JP5799670B2 - 調湿装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸着剤を担持した吸着熱交換器を用いて空気の湿度を調節する調湿装置に関するものである。

特許文献１には、二つの吸着熱交換器が設けられた冷媒回路を備え、吸着熱交換器において空気の湿度調節を行う調湿装置が開示されている。この調湿装置の冷媒回路は、第１の吸着熱交換器が凝縮器となって第２の吸着熱交換器が蒸発器となる動作と、第２の吸着熱交換器が凝縮器となって第１の吸着熱交換器が蒸発器となる動作とを交互に繰り返し行う。そして、この調湿装置は、蒸発器として機能する吸着熱交換器において除湿された空気と、凝縮器として機能する吸着熱交換器において加湿された空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する。具体的に、この調湿装置は、除湿された室外空気を室内へ供給して加湿された室内空気を室外へ排出する除湿運転と、加湿された室外空気を室内へ供給して除湿された室内空気を室外へ排出する加湿運転とを行う。

また、特許文献１には、除湿運転と加湿運転の両方において、第１及び第２の吸着熱交換器における空気の通過方向を、冷媒の流入側から流出側へ向かう方向とすることが記載されている（特許文献１の図８及び図９を参照）。つまり、特許文献１には、各吸着熱交換器における冷媒の流れ方向と空気の通過方向との関係をいわゆる並行流とすることが記載されている。

特開２００６−３４９２９４号公報

ところで、互いに温度の異なる二種類の流体を熱交換させる熱交換器では、熱交換量を確保する観点からは、高温側の流体と低温側の流体とを互いに逆向きに流す対向流とするのが望ましいことが一般に知られている。これに対し、特許文献１の調湿装置では、“室外空気の温度が低い冬季には吸着熱交換器の表面で水が凍結と融解を繰り返し、吸着熱交換器から吸着剤が剥離する”という問題を解決するために、吸着熱交換器における冷媒の流れ方向と空気の通過方向との関係をいわゆる並行流としている。

ところが、通常、室外空気の温度が比較的低い冬季に調湿装置が行うのは加湿運転であり、調湿装置の除湿運転は室外空気の温度が比較的高い夏季に行われることが多い。つまり、調湿装置が除湿運転を行う時期には、室外空気の温度がそれほど低くなく、吸着熱交換器において水が凍結する可能性は殆ど無い。このため、従来の調湿装置のように、除湿運転中にも各吸着熱交換器における冷媒の流れ方向と空気の通過方向との関係をいわゆる並行流にすると、除湿運転中における吸着熱交換器の熱交換性能が充分に発揮されないという問題があった。

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、吸着熱交換器を備えた調湿装置において、加湿運転時における吸着熱交換器での水の凍結を防ぐと共に、除湿運転時における吸着熱交換器の熱交換性能を充分に発揮させることにある。

第１の発明は、それぞれが吸着剤を担持する第１及び第２の吸着熱交換器（51,52）が設けられて冷凍サイクルを行う冷媒回路（50）を備え、上記第１の吸着熱交換器（51）が放熱器となって空気を加湿し且つ上記第２の吸着熱交換器（52）が蒸発器となって空気を除湿する第１動作と、上記第２の吸着熱交換器（52）が放熱器となって空気を加湿し且つ上記第１の吸着熱交換器（51）が蒸発器となって空気を除湿する第２動作とを交互に繰り返し行い、放熱器となっている上記吸着熱交換器（51,52）を通過する間に加湿された空気と、蒸発器となっている上記吸着熱交換器（51,52）を通過する間に除湿された空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する調湿装置を対象とする。そして、除湿された室外空気を室内へ供給して加湿された室内空気を室外へ排出する除湿運転時において、上記各吸着熱交換器（51,52）では、空気が冷媒の流出側から流入側へ向かって流れ、加湿された室外空気を室内へ供給して除湿された室内空気を室外へ排出する加湿運転時において、上記各吸着熱交換器（51,52）では、空気が冷媒の流入側から流出側へ向かって流れるものである。

第１の発明では、調湿装置（10）が除湿運転と加湿運転とを行う。除湿運転中と加湿運転中の何れにおいても、調湿装置（10）は、第１動作と第２動作を交互に繰り返し行う。冷媒回路（50）の吸着熱交換器（51,52）は、そこを通過する空気との間で水分の授受を行う。放熱器として機能する吸着熱交換器（51,52）では、吸着剤が冷媒によって加熱され、水分が吸着剤から脱離して空気に付与される。一方、蒸発器として機能する吸着熱交換器（51,52）では、空気中の水分が吸着剤に吸着されて吸着熱が発生し、発生した吸着熱が冷媒に吸収される。

加湿運転中の第１の発明の調湿装置（10）では、第１の吸着熱交換器（51）と第２の吸着熱交換器（52）のそれぞれにおいて、空気が冷媒の流入側から流出側へ向かって流れる。つまり、加湿運転中には、各吸着熱交換器（51,52）における空気の流れと冷媒の流れの関係がいわゆる並行流となっている。

第１の発明において、加湿運転中に放熱器として機能する吸着熱交換器（51,52）では、冷媒の流入側から冷媒の流出側へ向かって室外空気が通過し、その過程で空気の温度が次第に上昇する。そして、室外空気が低温となる冬季に加湿運転を行う場合、放熱器として機能する吸着熱交換器（51,52）では、そこへ流入した直後の最も低温の室外空気が、そこへ流入した直後の最も高温の冷媒と熱交換する。このため、室外空気の温度がかなりの低温（例えば−５℃程度）であっても、放熱器として機能する吸着熱交換器（51,52）の表面温度が０℃以上に保たれる。

除湿運転中の第１の発明の調湿装置（10）では、第１の吸着熱交換器（51）と第２の吸着熱交換器（52）のそれぞれにおいて、空気が冷媒の流出側から流入側へ向かって流れる。つまり、除湿運転中には、各吸着熱交換器（51,52）における空気の流れと冷媒の流れの関係がいわゆる対向流となっている。

第１の発明において、除湿運転中の各吸着熱交換器（51,52）では、冷媒の流出側から冷媒の流入側へ向かって空気が通過する。このため、吸着熱交換器（51,52）を通過する空気と冷媒の温度差が、吸着熱交換器（51,52）の全体に亘って確保され、空気と冷媒の間で交換される熱量が多くなる。また、調湿装置（10）の除湿運転は、通常は室外や室内の気温が比較的高い時期に行われるのが通常である。このため、除湿運転中には、吸着熱交換器（51,52）における空気の流れと冷媒の流れの関係がいわゆる対向流となっていても、吸着熱交換器（51,52）の表面で水が凍結することはない。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記各吸着熱交換器（51,52）では、該吸着熱交換器（51,52）が除湿運転中に放熱器となっているときの空気の通過方向と、該吸着熱交換器（51,52）が除湿運転中に蒸発器となっているときの空気の通過方向とが互いに逆向きになり、該吸着熱交換器（51,52）が加湿運転中に放熱器となっているときの空気の通過方向と、該吸着熱交換器（51,52）が加湿運転中に蒸発器となっているときの空気の通過方向とが互いに逆向きになっているものである。

