JP6926611B2 - Humidity control unit and air conditioner using it - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和機に用いられる調湿ユニットに関する。 The present invention relates to a humidity control unit used in an air conditioner.

近年、無給水加湿機能を備えた空気調和機が広く普及するようになった。例えば、特許文献１（特開２０１３−２２８１８２号公報）に開示されている加湿ユニットでは、デシカントロータ（吸着部材）に空気中の水分を吸着させ、その水分を、加熱用熱交換器で加熱された空気に晒すことによって放出させている。 In recent years, air conditioners equipped with a non-water supply humidification function have become widespread. For example, in the humidification unit disclosed in Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-228182), moisture in the air is adsorbed on a desiccant rotor (adsorption member), and the moisture is heated by a heat exchanger for heating. It is released by exposing it to the air.

熱交換器を空気の加熱源として採用する場合、冷媒の流し方次第で吸着部材の水分放出性に違いが生じる。すなわち、高い温度の空気があたる部分とそれよりも低い温度の空気が当たる部分ができ、部分によって水分の放出量が異なる。しかしながら、この点について、上記引用文献１には何ら言及されていない。 When a heat exchanger is used as a heating source for air, the water release property of the adsorption member differs depending on how the refrigerant flows. That is, a portion exposed to high temperature air and a portion exposed to lower temperature air are formed, and the amount of moisture released differs depending on the portion. However, this point is not mentioned in the above-mentioned Cited Document 1.

本発明の課題は、熱交換器を空気の加熱源として用いる調湿ユニットにおいて、効率的に加湿を行うことができる調湿ユニットを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a humidity control unit capable of efficiently humidifying in a humidity control unit using a heat exchanger as a heating source of air.

本発明の第１観点に係る調湿ユニットは、吸着部材と、熱交換器とを備えている。吸着部材は、回転可能に保持され、水分吸着エリアと水分放出エリアとを有している。水分吸着エリアは、空気中の水分を吸着する。水分放出エリアは、加熱されることによって水分を放出する。熱交換器は、水分放出エリアと対峙する。また、熱交換器は、内部を流れるガス状態の冷媒又は液ガス二相の状態の冷媒によって、水分放出エリアを加熱するための高温空気を生成する。熱交換器の冷媒入口は、水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向下流側と対峙する。熱交換器の冷媒出口は、水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向上流側と対峙する。 The humidity control unit according to the first aspect of the present invention includes an adsorption member and a heat exchanger. The adsorption member is rotatably held and has a moisture adsorption area and a moisture release area. The moisture adsorption area adsorbs moisture in the air. The moisture release area releases moisture by being heated. The heat exchanger faces the moisture release area. Further, the heat exchanger generates high-temperature air for heating the moisture release area by the refrigerant in the gas state or the refrigerant in the liquid gas two-phase state flowing inside. The refrigerant inlet of the heat exchanger faces the downstream side of the adsorption member in the rotational direction in the moisture release area. The refrigerant outlet of the heat exchanger faces the upstream side of the adsorption member in the rotational direction in the moisture release area.

この調湿ユニットでは、熱交換器の冷媒入口が水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向下流側と対峙し、熱交換器の冷媒出口が水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向上流側と対峙するので、水分放出エリアの回転方向における下流域側から高温空気となる。そのため、熱交換器を通過した高温空気の高い方から低い方の温度勾配が回転方向と対向する状態となり、吸着部材の水分放出量の分布が改善され、効率的に加湿が行われる。 In this humidity control unit, the refrigerant inlet of the heat exchanger faces the downstream side in the rotation direction of the adsorption member in the moisture release area, and the refrigerant outlet of the heat exchanger faces the upstream side in the rotation direction of the adsorption member in the moisture release area. , High temperature air is generated from the downstream side in the rotation direction of the moisture release area. Therefore, the temperature gradient from the higher side to the lower side of the high-temperature air that has passed through the heat exchanger is in a state of facing the rotation direction, the distribution of the amount of water released from the adsorbing member is improved, and humidification is efficiently performed.

