JP6135130B2 - 調湿装置 - Google Patents
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Description
実施形態1の調湿装置(10)は、液体吸収剤を用いて室内の調湿を行う。また、調湿装置(10)は、室外空気(OA)を取り込み、この空気を供給空気(SA)として室内へ供給する同時に、室内空気(RA)を取り込み、この空気を排出空気(EA)として室外へ排出する。
図1に示すように、本実施形態の調湿装置(10)は、ケーシング(20)を備えている。ケーシング(20)には、給気ファン(27)及び排気ファン(28)と、液膜式の調湿用モジュールである前段給気側モジュール(40a)、後段給気側モジュール(140a)及び排気側モジュール(40b)が収容されている。
図1に示すように、ケーシング(20)は、直方体の箱状に形成されている。ケーシング(20)では、その一方の端面に外気吸込口(21)と排気口(24)とが形成され、その他方の端面に内気吸込口(23)と給気口(22)とが形成されている。ケーシング(20)の内部空間は、給気通路(25)と排気通路(26)に仕切られている。給気通路(25)は、外気吸込口(21)及び給気口(22)に連通している。給気通路(25)には、給気ファン(27)と、前段給気側モジュール(40a)及び後段給気側モジュール(140a)とが配置されている。一方、排気通路(26)は、内気吸込口(23)及び排気口(24)に連通している。排気通路(26)には、排気ファン(28)と排気側モジュール(40b)とが配置されている。
前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)と、排気側モジュール(40b)とは、液体吸収剤を用いて空気を調湿する調湿用モジュールである。各モジュール(40a,140a,40b)は、図2及び図3に示すように、複数の内側部材(60)と外側ケース(50)と伝熱部材(46a,46b)とを備えている。
調湿装置(10)は、図4に示すように、冷媒回路(35)を備えている。冷媒回路(35)は、二段圧縮機である圧縮機(36)と、前段膨張弁(38)と、前段給気側モジュール(40a)の伝熱部材(46a)と、後段膨張弁(138)と、後段給気側モジュール(140a)の伝熱部材(146a)と、排気側モジュール(40b)の伝熱部材(46b)とが接続された閉回路である。
図4に示すように、吸収剤回路(30)は、排気側モジュール(40b)内の吸収剤通路(41)(排気側流路(41b))と、前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)内の吸収剤通路(41)(前段及び後段の給気側流路(41a,141a))とが接続される閉回路である。吸収剤回路(30)には、1つのポンプ(12)が接続されている。ポンプ(12)は、吸収剤回路(30)の液体吸収剤を搬送するポンプ機構である。ポンプ(12)は、液体吸収剤の流量を調節可能な可変容量式のポンプで構成される。吸収剤回路(30)において、給気側流路(41a,141a)が吸湿路を構成し、排気側流路(41b)が放湿路を構成する。
本実施形態の調湿装置(10)は、運転を制御するためのコントローラー(100)を備える。詳細は後述するが、コントローラー(100)は、設定された目標湿度から前段給気側モジュール(40a)及び後段給気側モジュール(140a)における液体吸収剤の温度、蒸発温度等を算出する算出部(101)と、算出部(101)による算出結果に基づいて、圧縮機(36)の出力、膨張弁(38,138)の開度等を制御する運転制御部(102)を備える。また、コントローラー(100)は、ポンプ(12)等の制御も行なう。コントローラー(100)の動作のために、調湿装置(10)は、湿度センサー、温度センサー等(図示は省略する)を備えていても良い。
次に、調湿装置(10)によって室内を除湿する運転動作について説明する。
次に、前段給気側モジュール(40a)及び後段の給気側モジュール(140a)における液体吸収剤の温度設定等、調湿装置(10)の運転状態の制御について説明する。
以上に説明した通り、実施形態1の調湿装置(10)によると、前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)に順に室外空気を通過させると共に、両モジュールにおける液体吸収剤の温度を調整することにより、結露を防ぎながら除湿を行なうことができる。
続いて、実施形態2の調湿装置(10)について説明する。実施形態2の調湿装置(10)は、図7に示すように、前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)に対して個別の冷媒回路を用いる点において、実施形態1の調湿装置(10)と相違する。以下、実施形態1の調湿装置(10)と同じ構成要素については同じ符号を付し、また、相違点を中心に説明する。
前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)については、実施形態1と同様である。
本実施形態の調湿装置(10)は、図7に示すように、第1冷媒回路(35)と第2冷媒回路(135)とを備えている。第1冷媒回路(35)は、第1圧縮機(36)と、排気側モジュール(40b)の第1伝熱部材(46b)と、前段膨張弁(38)と、前段給気側モジュール(40a)の伝熱部材(46a)とが接続された閉回路であり、この順に冷媒が循環する。また、第2冷媒回路(135)は、第2圧縮機(136)と、排気側モジュール(40b)の第2伝熱部材(146b)と、後段膨張弁(138)と、後段給気側モジュール(140a)の伝熱部材(146a)とが接続された閉回路であり、この順に冷媒が循環する。尚、本実施形態において、第1圧縮機(36)及び第2圧縮機(136)は、いずれも一段の圧縮機である。