第２の発明において、第１の吸着熱交換器（51）では、第１動作中における空気の通過方向と、第２動作中における空気の通過方向とが逆向きとなる。また、第２の吸着熱交換器（52）でも、第１動作中における空気の通過方向と、第２動作中における空気の通過方向とが逆向きとなる。

ところで、蒸発器となっている吸着熱交換器（51,52）では、そこを通過する空気に含まれる水分の量が次第に減ってゆく。このため、蒸発器となっている吸着熱交換器（51,52）では、空気の下流寄りの部分ほど、水分の吸着量が少なくなる。第２の発明において、蒸発器から凝縮器に切り換わった吸着熱交換器（51,52）では、空気の通過方向が逆向きになる。そして、凝縮器となっている吸着熱交換器（51,52）では、そこを通過する空気に含まれる水分の量が次第に増えてゆく。

このように、第２の発明において、蒸発器から凝縮器に切り換わった吸着熱交換器（51,52）では、水分の吸着量が少なくて水分が脱離し難い部分が水分保有量の少ない空気と接触し、水分の吸着量が多くて水分が脱離し易い部分が水分保有量の多い空気と接触する。従って、第２の発明では、蒸発器から凝縮器に切り換わった吸着熱交換器（51,52）の全体から確実に水分が脱離してゆくことになる。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記冷媒回路（50）には、上記第１動作と上記第２動作が相互に切り換わるように冷媒の流通方向を変更する四方切換弁（54）が一つだけ設けられるものである。

第３の発明では、冷媒回路（50）に四方切換弁（54）が一つだけ設けられる。この四方切換弁（54）を操作すると、第１の吸着熱交換器（51）が放熱器となって第２の吸着熱交換器（52）が蒸発器となる第１動作と、第２の吸着熱交換器（52）が放熱器となって第１の吸着熱交換器（51）が蒸発器となる第２動作とが、相互に切り換わる。

加湿運転中の本発明の調湿装置（10）では、各吸着熱交換器（51,52）における空気の流れと冷媒の流れの関係が並行流となっている。このため、室外空気の温度がかなりの低温（例えば−５℃程度）であっても、放熱器として機能する吸着熱交換器（51,52）の表面温度が０℃以上に保たれる。従って、本発明によれば、加湿運転時における吸着熱交換器（51,52）での水の凍結を未然に防ぐことができ、水の凍結に起因する吸着熱交換器（51,52）からの吸着剤の剥離を防ぐことができる。

また、除湿運転中の本発明の調湿装置（10）では、各吸着熱交換器（51,52）における空気の流れと冷媒の流れの関係が対向流となっている。調湿装置（10）の除湿運転は、通常は室外や室内の気温が比較的高い時期に行われるのが通常である。このため、除湿運転中には、吸着熱交換器（51,52）の表面で水が凍結することはない。従って、本発明によれば、各吸着熱交換器（51,52）での空気の流れと冷媒の流れの関係を対向流とすることで、吸着熱交換器（51,52）の熱交換性能を充分に発揮させることができる。

図１は、実施形態の調湿装置の概略構成を示す平面図、正面図、及び背面図である。 図２は、実施形態の調湿装置に設けられた冷媒回路の構成を示す配管系統図である。 図３は、実施形態の冷媒回路に設けられた吸着熱交換器の概略構成を示す斜視図である。 図４は、実施形態の冷媒回路に設けられた吸着熱交換器の概略構成を示す側面図である。 図５は、除湿運転の第１動作中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。 図６は、除湿運転の第２動作中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。 図７は、除湿運転中における冷媒と空気の流れを示す冷媒回路の配管系統図であって、(Ａ)は第１動作中の状態を示し、(Ｂ)は第２動作中の状態を示す。 図８は、加湿運転の第１動作中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。 図９は、加湿運転の第２動作中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。 図１０は、加湿運転中における冷媒と空気の流れを示す冷媒回路の配管系統図であって、(Ａ)は第１動作中の状態を示し、(Ｂ)は第２動作中の状態を示す。 図１１は、吸着熱交換器におけるフィンの含水量と第２空気の湿度の変化を示す説明図であって、(Ａ)は第１空気と第２空気が逆向きに流れる場合の変化を示し、(Ｂ)は第１空気と第２空気が同じ方向に流れる場合の変化を示す。 図１２は、蒸発器として機能する吸着熱交換器における冷媒の状態変化と第１空気の湿度変化を示す説明図であって、(Ａ)は並行流の場合の変化を示し、(Ｂ)は対向流の場合の変化を示す。 図１３は、凝縮器として機能する吸着熱交換器における冷媒と第２空気の温度変化を示す説明図であって、(Ａ)は並行流の場合の変化を示し、(Ｂ)は対向流の場合の変化を示す。

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、空気の除湿と加湿を行うものである。この調湿装置（10）は、いわゆる換気型の調湿装置であって、室外空気（OA）を調湿して室内へ供給すると同時に室内空気（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を参照しながら説明する。尚、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、上記調湿装置（10）を正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）、四方切換弁（54）、電子膨張弁（55）、及びアキュームレータ（56）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。このケーシング（11）では、前側に前面パネル（12）、奥側に背面パネル（13）、左側に左側面パネル（14）、右側に右側面パネル（15）がそれぞれ立設されており、左右の方向が長手方向となっている。

ケーシング（11）の前面パネル（12）では、左寄りの位置に給気口（21）が、右寄りの位置に排気口（22）がそれぞれ開口している。ケーシング（11）の背面パネル（13）には、左寄りの位置に内気吸込口（23）が、右寄りの位置に外気吸込口（24）がそれぞれ開口している。

ケーシング（11）の内部空間は、ケーシング（11）内に立設された第１仕切板（16）及び第２仕切板（17）によって左右３つの空間に仕切られている。これら仕切板（16,17）は、前面パネル（12）から背面パネル（13）へ、ケーシング（11）の短手方向に沿って延びている。第１仕切板（16）はケーシング（11）の左側面パネル（14）寄りに、第２仕切板（17）はケーシング（11）の右側面パネル（15）寄りにそれぞれ配置されている。そして、第１仕切板（16）の左側の空間が左側空間（71）となり、第１仕切板（16）と第２仕切板（17）の間の空間が中央空間（72）となり、第２仕切板（17）の右側の空間が右側空間（73）となっている。