本発明の第２観点に係る調湿ユニットは、第１観点に係る調湿ユニットであって、熱交換器が、冷媒が流れる複数のパスを有している。パスそれぞれの入口は、水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向下流側と対峙する。パスぞれぞれの出口は、水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向上流側と対峙する。 The humidity control unit according to the second aspect of the present invention is the humidity control unit according to the first aspect, and the heat exchanger has a plurality of paths through which the refrigerant flows. The entrance of each path faces the downstream side of the adsorption member in the rotational direction in the water release area. The outlets of each path face the upstream side of the adsorption member in the rotational direction in the moisture release area.

本発明の第３観点に係る調湿ユニットは、第１観点に係る調湿ユニットであって、熱交換器と水分放出エリアとの最短距離が２０〜３０ｍｍの範囲内である。 The humidity control unit according to the third aspect of the present invention is the humidity control unit according to the first aspect, and the shortest distance between the heat exchanger and the moisture release area is within the range of 20 to 30 mm.

この調湿ユニットでは、熱交換器と水分放出エリアとの距離を２０〜３０ｍｍの範囲内に近づけることによって、熱交換器の冷媒の流し方次第で変化する熱交換器の温度分布をそのまま水分放出エリアに反映できるので、水分放出量の分布を冷媒の流し方でコントロールすることができる。 In this humidity control unit, by bringing the distance between the heat exchanger and the moisture release area within the range of 20 to 30 mm, the temperature distribution of the heat exchanger, which changes depending on how the refrigerant flows in the heat exchanger, is released as it is. Since it can be reflected in the area, the distribution of the amount of water released can be controlled by the way the refrigerant flows.

本発明の第４観点に係る調湿ユニットは、第１観点から第３観点のいずれか１つに係る調湿ユニットであって、熱交換器が、圧縮工程を経て過熱蒸気となった冷媒が熱交換器の冷媒入口に至るまでの区間の一部を、熱交換器の有効熱交換領域として機能させる。 The humidity control unit according to the fourth aspect of the present invention is a humidity control unit according to any one of the first to third aspects, and the heat exchanger contains a refrigerant that has become superheated steam through a compression step. A part of the section leading to the refrigerant inlet of the heat exchanger functions as an effective heat exchange region of the heat exchanger.

本発明の第５観点に係る空気調和機は、第１観点から第４観点のいずれか１つに係る調湿ユニットを備えている。 The air conditioner according to the fifth aspect of the present invention includes a humidity control unit according to any one of the first to fourth aspects.

本発明の第１観点又は第２観点に係る調湿ユニットでは、熱交換器の冷媒入口が水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向下流側と対峙し、熱交換器の冷媒出口が水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向上流側と対峙するので、水分放出エリアの回転方向における下流域側から高温空気となる。そのため、熱交換器を通過した高温空気の高い方から低い方の温度勾配が回転方向と対向する状態となり、吸着部材の水分放出量の分布が改善され、効率的に加湿が行われる。 In the humidity control unit according to the first aspect or the second aspect of the present invention, the refrigerant inlet of the heat exchanger faces the downstream side in the rotation direction of the adsorption member in the moisture release area, and the refrigerant outlet of the heat exchanger is in the moisture release area. Since it faces the upstream side in the rotation direction of the suction member, the high temperature air is generated from the downstream side in the rotation direction of the moisture release area. Therefore, the temperature gradient from the higher side to the lower side of the high-temperature air that has passed through the heat exchanger is in a state of facing the rotation direction, the distribution of the amount of water released from the adsorbing member is improved, and humidification is efficiently performed.

本発明の第３観点に係る調湿ユニットでは、熱交換器と水分放出エリアとの距離を２０〜３０ｍｍの範囲内に近づけることによって、熱交換器の冷媒の流し方次第で変化する熱交換器の温度分布をそのまま水分放出エリアに反映できるので、水分放出量の分布を冷媒の流し方でコントロールすることができる。 In the humidity control unit according to the third aspect of the present invention, the heat exchanger changes depending on how the refrigerant flows in the heat exchanger by bringing the distance between the heat exchanger and the moisture release area within the range of 20 to 30 mm. Since the temperature distribution of the above can be reflected in the water release area as it is, the distribution of the water release amount can be controlled by the way the refrigerant flows.

