する前の室外空気の絶対湿度に基づいて、複数の上記運転モードのうちの何れか一つを選択するモード選択手段（C）を備え、
   上記モード選択手段（C）は、上記除湿運転または加湿運転が行われている場合、上記冷媒流路切換手段（54）の切換時に上記運転モードのうちの何れか一つを選択するように構成され、
   上記モード選択手段（C）によって選択された運転モードを実行する
   ことを特徴とする調湿装置。
2. 請求項１において、
   上記冷媒回路（50）は、上記除湿運転と上記加湿運転のそれぞれにおいて、第１の吸着熱交換器（51）で吸着剤の再生動作が行われて第２の吸着熱交換器（52）で吸着剤の吸着動作が行われる第１動作と、第１の吸着熱交換器（51）で吸着剤の吸着動作が行われて第２の吸着熱交換器（52）で吸着剤の再生動作が行われる第２動作とを、所定の切換時間ずつ交互に繰り返し行う一方、
   上記除湿運転中における上記切換時間である除湿用切換時間と、上記加湿運転中における上記切換時間である加湿用切換時間とが相違しており、
   上記判定用時間は、上記除湿用切換時間と上記加湿用切換時間との最小公倍数である
   ことを特徴とする調湿装置。
3. 請求項１または２において、
   上記運転モードとして、室外空気を取り込んで上記吸着熱交換器（51,52）を通過させることなく室内へ供給すると共に、室内空気を取り込んで上記吸着熱交換器（51,52）を通過させることなく室外へ排出する換気運転を備えている
   ことを特徴とする調湿装置。

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