左側空間（71）は、左側面パネル（14）側の部分と第１仕切板（16）側の部分とに区画されている。

左側空間（71）内におけるケーシング（11）の左面側の空間は、前後２つの空間に仕切られており、前側の空間が給気ファン室（31）を、奥側の空間が内気吸込室（32）を構成している。給気ファン室（31）は、給気口（21）を介して室内空間と連通している。この給気ファン室（31）には、給気ファン（25）が収容されており、給気ファン（25）の吹出口が給気口（21）に接続されている。また、給気ファン室（31）には、圧縮機（53）及びアキュームレータ（56）が収容されている。一方、内気吸込室（32）は、内気吸込口（23）を介して室内と連通している。

左側空間（71）内における第１仕切板（16）側の空間は、上下２つの空間に仕切られており、上側の空間が給気側流路（33）を、下側の空間が内気側流路（34）をそれぞれ構成している。給気側流路（33）は、内気吸込室（32）とは前後に延びる板で仕切られる一方、給気ファン室（31）と連通している。この給気側流路（33）と給気ファン室（31）は、各吸着熱交換器（51,52）を通過した空気（室外空気（OA））を供給空気（SA）として室内へ供給する外気供給路（41）を構成している。一方、内気側流路（34）は、内気吸込室（32）と連通している。この内気側流路（34）と内気吸込室（32）は、室内空気（RA）を各吸着熱交換器（51,52）へ導入する内気導入路（42）を構成している。

右側空間（73）は、ケーシング（11）の右面側の部分と第２仕切板（17）側の部分とに区画されている。

右側空間（73）内におけるケーシング（11）の右面側の空間は、前側の空間が排気ファン室（35）を構成している。一方、奥側の空間は、上下に仕切られており、下側の空間が排気ファン室（35）から仕切られた外気吸込室（36）を構成し、上側の空間が排気ファン室（35）と連通している。排気ファン室（35）は、排気口（22）を介して室外空間と連通している。この排気ファン室（35）には、排気ファン（26）が収容され、排気ファン（26）の吹出口が排気口（22）に接続されている。外気吸込室（36）は、外気吸込口（24）を介して室内と連通している。

右側空間（73）内における第２仕切板（17）側の空間は、上下２つの空間に仕切られており、上側の空間が排気側流路（37）を、下側の空間が外気側流路（38）をそれぞれ構成している。排気側流路（37）は、排気ファン室（35）と連通している。この排気側流路（37）と排気ファン室（35）は、各吸着熱交換器（51,52）を通過した空気（室内空気（RA））を排出空気（EA）として室外へ排出する内気排出路（43）を構成している。一方、外気側流路（38）は、外気吸込室（36）と連通している。この外気側流路（38）と外気吸込室（36）は、室外空気（OA）を各吸着熱交換器（51,52）へ導入する外気導入路（44）を構成している。

中央空間（72）は、左右に延びる中央仕切板（18）によって前後２つの空間に仕切られている。そして、中央仕切板（18）の前側の空間が第１熱交換器室（47）を構成し、中央仕切板（18）の後側の空間が第２熱交換器室（48）を構成している。第１熱交換器室（47）には第１吸着熱交換器（51）が、第２熱交換器室（48）には第２吸着熱交換器（52）がそれぞれ収容されている。

詳しくは後述するが、第１吸着熱交換器（51）と第２吸着熱交換器（52）のぞれぞれは、全体として概ね直方体状に形成されている。これら２つの吸着熱交換器（51,52）は、収容される熱交換器室（47,48）の左右方向の中央に起立した状態で設置されている。また、各吸着熱交換器（51,52）は、その前側面（91）が第１仕切板（16）と対面し、その後側面（92）が第２仕切板（17）と対面する姿勢で配置されている。

第１仕切板（16）には、開閉式のダンパ（61〜64）が４つ設けられている。具体的に、第１仕切板（16）では、正面側の上部に第１ダンパ（61）が、背面側の上部に第２ダンパ（62）が、正面側の下部に第３ダンパ（63）が、背面側の下部に第４ダンパ（64）がそれぞれ取り付けられている。第１ダンパ（61）を開くと、給気側流路（33）と第１熱交換器室（47）が連通する。第２ダンパ（62）を開くと、給気側流路（33）と第２熱交換器室（48）が連通する。第３ダンパ（63）を開くと、内気側流路（34）と第１熱交換器室（47）が連通する。第４ダンパ（64）を開くと、内気側流路（34）と第２熱交換器室（48）が連通する。

第２仕切板（17）には、開閉式のダンパ（65〜68）が４つ設けられている。具体的に、第２仕切板（17）では、正面側の上部に第５ダンパ（65）が、背面側の上部に第６ダンパ（66）が、正面側の下部に第７ダンパ（67）が、背面側の下部に第８ダンパ（68）がそれぞれ取り付けられている。第５ダンパ（65）を開くと、排気側流路（37）と第１熱交換器室（47）が連通する。第６ダンパ（66）を開くと、排気側流路（37）と第２熱交換器室（48）が連通する。第７ダンパ（67）を開くと、外気側流路（38）と第１熱交換器室（47）が連通する。第８ダンパ（68）を開くと、外気側流路（38）と第２熱交換器室（48）が連通する。

〈冷媒回路の構成〉
冷媒回路（50）について、図２を参照しながら説明する。

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）、電子膨張弁（55）、及びアキュームレータ（56）が接続された閉回路である。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、その吐出側が四方切換弁（54）の第１のポートに、その吸入側がアキュームレータ（56）を介して四方切換弁（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、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、第１吸着熱交換器（51）と、電子膨張弁（55）と、第２吸着熱交換器（52）とが配置されている。

四方切換弁（54）は、冷媒回路（50）の冷媒の循環方向を切り換えるものである。具体的に、四方切換弁（54）は、第１のポートが第３のポートと連通して第２のポートが第４のポートと連通する第１状態（図２に実線で示す状態）と、第１のポートが第４のポートと連通して第２のポートが第３のポートと連通する第２状態（図２に破線で示す状態）とに切り換わる。

〈吸着熱交換器の構成〉
吸着熱交換器（51,52）について、図３及び図４を参照しながら説明する。

第１吸着熱交換器（51）及び第２吸着熱交換器（52）は、何れもクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成されている。これら吸着熱交換器（51,52）は、円管状の伝熱管（58）と、フィン（57）とを備えている。