本発明の第４観点に係る調湿ユニットでは、水分放出エリアの回転方向における下流域側に対しては過熱域の高い温度を利用し、水分放出エリアの回転方向における上流域側に対しては二相域の中温を利用することができる。 In the humidity control unit according to the fourth aspect of the present invention, the high temperature of the superheated region is used for the downstream region side in the rotation direction of the moisture release area, and the upstream region side in the rotation direction of the moisture release area is used. The medium temperature in the two-phase region can be used.

本発明の第５観点に係る空気調和機では、調湿ユニットの熱交換器の冷媒入口が水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向下流側と対峙し、熱交換器の冷媒出口が水分放出エリアにおける吸着部材の回転方向上流側と対峙するので、水分放出エリアの回転方向における下流域側から高温空気となる。そのため、熱交換器を通過した高温空気の高い方から低い方の温度勾配が回転方向と対向する状態となり、吸着部材の水分放出量の分布が改善され、効率的に加湿が行われる。 In the air conditioner according to the fifth aspect of the present invention, the refrigerant inlet of the heat exchanger of the humidity control unit faces the downstream side in the rotation direction of the adsorption member in the moisture release area, and the refrigerant outlet of the heat exchanger is in the moisture release area. Since it faces the upstream side in the rotation direction of the suction member, the high temperature air is generated from the downstream side in the rotation direction of the moisture release area. Therefore, the temperature gradient from the higher side to the lower side of the high-temperature air that has passed through the heat exchanger is in a state of facing the rotation direction, the distribution of the amount of water released from the adsorbing member is improved, and humidification is efficiently performed.

本発明の一実施形態に係る調湿ユニットを搭載する空気調和機の冷媒回路の概略図。The schematic diagram of the refrigerant circuit of the air conditioner equipped with the humidity control unit which concerns on one Embodiment of this invention. 図１Ａに記載の調湿ユニットの概念図。FIG. 1A is a conceptual diagram of the humidity control unit shown in FIG. 1A. 本実施形態に係る調湿ユニットを一方向から視たときの当該調湿ユニットの斜視図。The perspective view of the humidity control unit which concerns on this embodiment when viewed from one direction. 本実施形態に係る調湿ユニットを他の方向から視たときの当該調湿ユニットの斜視図。A perspective view of the humidity control unit according to the present embodiment when viewed from another direction. 本実施形態に係る調湿ユニットの縦断面図。The vertical sectional view of the humidity control unit which concerns on this embodiment. ロータ加熱部の斜視図。The perspective view of the rotor heating part. ロータ加熱部の分解斜視図。An exploded perspective view of the rotor heating unit. 加湿ロータの詳細斜視図。Detailed perspective view of the humidifying rotor. 加湿ロータの回転軸と直交する仮想平面に対する加熱用熱交換器の投影面と、当該仮想平面に対する水分放出エリアの投影面とを重ねた平面図。The plan view which superposed the projection plane of the heat exchanger for heating on the virtual plane orthogonal to the rotation axis of a humidifying rotor, and the projection plane of the moisture discharge area with respect to the virtual plane. 水分放出エリア上の仮想線を示す加湿ロータの平面図。Top view of the humidifying rotor showing virtual lines on the moisture release area. 冷媒が仮想線Ｌｉと垂直に流れる加熱用熱交換器、及びその下流側に位置する加湿ロータの概略斜視図。The schematic perspective view of the heating heat exchanger in which the refrigerant flows perpendicular to the virtual line Li, and the humidifying rotor located on the downstream side thereof. 図１０Ａの加熱用熱交換器と加湿ロータとを平面的に描いた概略平面図。FIG. 10A is a schematic plan view of the heating heat exchanger and the humidifying rotor of FIG. 10A drawn in a plan view. 蒸気圧縮式冷凍サイクルと冷媒状態を表示したｐ−ｈ線図。The ph diagram showing the vapor compression refrigeration cycle and the refrigerant state.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る空気調和装置について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Hereinafter, the air conditioner according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are specific examples of the present invention and do not limit the technical scope of the present invention.