本実施形態の調湿装置(10)は、図7に示す吸収剤回路(30)を有する。これは、図4に示す実施形態1の吸収剤回路(30)と同じ構成である。つまり、排気側モジュール(40b)と、前段給気側モジュール(40a)と、後段給気側モジュール(140a)とが接続され、ポンプ(12)によって液体吸収剤が循環されている。前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)は並列に接続されている。ポンプ(12)から吐出された液体吸収剤は、排気側モジュール(40b)の排気側流路(41b)を通過した後、前段給気側モジュール(40a)の前段給気側流路(41a)及び後段給気側モジュール(140a)の後段給気側流路(141a)に分かれてそれぞれを通過し、ポンプ(12)に戻る。
本実施形態の調湿装置(10)の運転動作は、第1及び第2の冷媒回路(35,135)によって各伝熱部材(46a,146a,46b,146b)の加熱及び冷却を行なう点の他は、実施形態1の場合と同様である。
以上に説明した通り、実施形態2の調湿装置(10)によると、前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)に順に室外空気を通過させると共に、両モジュールにおける液体吸収剤の温度を調整することにより、結露を防ぎながら除湿を行なうことができる。
続いて、実施形態3の調湿装置(10)について説明する。本実施形態の調湿装置(10)では、前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)が吸収剤回路(30)において直列に接続されている。
本実施形態における前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)と、排気側モジュール(40b)とについては、いずれも実施形態1と同様であり、伝熱部材(46a,146a,46b)の周囲に、液体吸収剤が流れる吸収剤通路(41a,141a,41b)が形成されている。
本実施形態の調湿装置(10)が備える冷媒回路(35)については、実施形態1と同様である。つまり、冷媒回路(10)は、二段圧縮機である圧縮機(36)と、前段膨張弁(38)と、前段給気側モジュール(40a)の伝熱部材(46a)と、後段膨張弁(138)と、後段給気側モジュール(140a)の伝熱部材(146a)と、排気側モジュール(40b)の伝熱部材(46b)とが接続された閉回路である。排気側の伝熱部材(46b)を出た冷媒は、前段給気側モジュール(40a)の側と後段給気側モジュール(140a)の側と分かれてそれぞれを通過した後、圧縮機(36)に戻る。
実施形態1及び2の場合、図4及び図7に示す通り、前段及び後段の調湿用モジュール(40a,140a)は、吸収剤回路(30)において互いに並列に接続されている。従って、排気側モジュール(40b)を出て溶液熱交換器(90)を通過した液体吸収剤は、前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)に分かれて別々に流入及び通過した後、再び合流してポンプ(12)に戻る。
本実施形態の調湿装置(10)の運転動作について、吸収剤回路(10)の構成及びそれによる液体吸収剤の流れが異なる点の他は、実施形態1の場合と同様である。
以上のように、実施形態3の調湿装置(10)によると、前段及び後段の給気側モジュール(40a,140a)に順に室外空気を通過させると共に、両モジュールにおける液体吸収剤の温度を調整することにより、結露を避けながら除湿を行なうことができる。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
30 吸収剤回路
40a 前段給気側モジュール(第1の吸湿側モジュール)
40b 排気側モジュール(放湿側モジュール)
46a 伝熱部材(加熱機構、冷却機構)
100 コントローラー(温度調節部)
140a 後段給気側モジュール(第2の吸湿側モジュール)
146a 伝熱部材(加熱機構、冷却機構)
Claims (4)
- 液体吸収剤が充填されて該液体吸収剤が循環する閉回路に構成されると共に、前記液体吸収剤が空気から吸湿する第1の吸湿側モジュール(40a)及び第2の吸湿側モジュール(140a)と、前記液体吸収剤が空気へ放湿する放湿側モジュール(40b)とが接続される吸収剤回路(30)と、前記第1及び第2の吸湿側モジュール(40a,140a)の液体吸収剤を冷却する冷却機構(46a,146a)及び前記放湿側モジュール(40b)の液体吸収剤を加熱する加熱機構(46b,146b)とを備え、
前記第1及び第2の吸湿側モジュール(40a,140a)は、前記第1の吸湿側モジュール(40a)から流出する空気が第2の吸湿側モジュール(140a)に供給されるように配置され、
前記第1の吸湿側モジュール(40a)における前記液体吸収剤の温度が、前記第2の吸湿側モジュール(140a)における前記液体吸収剤の温度よりも高くなるように前記冷却機構(46a,146a)を制御する温度調節部(100)を備え、
前記温度調節部(100)は、前記第2の吸湿側モジュール(140a)における前記液体吸収剤の温度を、前記第2の吸湿側モジュール(140a)に供給される空気の露点温度よりも高くなるように調整することを特徴とする調湿装置。 - 請求項1において、
前記温度調節部(100)は、前記第2の吸湿側モジュール(140a)における前記液体吸収剤の温度を、目標湿度に対応する温度に調整すると共に、前記第1の吸湿側モジュール(40a)における前記液体吸収剤の温度を、前記第2の吸湿側モジュール(140a)における前記液体吸収剤の温度に基づいて調整することを特徴とする調湿装置。 - 請求項1又は2において、
前記第1及び第2の吸湿側モジュール(40a,140a)は、前記吸収剤回路において互いに並列に接続されていることを特徴とする調湿装置。 - 請求項1又は2において、
前記第1及び第2の吸湿側モジュール(40a,140a)は、前記吸収剤回路において直列に接続されていることを特徴とする調湿装置。
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