フィン（57）は、長方形の板状に形成されたアルミニウム製の部材である。各フィン（57）は、互いに対面する姿勢で立設され、互いに一定の間隔をおいて一列に配置されている。各吸着熱交換器（51,52）では、導入された空気は、それぞれのフィン（57）の間を通過する。各吸着熱交換器（51,52）では、一列に並んだ各フィン（57）の長辺によって一対の面が形成されており、その一対の面の一方が前側面（91）となり、他方が後側面（92）となっている。そして、各吸着熱交換器（51,52）では、その前側面（91）から後側面（92）へ向かって、又はその後側面（92）から前側面（91）へ向かって空気が通過する。

また、各吸着熱交換器（51,52）では、各フィン（57）の表面に吸着剤を含有した吸着層が形成されている。つまり、吸着熱交換器（51,52）のフィン（57）には、吸着剤が担持されている。フィン（57）の間を通過する空気は、フィン（57）に形成された吸着層の吸着剤と接触する。この吸着剤としては、ゼオライト、シリカゲル、親水性の官能基を有する有機高分子材料など、空気中の水蒸気を吸着できるものが用いられる。なお、吸着剤として使用できる“親水性の官能基を有する有機高分子材料”には、いわゆる収着現象によって空気中の水蒸気を捕捉する有機高分子材料も含まれる。

伝熱管（58）は、直管部（58a）とＵ字管部（58b）が交互に形成された左右に蛇行する形状となっている。伝熱管（58）の直管部（58a）は、一列に並んだ各フィン（57）を貫通しており、その軸方向がフィン（57）と実質的に直交している。Ｕ字管部（58b）は、隣接する直管部（58a）の端部同士を互いに接続している。

各吸着熱交換器（51,52）において、伝熱管（58）の直管部（58a）は、フィン（57）の長辺に沿った方向（段方向）と、フィン（57）の短辺に沿った方向（列方向）とに、互いに所定の間隔をおいて配置されている。また、隣り合う列の直管部（58a）は、段方向へ半ピッチだけずれた位置に設けられている。本実施形態の各吸着熱交換器（51,52）において、伝熱管（58）の直管部（58a）は、段方向に十六本ずつ配置され、列方向に四本ずつ配置されている。ただし、この直管部（58a）の本数は、単なる一例である。

各吸着熱交換器（51,52）では、伝熱管（58）によって四つの冷媒パス（80）が形成されている。なお、この冷媒パス（80）の数は、単なる一例である。各吸着熱交換器（51,52）において、四つの冷媒パス（80）は、フィン（57）の長辺に沿った方向（本実施形態では上下方向）に一列に配置されている。

各冷媒パス（80）は、四つの列部（81〜84）を備えている。各列部（81〜84）は、段方向に並んだ四本の直管部（58a）とそれらの端部を接続するＵ字管部（58b）とによって構成される。つまり、各冷媒パス（80）では、吸着熱交換器（51,52）の前側面（91）から後側面（92）へ向かって順に、第１列部（81）と、第２列部（82）と、第３列部（83）と、第４列部（84）とが配置されている。各冷媒パス（80）では、第１列部（81）の下端が液側端となり、第４列部（84）の下端がガス側端となっている。また、各冷媒パス（80）では、第１列部（81）の上端が第２列部（82）の上端と、第２列部（82）の下端が第３列部（83）の下端と、第３列部（83）の上端が第４列部（84）の上端と、それぞれＵ字管部（58b）を介して接続されている。

各吸着熱交換器（51,52）に形成された四つの冷媒パス（80）は、冷媒回路（50）において互いに並列となっている。具体的に、第１吸着熱交換器（51）に形成された各冷媒パス（80）は、それぞれの液側端が電子膨張弁（55）に接続され、それぞれのガス側端が四方切換弁（54）の第３のポートに接続されている。また、第２吸着熱交換器（52）に形成された各冷媒パス（80）は、それぞれの液側端が電子膨張弁（55）に接続され、それぞれのガス側端が四方切換弁（54）の第４のポートに接続されている。

−運転動作−
本実施形態の調湿装置（10）では、除湿運転と加湿運転とが行われる。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）を調湿してから供給空気（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。つまり、除湿運転中や加湿運転中の調湿装置（10）は、室内の換気を行っている。

〈除湿運転〉
除湿運転中の調湿装置（10）では、給気ファン（25）及び排気ファン（26）が運転される。給気ファン（25）を運転すると、室外空気（OA）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る。排気ファン（26）を運転すると、室内空気（RA）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。また、除湿運転中の調湿装置（10）では、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。

除湿運転時の第１動作について説明する。

この第１動作中の冷媒回路（50）では、図７(Ａ)に示すように、四方切換弁（54）が第１状態に設定される。この状態の冷媒回路（50）では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路（50）では、圧縮機（53）から吐出された冷媒が第１吸着熱交換器（51）、電子膨張弁（55）、第２吸着熱交換器（52）の順に通過する。そして、冷媒回路（50）では、第１吸着熱交換器（51）が凝縮器（即ち、放熱器）として機能し、第２吸着熱交換器（52）が蒸発器として機能する。

図５に示すように、この第１動作中には、第２ダンパ（62）、第３ダンパ（63）、第５ダンパ（65）、及び第８ダンパ（68）だけが開状態となり、残りのダンパ（61,64,66,67）が閉状態となる。

外気吸込口（24）から外気導入路（44）へ流入した第１空気（室外空気）は、第８ダンパ（68）を通って第２熱交換器室（48）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。その際、第１空気は、第２吸着熱交換器（52）の後側面（92）から前側面（91）へ向かって流れる。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。つまり、第２吸着熱交換器（52）では吸着動作が行われる。第２吸着熱交換器（52）で除湿された第１空気は、第２ダンパ（62）を通って外気供給路（41）へ流入し、給気口（21）を通って室内へ供給される。

一方、内気吸込口（23）から内気導入路（42）へ流入した第２空気（室内空気）は、第３ダンパ（63）を通って第１熱交換器室（47）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。その際、第２空気は、第１吸着熱交換器（51）の前側面（91）から後側面（92）へ向かって流れる。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。つまり、第１吸着熱交換器（51）では再生動作が行われる。第１吸着熱交換器（51）で水分を付与された第２空気は、第５ダンパ（65）を通って内気排出路（43）へ流入し、排気口（22）を通って室外へ排出される。

図７(Ａ)に示すように、この第１動作時の第１吸着熱交換器（51）では、その前側面（91）から後側面（92）へ向かって第２空気が通過する。また、この第１吸着熱交換器（51）の各冷媒パス（80）では、そのガス側端へ流入した冷媒が第４列部（84）と第３列部（83）と第２列部（82）と第１列部（81）とを順に通過し、その液側端から流出する。従って、除湿運転の第１動作中には、第１吸着熱交換器（51）における冷媒の流れと第２空気の流れの関係が、いわゆる対向流となる。