（１）空気調和機１０の構成
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る調湿ユニットを搭載する空気調和機１０の冷媒回路４０の概略図である。図１Ａにおいて、空気調和機１０は、１台の室外ユニット３０と、１台の室内ユニット２０とが冷媒配管によって並列に接続されているペア型の空気調和機である。 (1) Configuration of Air Conditioner 10 FIG. 1A is a schematic view of a refrigerant circuit 40 of an air conditioner 10 equipped with a humidity control unit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1A, the air conditioner 10 is a pair type air conditioner in which one outdoor unit 30 and one indoor unit 20 are connected in parallel by a refrigerant pipe.

この空気調和機１０は、冷房運転、除湿運転及び暖房運転の他に、室内を加湿する加湿運転を行うことができる。なお、本実施形態の空気調和機１０は、ペア型の空気調和機であるが、これに限定されず、１台の室外ユニット３０に複数台の室内ユニット２０が接続されたマルチ型の空気調和装置であってもよい。 The air conditioner 10 can perform a humidifying operation for humidifying the room in addition to the cooling operation, the dehumidifying operation, and the heating operation. The air conditioner 10 of the present embodiment is a pair type air conditioner, but is not limited to this, and is not limited to this, and is a multi-type air conditioner in which a plurality of indoor units 20 are connected to one outdoor unit 30. It may be a device.

図１Ａに示すように、空気調和機１０では、圧縮機３１と、四方切換弁３２と、調湿ユニット１００の加熱用熱交換器７２と、室内熱交換器２１と、電動膨張弁３４と、室外熱交換器３３と、が順に接続されることによって、冷媒回路４０が形成されている。 As shown in FIG. 1A, in the air conditioner 10, the compressor 31, the four-way switching valve 32, the heat exchanger 72 for heating the humidity control unit 100, the indoor heat exchanger 21, the electric expansion valve 34, and the like. The refrigerant circuit 40 is formed by connecting the outdoor heat exchanger 33 and the outdoor heat exchanger 33 in order.

（１−１）室内ユニット２０
室内ユニット２０は、室内の壁面等に設置される壁掛け型の室内ユニットである。また、室内ユニット２０は、室内熱交換器２１及び室内ファン２２を内部に収納している。 (1-1) Indoor unit 20
The indoor unit 20 is a wall-mounted indoor unit installed on a wall surface or the like in the room. Further, the indoor unit 20 houses the indoor heat exchanger 21 and the indoor fan 22 inside.

また、室内ユニット２０内には、空気搬送ダクト１５の一方の端部が配置されている。この空気搬送ダクト１５の一方の端部は、例えば、室内ファン２２が回転し空気流が生成されている状態において、室内ユニット２０の空気取込口から見て空気流の下流側であり、かつ、室内熱交換器２１から見て空気流の上流側の空間に配置されている。 Further, one end of the air transport duct 15 is arranged in the indoor unit 20. One end of the air transport duct 15 is, for example, on the downstream side of the air flow when viewed from the air intake port of the indoor unit 20 in a state where the indoor fan 22 is rotating and an air flow is generated. , It is arranged in the space on the upstream side of the air flow when viewed from the indoor heat exchanger 21.

（１−１−１）室内熱交換器２１
室内熱交換器２１は、長手方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が挿通される複数のフィンとから構成されている。 (1-1-1) Indoor heat exchanger 21
The indoor heat exchanger 21 is composed of a heat transfer tube formed by being folded back at both ends in the longitudinal direction, and a plurality of fins through which the heat transfer tube is inserted.

室内熱交換器２１は、室内空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、室内ファン２２が室内熱交換器２１表面を通過する空気流を生成することで、室内空気と室内熱交換器２１を流れる冷媒との間で熱交換させることができる。 The indoor heat exchanger 21 is for exchanging heat with a refrigerant using indoor air as a heat source, and the indoor fan 22 generates an air flow passing through the surface of the indoor heat exchanger 21 to generate indoor air and indoor heat. Heat can be exchanged with the refrigerant flowing through the exchanger 21.