また、図７(Ａ)に示すように、この第１動作時の第２吸着熱交換器（52）では、その後側面（92）から前側面（91）へ向かって第１空気が通過する。また、この第２吸着熱交換器（52）の各冷媒パス（80）では、その液側端へ流入した冷媒が第１列部（81）と第２列部（82）と第３列部（83）と第４列部（84）とを順に通過し、そのガス側端から流出する。従って、除湿運転の第１動作中には、第２吸着熱交換器（52）における冷媒の流れと第１空気の流れの関係が、いわゆる対向流となる。

除湿運転時の第２動作について説明する。

この第２動作中の冷媒回路（50）では、図７(Ｂ)に示すように、四方切換弁（54）が第２状態に設定される。この状態の冷媒回路（50）では、冷媒が循環して冷凍サイクルが行われる。その際、冷媒回路（50）では、圧縮機（53）から吐出された冷媒が第２吸着熱交換器（52）、電子膨張弁（55）、第１吸着熱交換器（51）の順に通過し、第２吸着熱交換器（52）が凝縮器（即ち、放熱器）として機能し、第１吸着熱交換器（51）が蒸発器として機能する。

図６に示すように、この第２動作中には、第１ダンパ（61）、第４ダンパ（64）、第６ダンパ（66）、及び第７ダンパ（67）だけが開状態となり、残りのダンパ（62,63,65,68）が閉状態となる。

外気吸込口（24）から外気導入路（44）へ流入した第１空気（室外空気）は、第７ダンパ（67）を通って第１熱交換器室（47）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。その際、第１空気は、第１吸着熱交換器（51）の後側面（92）から前側面（91）へ向かって流れる。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。つまり、第１吸着熱交換器（51）では吸着動作が行われる。第１吸着熱交換器（51）で除湿された第１空気は、第１ダンパ（61）を通って外気供給路（41）へ流入し、給気口（21）を通って室内へ供給される。

一方、内気吸込口（23）から内気導入路（42）へ流入した第２空気（室内空気）は、第４ダンパ（64）を通って第２熱交換器室（48）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。その際、第２空気は、第２吸着熱交換器（52）の前側面（91）から後側面（92）へ向かって流れる。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。つまり、第２吸着熱交換器（52）では再生動作が行われる。第２吸着熱交換器（52）で水分を付与された第２空気は、第６ダンパ（66）を通って内気排出路（43）へ流入し、排気口（22）を通って室外へ排出される。

図７(Ｂ)に示すように、この第２動作時の第１吸着熱交換器（51）では、その後側面（92）から前側面（91）へ向かって第１空気が通過する。また、この第１吸着熱交換器（51）の各冷媒パス（80）では、その液側端へ流入した冷媒が第１列部（81）と第２列部（82）と第３列部（83）と第４列部（84）とを順に通過し、そのガス側端から流出する。従って、除湿運転の第２動作中には、第１吸着熱交換器（51）における冷媒の流れと第１空気の流れの関係が、いわゆる対向流となる。

また、図７(Ｂ)に示すように、この第２動作時の第２吸着熱交換器（52）では、その前側面（91）から後側面（92）へ向かって第２空気が通過する。また、この第２吸着熱交換器（52）の各冷媒パス（80）では、そのガス側端へ流入した冷媒が第４列部（84）と第３列部（83）と第２列部（82）と第１列部（81）とを順に通過し、その液側端から流出する。従って、除湿運転の第２動作中には、第２吸着熱交換器（52）における冷媒の流れと第２空気の流れの関係は、いわゆる対向流となる。

〈加湿運転〉
加湿運転中の調湿装置（10）では、給気ファン（25）及び排気ファン（26）が運転される。給気ファン（25）を運転すると、室外空気（OA）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る。排気ファン（26）を運転すると、室内空気（RA）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。また、加湿運転中の調湿装置（10）では、第１動作と第２動作とが所定の時間間隔（例えば３分間隔）で交互に繰り返される。

加湿運転時の第１動作について説明する。

この第１動作中の冷媒回路（50）では、図１０(Ａ)に示すように、四方切換弁（54）が第１状態に設定される。そして、この冷媒回路（50）では、除湿運転の第１動作中と同様に、第１吸着熱交換器（51）が凝縮器（即ち、放熱器）として機能し、第２吸着熱交換器（52）が蒸発器蒸発器として機能する。

図８に示すように、この第１動作中には、第１ダンパ（61）、第４ダンパ（64）、第６ダンパ（66）、及び第７ダンパ（67）だけが開状態となり、残りのダンパ（62,63,65,68）が閉状態となる。

内気吸込口（23）から内気導入路（42）へ流入した第１空気（室内空気）は、第４ダンパ（64）を通って第２熱交換器室（48）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。その際、第１空気は、第２吸着熱交換器（52）の前側面（91）から後側面（92）へ向かって流れる。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。つまり、第２吸着熱交換器（52）では吸着動作が行われる。第２吸着熱交換器（52）で水分を奪われた第１空気は、第６ダンパ（66）を通って内気排出路（43）へ流入し、排気口（22）を通って室外へ排出される。

一方、外気吸込口（24）から外気導入路（44）へ流入した第２空気（室外空気）は、第７ダンパ（67）を通って第１熱交換器室（47）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。その際、第２空気は、第１吸着熱交換器（51）の後側面（92）から前側面（91）へ向かって流れる。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。つまり、第１吸着熱交換器（51）では再生動作が行われる。第１吸着熱交換器（51）で加湿された第２空気は、第１ダンパ（61）を通って外気供給路（41）へ流入し、給気口（21）を通って室内へ供給される。

図１０(Ａ)に示すように、この第１動作時の第１吸着熱交換器（51）では、その後側面（92）から前側面（91）へ向かって第２空気が通過する。また、この第１吸着熱交換器（51）の各冷媒パス（80）では、そのガス側端へ流入した冷媒が第４列部（84）と第３列部（83）と第２列部（82）と第１列部（81）とを順に通過し、その液側端から流出する。従って、加湿運転の第１動作中には、第１吸着熱交換器（51）における冷媒の流れと第２空気の流れの関係が、いわゆる並行流となる。

また、図１０(Ａ)に示すように、この第１動作時の第２吸着熱交換器（52）では、その前側面（91）から後側面（92）へ向かって第１空気が通過する。また、この第２吸着熱交換器（52）の各冷媒パス（80）では、その液側端へ流入した冷媒が第１列部（81）と第２列部（82）と第３列部（83）と第４列部（84）とを順に通過し、そのガス側端から流出する。従って、加湿運転の第１動作中には、第２吸着熱交換器（52）における冷媒の流れと第１空気の流れの関係が、いわゆる並行流となる。