室内熱交換器２１は、暖房運転時には、放熱器（凝縮器）として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。 The indoor heat exchanger 21 functions as a radiator (condenser) during the heating operation and as an evaporator during the cooling operation.

（１−１−２）室内ファン２２
室内ファン２２は、室内の空気を室内ユニット２０内に吸い込ませるとともに、室内熱交換器２１との間で熱交換を行った後の空気を室内に吹き出させるファンである。なお、本実施形態における室内ファン２２は、回転駆動することによって、回転軸と交わる方向に空気流れを生成するクロスフローファンである。 (1-1-2) Indoor fan 22
The indoor fan 22 is a fan that sucks indoor air into the indoor unit 20 and blows out the air after heat exchange with the indoor heat exchanger 21. The indoor fan 22 in the present embodiment is a cross-flow fan that generates an air flow in a direction intersecting the rotation axis by rotationally driving the fan 22.

（１−２）室外ユニット３０
室外ユニット３０は、屋外に設置されている。室外ユニット３０は、圧縮機３１、四方切換弁３２、室外熱交換器３３、電動膨張弁３４、アキュムレータ３５、及び室外ファン３６を内部に収納している。 (1-2) Outdoor unit 30
The outdoor unit 30 is installed outdoors. The outdoor unit 30 houses a compressor 31, a four-way switching valve 32, an outdoor heat exchanger 33, an electric expansion valve 34, an accumulator 35, and an outdoor fan 36 inside.

（１−２−１）圧縮機３１
圧縮機３１は、回転数が可変なインバータ式の圧縮機であって、吸入したガス冷媒を圧縮するためのものである。 (1-2-1) Compressor 31
The compressor 31 is an inverter type compressor having a variable rotation speed, and is for compressing the sucked gas refrigerant.

（１−２−２）四方切換弁
四方切換弁３２は、冷媒回路４０を流れる冷媒の流路を変更する切換機構を構成している。四方切換弁３２は、圧縮機３１の吐出部と調湿ユニット１００の加熱用熱交換器７２とを接続し、かつ、室外熱交換器３３と圧縮機３１の吸入部とを接続する第１状態（図１Ａの実線参照）と、圧縮機３１の吐出部と室外熱交換器３３とを接続し、かつ、調湿ユニット１００の加熱用熱交換器７２と圧縮機３１の吸入部とを接続する第２状態（図１Ａの破線参照）とに切り換わることで、冷媒回路４０における冷媒の循環方向が可逆に構成されている。 (1-2-2) Four-way switching valve The four-way switching valve 32 constitutes a switching mechanism for changing the flow path of the refrigerant flowing through the refrigerant circuit 40. The four-way switching valve 32 is the first state in which the discharge portion of the compressor 31 and the heat exchanger 72 for heating of the humidity control unit 100 are connected, and the outdoor heat exchanger 33 and the suction portion of the compressor 31 are connected. (Refer to the solid line in FIG. 1A), the discharge part of the compressor 31 and the outdoor heat exchanger 33 are connected, and the heat exchanger 72 for heating of the humidity control unit 100 and the suction part of the compressor 31 are connected. By switching to the second state (see the broken line in FIG. 1A), the circulation direction of the refrigerant in the refrigerant circuit 40 is reversibly configured.

（１−２−３）室外熱交換器３３
室外熱交換器３３は、長手方向両端で複数回折り返されてなる伝熱管と、伝熱管が挿通される複数のフィンとから構成されている。 (1-2-3) Outdoor heat exchanger 33
The outdoor heat exchanger 33 is composed of a heat transfer tube formed by being folded back at both ends in the longitudinal direction, and a plurality of fins through which the heat transfer tube is inserted.

室外熱交換器３３は、室外空気を熱源として冷媒と熱交換を行うためのものであり、室外ファン３６が室外熱交換器３３表面を通過する空気流を生成することで、室外空気と室外熱交換器３３を流れる冷媒との間で熱交換させることができる。 The outdoor heat exchanger 33 is for exchanging heat with a refrigerant using outdoor air as a heat source, and the outdoor fan 36 generates an air flow passing through the surface of the outdoor heat exchanger 33 to generate outdoor air and outdoor heat. Heat can be exchanged with the refrigerant flowing through the exchanger 33.

室外熱交換器３３は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には放熱器（凝縮器）として機能する。 The outdoor heat exchanger 33 functions as an evaporator during the heating operation and as a radiator (condenser) during the cooling operation.

（１−２−４）電動膨張弁３４
電動膨張弁３４は、室内熱交換器２１と室外熱交換器３３との間の冷媒圧力の調整や冷媒流量の調整等を行うための弁である。 (1-2-4) Electric expansion valve 34
The electric expansion valve 34 is a valve for adjusting the refrigerant pressure between the indoor heat exchanger 21 and the outdoor heat exchanger 33, adjusting the refrigerant flow rate, and the like.

（１−２−５）アキュムレータ３５
アキュムレータ３５は、液冷媒とガス冷媒とを分離するためのものであり、冷媒回路４０において、圧縮機３１の吸入部と四方切換弁３２とを接続する冷媒配管に設けられる。 (1-2-5) Accumulator 35
The accumulator 35 is for separating the liquid refrigerant and the gas refrigerant, and is provided in the refrigerant pipe connecting the suction portion of the compressor 31 and the four-way switching valve 32 in the refrigerant circuit 40.

（１−２−６）室外ファン３６
室外ファン３６は、室外空気を室外ユニット３０内に取り込み、室外熱交換器３３において冷媒と熱交換させた後に、室外ユニット３０外に排出するファンである。なお、本実施形態における室外ファン３６は、ファンモータによって駆動されるプロペラファンである。 (1-2-6) Outdoor fan 36
The outdoor fan 36 is a fan that takes outdoor air into the outdoor unit 30, exchanges heat with the refrigerant in the outdoor heat exchanger 33, and then discharges the outdoor air to the outside of the outdoor unit 30. The outdoor fan 36 in this embodiment is a propeller fan driven by a fan motor.

（１−３）調湿ユニット１００
図１Ｂは、図１Ａに記載の調湿ユニット１００の概念図である。図１Ｂにおいて、調湿ユニット１００は、加湿ロータ５０と、吸着用ファン５５と、加湿用ファン５４と、加熱用熱交換器７２とを搭載している。また、調湿ユニット１００と室内ユニット２０との間には、調湿ユニット１００の内部空間と室内ユニット２０の内部空間とを連通させることが可能な空気搬送ダクト１５が設けられている。 (1-3) Humidity control unit 100
FIG. 1B is a conceptual diagram of the humidity control unit 100 shown in FIG. 1A. In FIG. 1B, the humidity control unit 100 includes a humidifying rotor 50, an adsorption fan 55, a humidifying fan 54, and a heating heat exchanger 72. Further, an air transport duct 15 capable of communicating the internal space of the humidity control unit 100 and the internal space of the indoor unit 20 is provided between the humidity control unit 100 and the indoor unit 20.

調湿ユニット１００では、加湿ロータ５０が吸着用流路７０を流れる室外空気から水分を吸着した後、加熱用熱交換器７２で加熱された室外空気が流れる加湿用流路７１において当該水分を放出する。高温の空気に放出された水分は加湿空気となって、空気搬送ダクト１５へ送られ、最終的に室内に到達する。 In the humidity control unit 100, after the humidifying rotor 50 adsorbs moisture from the outdoor air flowing through the adsorption flow path 70, the moisture is released in the humidification flow path 71 through which the outdoor air heated by the heating heat exchanger 72 flows. do. Moisture released into the high-temperature air becomes humidified air, is sent to the air transport duct 15, and finally reaches the room.

つまり、調湿ユニット１００は、室外空気を加湿して、空気搬送ダクト１５を介して室内へと供給することができる。 That is, the humidity control unit 100 can humidify the outdoor air and supply it into the room through the air transport duct 15.