加湿運転時の第２動作について説明する。

この第２動作中の冷媒回路（50）では、図１０(Ｂ)に示すように、四方切換弁（54）が第２状態に設定される。そして、この冷媒回路（50）では、除湿運転の第２動作中と同様に、第２吸着熱交換器（52）が凝縮器（即ち、放熱器）として機能し、第１吸着熱交換器（51）が蒸発器として機能する。

図９に示すように、この第２動作中には、第２ダンパ（62）、第３ダンパ（63）、第５ダンパ（65）、及び第８ダンパ（68）が開状態となり、残りのダンパ（61,64,66,67）が閉状態となる。

内気吸込口（23）から内気導入路（42）へ流入した第１空気（室内空気）は、第３ダンパ（63）を通って第１熱交換器室（47）へ流入し、その後に第１吸着熱交換器（51）を通過する。その際、第１空気は、第１吸着熱交換器（51）の前側面（91）から後側面（92）へ向かって流れる。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。つまり、第１吸着熱交換器（51）では吸着動作が行われる。第１吸着熱交換器（51）で水分を奪われた第１空気は、第５ダンパ（65）を通って内気排出路（43）へ流入し、排気口（22）を通って室外へ排出される。

一方、外気吸込口（24）から外気導入路（44）へ流入した第２空気（室外空気）は、第８ダンパ（68）を通って第２熱交換器室（48）へ流入し、その後に第２吸着熱交換器（52）を通過する。その際、第２空気は、第２吸着熱交換器（52）の後側面（92）から前側面（91）へ向かって流れる。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。つまり、第２吸着熱交換器（52）では再生動作が行われる。第２吸着熱交換器（52）で加湿された第２空気は、第２ダンパ（62）を通って外気供給路（41）へ流入し、給気口（21）を通って室内へ供給される。

図１０(Ｂ)に示すように、この第２動作時の第１吸着熱交換器（51）では、その前側面（91）から後側面（92）へ向かって第１空気が通過する。また、この第１吸着熱交換器（51）の各冷媒パス（80）では、その液側端へ流入した冷媒が第１列部（81）と第２列部（82）と第３列部（83）と第４列部（84）とを順に通過し、そのガス側端から流出する。従って、加湿運転の第２動作中には、第１吸着熱交換器（51）における冷媒の流れと第１空気の流れの関係が、いわゆる並行流となる。

また、図１０(Ｂ)に示すように、この第２動作時の第２吸着熱交換器（52）では、その後側面（92）から前側面（91）へ向かって第２空気が通過する。また、この第２吸着熱交換器（52）の各冷媒パス（80）では、そのガス側端へ流入した冷媒が第４列部（84）と第３列部（83）と第２列部（82）と第１列部（81）とを順に通過し、その液側端から流出する。従って、加湿運転の第２動作中には、第２吸着熱交換器（52）における冷媒の流れと第２空気の流れの関係は、いわゆる並行流となる。

−吸着熱交換器における空気の通過方向−
図７及び図１０に示すように、各吸着熱交換器（51,52）では、それが蒸発器として機能するときの空気の通過方向と、それが凝縮器として機能するときの空気の通過方向とが、互いに逆方向となっている。このため、本実施形態の調湿装置（10）では、再生動作の終了時点で吸着熱交換器（51,52）に残存する水分の量を低く抑えることができる。ここでは、上記の効果が得られる理由を、図１１を参照しながら説明する。

蒸発器として機能する吸着熱交換器（51,52）は、第１空気に含まれる水分を吸着する。第１空気に含まれる水分は、吸着熱交換器（51,52）を通過する過程で次第に減少してゆく。従って、吸着熱交換器（51,52）のフィン（57）は、第１空気の上流寄りの部分（図１１における右寄りの部分）が水分保有量の多い第１空気と接触し、第１空気の下流寄りの部分（図１１における左側）が水分保有量の少ない第１空気と接触する。また、調湿装置（10）では、第１動作と第２動作が比較的短い時間間隔で相互に切り換わる。このため、図１１(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、第１動作または第２動作が終了した時点において、蒸発器として機能する吸着熱交換器（51,52）のフィン（57）に吸着された水分の量（即ち、吸着層の含水量）は、第１空気の上流寄りの部分において最も高くなり、第１空気の下流側へ向かって次第に低くなる。

第１動作と第２動作の一方から他方へ切り換わると、これまで蒸発器として機能していた吸着熱交換器（51,52）は、凝縮器として機能し始める。また、吸着熱交換器（51,52）が蒸発器から凝縮器へ切り換わると、吸着熱交換器（51,52）を通過する空気が第１空気から第２空気に切り換わる。

先ず、吸着熱交換器（51,52）において第１空気と第２空気が同じ方向へ流れる場合について、図１１(Ｂ)を参照しながら説明する。第２空気に含まれる水分は、吸着熱交換器（51,52）を通過する過程で次第に増加してゆく。従って、吸着熱交換器（51,52）のフィン（57）は、第２空気の上流寄りの部分（同図における右寄りの部分）が水分保有量の少ない第２空気と接触し、第２空気の下流寄りの部分（同図における左寄りの部分）が水分保有量の多い第２空気と接触する。

上述したように、蒸発器から凝縮器へ切り換わった吸着熱交換器（51,52）では、フィン（57）の含水量が、第１空気の上流寄りの部分において最も高くなり、第１空気の下流側へ向かって次第に低くなる。従って、第１空気と第２空気が吸着熱交換器（51,52）を同じ方向へ通過する場合は、水分保有量の少ない第２空気が、フィン（57）のうち含水量が多くて水分が脱離し易い部分（図１１(Ｂ)における右寄りの部分）と接触する。このため、フィン（57）のうち含水量が多い部分からは、比較的多量の水分が脱離してゆく。一方、この場合は、水分保有量の多い第２空気が、フィン（57）のうち含水量が少なくて水分が脱離し難い部分（図１１(Ｂ)における左寄りの部分）と接触する。このため、フィン（57）のうち含水量が少ない部分からは、水分が殆ど脱離してゆかない。

このように、吸着熱交換器（51,52）において第１空気と第２空気が同じ方向へ流れる場合には、フィン（57）のうち第２空気の下流寄りの部分（図１１(Ｂ)における左寄りの部分）を充分に再生することができない。このため、吸着熱交換器（51,52）が再び凝縮器から蒸発器へ切り換わった後において、吸着熱交換器（51,52）に吸着される水分の量が少なくなってしまう。

次に、吸着熱交換器（51,52）において第１空気と第２空気が逆方向へ流れる場合（即ち、本実施形態の場合）について、図１１(Ａ)を参照しながら説明する。第２空気に含まれる水分は、吸着熱交換器（51,52）を通過する過程で次第に増加してゆく。従って、吸着熱交換器（51,52）のフィン（57）は、第２空気の上流寄りの部分（同図における左寄りの部分）が水分保有量の少ない第２空気と接触し、第２空気の下流寄りの部分（同図における右寄りの部分）が水分保有量の多い第２空気と接触する。