（２）調湿ユニット１００の詳細構成
図２は、本実施形態に係る調湿ユニット１００を一方向から視たときの当該調湿ユニット１００の斜視図である。また、図３は、本実施形態に係る調湿ユニット１００を他の方向から視たときの当該調湿ユニット１００の斜視図である。さらに、図４は、本実施形態に係る調湿ユニット１００の縦断面図である。 (2) Detailed Configuration of Humidity Control Unit 100 FIG. 2 is a perspective view of the humidity control unit 100 when the humidity control unit 100 according to the present embodiment is viewed from one direction. Further, FIG. 3 is a perspective view of the humidity control unit 100 according to the present embodiment when viewed from another direction. Further, FIG. 4 is a vertical sectional view of the humidity control unit 100 according to the present embodiment.

（２−１）ケーシング１０１
図１Ｂ、図２、図３及び図４において、ケーシング１０１は、加湿ロータ５０、加熱用熱交換器７２、加湿用ファン５４、流路切換装置５３および吸着用ファン５５を収納している。ここで、ケーシング１０１では、調湿ユニット１００が壁に沿って据付ける際の当該壁と対向する側の面を背面とし、その背面と対向する面を前面とする。また、前面と背面とに挟まれた面のうちの最も鉛直上方に位置する面を天面、最も鉛直下方にある面を底面とする。 (2-1) Casing 101
In FIGS. 1B, 2, 3 and 4, the casing 101 houses the humidifying rotor 50, the heating heat exchanger 72, the humidifying fan 54, the flow path switching device 53, and the suction fan 55. Here, in the casing 101, the surface on the side facing the wall when the humidity control unit 100 is installed along the wall is the back surface, and the surface facing the back surface is the front surface. Further, among the surfaces sandwiched between the front surface and the back surface, the surface located most vertically above is the top surface, and the surface most vertically below is the bottom surface.

（２−２）吸着用流路７０
ケーシング１０１内には、吸着用空気取込口１０１ａから吸着用空気吹出口１０１ｂに至るまでの空気の経路として、吸着用流路７０が形成されている。吸着用流路７０は、複数の部材が関係しており、図１Ｂ及び図２〜図４に示すように、矢印Ａで表示される空気流を形成する。 (2-2) Adsorption flow path 70
In the casing 101, a suction flow path 70 is formed as an air path from the suction air intake port 101a to the suction air outlet 101b. The suction flow path 70 is related to a plurality of members, and forms the air flow indicated by the arrow A as shown in FIGS. 1B and 2 to 4.

吸着用空気取込口１０１ａは、ケーシング１０１の前面に設けられている。吸着用空気取込口１０１ａは矩形状の開口であり、加湿ロータ５０へ水分を吸着させるための室外空気がその吸着用空気取込口１０１ａから取り込まれる。 The suction air intake port 101a is provided on the front surface of the casing 101. The suction air intake port 101a has a rectangular opening, and outdoor air for adsorbing moisture to the humidifying rotor 50 is taken in from the suction air intake port 101a.

吸着用空気吹出口１０１ｂは、ケーシング１０１の底面に設けられている。吸着用空気吹出口１０１ｂは、矩形状の開口であり、加湿ロータ５０によって水分が吸着された後の空気が、その吸着用空気吹出口１０１ｂからケーシング１０１の外へ排出される。 The suction air outlet 101b is provided on the bottom surface of the casing 101. The adsorption air outlet 101b has a rectangular opening, and the air after the moisture is adsorbed by the humidifying rotor 50 is discharged from the adsorption air outlet 101b to the outside of the casing 101.

（２−２−１）吸着用ファン５５
吸着用流路７０における室外空気の取込と排出は、吸着用ファン５５によって行われる。図４に示すように、吸着用ファン５５は、羽根車５５ａがファンモータ５５ｂによって回転駆動され、加湿ロータ５０のうちの水分吸着部分となる領域を通過する空気流を生成する。 (2-2-1) Adsorption fan 55
The outdoor air is taken in and discharged from the suction flow path 70 by the suction fan 55. As shown in FIG. 4, in the suction fan 55, the impeller 55a is rotationally driven by the fan motor 55b to generate an air flow that passes through a region of the humidifying rotor 50 that becomes a moisture suction portion.