上述したように、蒸発器から凝縮器へ切り換わった吸着熱交換器（51,52）では、フィン（57）の含水量が、第１空気の上流寄りの部分において最も高くなり、第１空気の下流側へ向かって次第に低くなる。従って、第１空気と第２空気が吸着熱交換器（51,52）を逆方向へ通過する場合は、水分保有量の少ない第２空気が、フィン（57）のうち含水量が少なくて水分が脱離し難い部分（図１１(Ａ)の左寄りの部分）と接触する。このため、フィン（57）のうち含水量の低い部分からも、水分を脱離させることができる。一方、この場合は、水分保有量の多い第２空気が、フィン（57）のうち含水量が多くて水分が脱離し易い部分（図１１(Ｂ)における右寄りの部分）と接触する。このため、フィン（57）のうち水分保有量の多い第２空気と接触する部分からも、水分を脱離させることができる。

このように、吸着熱交換器（51,52）において第１空気と第２空気が逆方向へ流れる本実施形態の場合には、フィン（57）の全体を充分に再生することができる。このため、吸着熱交換器（51,52）が再び凝縮器から蒸発器へ切り換わった後において、吸着熱交換器（51,52）に吸着される水分の量を、吸着熱交換器（51,52）において第１空気と第２空気が同じ方向へ流れる場合に比べて増大させることができる。

−加湿運転時に蒸発器として機能する吸着熱交換器−
加湿運転を行う調湿装置（10）において、第１動作中には第２吸着熱交換器（52）が蒸発器として機能して第１空気中の水分を吸着し、第２動作中には第１吸着熱交換器（51）が蒸発器として機能して第１空気中の水分を吸着する。また、第１動作時の第２吸着熱交換器（52）と、第２動作時の第１吸着熱交換器（51）とでは、冷媒の流れと第１空気の流れの関係がいわゆる並行流となる。このため、本実施形態の調湿装置（10）では、吸着動作中に吸着熱交換器（51,52）が吸着する水分の量を増大させることができる。ここでは、上記の効果が得られる理由を、図１２を参照しながら説明する。

上述したように、加湿運転を行う調湿装置（10）では、第１運転と第２運転が比較的短い時間間隔で相互に切り換わる。従って、冷媒回路（50）の各吸着熱交換器（51,52）は、比較的短い時間間隔で蒸発器として機能する状態と凝縮器として機能する状態とに切り換わる。このため、図１２(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、蒸発器として機能する吸着熱交換器（51,52）の各冷媒パス（80）では、その概ね前半部分を流れる冷媒は気液二相状態であるが、残りの後半部分を流れる冷媒は実質的にガス単相状態となる。

先ず、蒸発器として機能する吸着熱交換器（51,52）での冷媒の流れと第１空気の流れの関係がいわゆる対向流となっている場合について、図１２(Ｂ)を参照しながら説明する。

第１空気が吸着熱交換器（51,52）のフィン（57）と接触すると、第１空気中の水分がフィン（57）表面の吸着層に吸着され、その際に吸着熱が発生する。ところが、フィン（57）における第１空気の上流寄りの部分（図１２(Ｂ)における右寄りの部分）に位置する冷媒パス（80）では、実質的にガス単相状態の冷媒が流れている。このため、冷媒パス（80）を流れる冷媒が吸着熱を充分に吸収しきれず、第１空気の温度が吸着熱によって次第に上昇する。その後、第１空気は、冷媒パス（80）のうち気液二相状態の冷媒が流れる部分に到達し、冷媒パス（80）を流れる冷媒によって冷却され、その温度が次第に低下する。

第１空気の温度が上昇すると、第１空気中の水分がフィン（57）の吸着層に吸着されにくくなる。従って、この場合は、フィン（57）のうち第１空気の下流寄りの部分（図１２(Ｂ)における左寄りの部分）では、ある程度の量の水分を吸着層に吸着させることができるが、フィン（57）のうち第１空気の上流寄りの部分（図１２(Ｂ)における右寄りの部分）では、吸着層に充分な量の水分を吸着させることができない。

次に、蒸発器として機能する吸着熱交換器（51,52）での冷媒の流れと第１空気の流れの関係がいわゆる並行流となっている場合（即ち、本実施形態の場合）について、図１２(Ａ)を参照しながら説明する。

第１空気が吸着熱交換器（51,52）のフィン（57）と接触すると、第１空気中の水分がフィン（57）表面の吸着層に吸着され、その際に吸着熱が発生する。一方、フィン（57）における第１空気の上流寄りの部分（図１２(Ａ)における左寄りの部分）に位置する冷媒パス（80）では、気液二相状態の冷媒が流れている。このため、発生した吸収熱は冷媒に吸収され、更に第１空気の温度が次第に低下してゆく。その後、第１空気は、冷媒パス（80）のうち実質的にガス単相状態の冷媒が流れる部分に到達するが、その時点で第１空気の温度は充分に低くなっている。この部分を第１空気が流れる間にも吸着熱が発生するが、この吸着熱のうちガス単相状態の冷媒に吸収される分は僅かであるため、第１空気の温度が吸着熱によって次第に上昇する。しかし、第１空気の温度は、冷媒パス（80）のうち実質的にガス単相状態の冷媒が流れる部分に到達までに充分低くなっている。従って、フィン（57）のうち第１空気の下流寄りの部分（図１２(Ａ)における右寄りの部分）と接触する第１空気の温度は、比較的低く抑えられる。

このように、蒸発器として機能する吸着熱交換器（51,52）での冷媒の流れと第１空気の流れの関係がいわゆる並行流となっている場合は、フィン（57）のほぼ全域において第１空気の温度を比較的低く抑えることができ、フィン（57）のほぼ全域において吸着層が吸着する水分の量を充分に確保することができる。

加湿運転中の調湿装置（10）では、蒸発器として機能する間に水分を吸着した吸着熱交換器（51,52）が凝縮器に切り換わり、この凝縮器に切り換わった吸着熱交換器（51,52）によって、室内へ供給される室外空気が加湿される。そして、蒸発器として機能する間に吸着熱交換器（51,52）が吸着した水分の量が多ければ、その吸着熱交換器（51,52）が凝縮器に切り換わった後に放出する水分の量も多くなる。従って、蒸発器として機能する吸着熱交換器（51,52）での冷媒の流れと第１空気の流れの関係をいわゆる並行流にすれば、調湿装置（10）の加湿能力を増大させることができる。

−加湿運転時に凝縮器として機能する吸着熱交換器−
調湿装置（10）の加湿運転は、室外空気が低温で乾燥している冬季に行われるのが通常である。そして、室外空気がかなりの低温（例えば−５℃程度）である状態で加湿運転を行うと、凝縮器として機能する吸着熱交換器（51,52）で空気中の水分が凝縮して凍結し、それに起因してフィン（57）から吸着剤が剥離するおそれがある。

しかし、本実施形態の調湿装置（10）では、加湿運転時に凝縮器として機能する吸着熱交換器（51,52）における冷媒の流れと第２空気の流れの関係が、いわゆる並行流となっている。このため、本実施形態の調湿装置（10）では、凝縮器として機能する吸着熱交換器（51,52）で空気中の水分が凝縮して凍結することは無い。ここでは、その理由について、図１３を参照しながら説明する。なお、以下の説明と図１３に示した冷媒と空気の温度は、単なる一例である。

先ず、凝縮器として機能する吸着熱交換器（51,52）での冷媒の流れと第２空気の流れの関係がいわゆる対向流となっている場合について、図１３(Ｂ)を参照しながら説明する。

凝縮器として機能する吸着熱交換器（51,52）では、冷媒パス（80）へ流入して間もない高温の冷媒と既に温度が上昇した第２空気とが熱交換し、既に温度が低下した冷媒と吸着熱交換器（51,52）へ流入して間もない低温の第２空気とが熱交換する。そして、この吸着熱交換器（51,52）では、冷媒の温度が４５℃から２℃へ低下する一方、第２空気の温度が−５℃から２８度へ上昇する。

冷媒の流れと第２空気の流れの関係がいわゆる対向流となっている場合、吸着熱交換器（51,52）における第２空気の上流寄りの部分では、その部分を流れる第２空気と冷媒の両方が比較的低温となる。このため、吸着熱交換器（51,52）における第２空気の上流寄りの部分では、フィン（57）の表面温度が氷点下となり、フィン（57）の表面で第２空気中の水分が凝縮して凍結する。

次に、凝縮器として機能する吸着熱交換器（51,52）での冷媒の流れと第２空気の流れの関係がいわゆる並行流となっている場合（即ち、本実施形態の場合）について、図１３(Ａ)を参照しながら説明する。

凝縮器として機能する吸着熱交換器（51,52）では、冷媒パス（80）へ流入して間もない高温の冷媒と吸着熱交換器（51,52）へ流入して間もない低温の第２空気とが熱交換し、既に温度が低下した冷媒と既に温度が上昇した第２空気とが熱交換する。そして、この吸着熱交換器（51,52）では、冷媒の温度が４５℃から２９℃へ低下する一方、第２空気の温度が−５℃から２７度へ上昇する。

冷媒の流れと第２空気の流れの関係がいわゆる並行流となっている場合、吸着熱交換器（51,52）における第２空気の上流寄りの部分では、その部分を流れる第２空気の温度は低いが、その部分を流れる冷媒の温度は比較的高くなる。また、この場合、吸着熱交換器（51,52）における第２空気の下流寄りの部分では、第２空気の温度と冷媒の温度がそれ程低くならない。このため、吸着熱交換器（51,52）では、その全域においてフィン（57）の表面温度が０℃以上に保たれ、フィン（57）の表面で第２空気中の水分が凍結することはない。

−実施形態の効果−
加湿運転中の本実施形態の調湿装置（10）では、各吸着熱交換器（51,52）における空気の流れと冷媒の流れの関係が並行流となっている。このため、室外空気の温度がかなりの低温（例えば−５℃程度）であっても、凝縮器として機能する吸着熱交換器（51,52）のフィン（57）の温度が０℃以上に保たれる。従って、本実施形態によれば、加湿運転時における吸着熱交換器（51,52）での水の凍結を未然に防ぐことができ、水の凍結に起因する吸着熱交換器（51,52）からの吸着剤の剥離を防ぐことができる。

また、除湿運転中の本実施形態の調湿装置（10）では、各吸着熱交換器（51,52）における空気の流れと冷媒の流れの関係が対向流となっている。調湿装置（10）の除湿運転は、通常は室外や室内の気温が比較的高い時期に行われるのが通常である。このため、除湿運転中には、吸着熱交換器（51,52）の表面で水が凍結することはない。従って、本実施形態によれば、各吸着熱交換器（51,52）での空気の流れと冷媒の流れの関係が対向流とすることで、吸着熱交換器（51,52）の熱交換性能を充分に発揮させることができる。

なお、上記の実施形態および変形例は、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、吸着剤を担持した吸着熱交換器を用いて空気の湿度を調節する調湿装置について有用である。

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

Claims (3)

1. それぞれが吸着剤を担持する第１及び第２の吸着熱交換器（51,52）が設けられて冷凍サイクルを行う冷媒回路（50）を備え、
   上記第１の吸着熱交換器（51）が放熱器となって空気を加湿し且つ上記第２の吸着熱交換器（52）が蒸発器となって空気を除湿する第１動作と、上記第２の吸着熱交換器（52）が放熱器となって空気を加湿し且つ上記第１の吸着熱交換器（51）が蒸発器となって空気を除湿する第２動作とを交互に繰り返し行い、
   放熱器となっている上記吸着熱交換器（51,52）を通過する間に加湿された空気と、蒸発器となっている上記吸着熱交換器（51,52）を通過する間に除湿された空気の一方を室内へ供給して他方を室外へ排出する調湿装置であって、
   除湿された室外空気を室内へ供給して加湿された室内空気を室外へ排出する除湿運転時において、上記各吸着熱交換器（51,52）では、空気が冷媒の流出側から流入側へ向かって流れ、
   加湿された室外空気を室内へ供給して除湿された室内空気を室外へ排出する加湿運転時において、上記各吸着熱交換器（51,52）では、空気が冷媒の流入側から流出側へ向かって流れる
   ことを特徴とする調湿装置。
2. 請求項１において、
   上記各吸着熱交換器（51,52）では、
   該吸着熱交換器（51,52）が除湿運転中に放熱器となっているときの空気の通過方向と、該吸着熱交換器（51,52）が除湿運転中に蒸発器となっているときの空気の通過方向とが互いに逆向きになり、
   該吸着熱交換器（51,52）が加湿運転中に放熱器となっているときの空気の通過方向と、該吸着熱交換器（51,52）が加湿運転中に蒸発器となっているときの空気の通過方向とが互いに逆向きになっている
   ことを特徴とする調湿装置。
3. 請求項１又は２において、
   上記冷媒回路（50）には、上記第１動作と上記第２動作が相互に切り換わるように冷媒の流通方向を変更する四方切換弁（54）が一つだけ設けられている
   ことを特徴とする調湿装置。

Images