（２−３）加湿用流路７１
また、ケーシング１０１内には、吸着用流路７０とは別に、加湿用空気取込口１０１ｄを入口とする加湿用流路７１が形成されている。加湿用流路７１は、複数の部材が関係しており、図１Ｂ及び図２〜図４に示すように、矢印Ｂで表示される空気流を生成する。ここでは、加湿用流路７１の一部であるロータ加熱部７３（図４参照）、加湿用ファン５４及び流路切換装置５３について説明する。 (2-3) Humidification flow path 71
Further, in the casing 101, a humidifying flow path 71 having a humidifying air intake port 101d as an inlet is formed separately from the suction flow path 70. The humidifying flow path 71 is related to a plurality of members and generates the air flow indicated by the arrow B as shown in FIGS. 1B and 2 to 4. Here, the rotor heating unit 73 (see FIG. 4), the humidifying fan 54, and the flow path switching device 53, which are a part of the humidifying flow path 71, will be described.

（２−３−１）ロータ加熱部７３
図５は、ロータ加熱部７３の斜視図である。また、図６はロータ加熱部７３の分解斜視図である。図５及び図６において、ロータ加熱部７３は、加湿用流路７１の一部を構成する、加熱用熱交換器７２から加湿ロータ５０までの経路である。 (2-3-1) Rotor heating unit 73
FIG. 5 is a perspective view of the rotor heating unit 73. Further, FIG. 6 is an exploded perspective view of the rotor heating unit 73. In FIGS. 5 and 6, the rotor heating unit 73 is a path from the heating heat exchanger 72 to the humidifying rotor 50, which constitutes a part of the humidifying flow path 71.

ロータ加熱部７３は、加湿ロータ５０、加熱用熱交換器７２、流路形成壁７４、及びロータ支持枠７５で構成されており、その機能は空気を加熱し高温空気を生成することである。 The rotor heating unit 73 is composed of a humidifying rotor 50, a heating heat exchanger 72, a flow path forming wall 74, and a rotor support frame 75, and its function is to heat air to generate high-temperature air.

加熱用熱交換器７２の表面を通過する空気は、冷媒との熱交換によって加熱され高温空気となり、流路形成壁７４に案内されてロータ支持枠７５の扇形開口へ導かれる。扇形開口を通過した高温空気は加湿ロータ５０を通過する際に、加湿ロータ５０を加熱するので、加湿ロータ５０から水分が放出される。 The air passing through the surface of the heating heat exchanger 72 is heated by heat exchange with the refrigerant to become high-temperature air, which is guided by the flow path forming wall 74 and guided to the fan-shaped opening of the rotor support frame 75. The high-temperature air that has passed through the fan-shaped opening heats the humidifying rotor 50 when it passes through the humidifying rotor 50, so that moisture is released from the humidifying rotor 50.

それゆえ、加湿運転時、加湿用空気取込口１０１ｄから取り込まれた室外空気は、加湿用流路７１を流れる途中で加湿され、加湿用流路７１の終端を成す接続部７１５（図４参照）に取り付けられた空気搬送ダクト１５を通って、室内へと供給される。 Therefore, during the humidification operation, the outdoor air taken in from the humidification air intake port 101d is humidified in the middle of flowing through the humidification flow path 71, and the connection portion 715 forming the end of the humidification flow path 71 (see FIG. 4). ) Is supplied to the room through the air transport duct 15.

以下、加湿ロータ５０、加熱用熱交換器７２、流路形成壁７４、ロータ支持枠７５について詳細を説明する。 Hereinafter, the humidifying rotor 50, the heating heat exchanger 72, the flow path forming wall 74, and the rotor support frame 75 will be described in detail.

（２−３−１−１）加湿ロータ５０
図７は、加湿ロータ５０の詳細斜視図である。図７において、加湿ロータ５０は、ハニカム構造のセラミックロータであり、略円板状の外形を有している。また、加湿ロータ５０は、外周にギア５０１が設けられており、ピニオンギア６５ａと噛み合うことによって回転力が伝達される。 (2-3-1-1) Humidifying rotor 50
FIG. 7 is a detailed perspective view of the humidifying rotor 50. In FIG. 7, the humidifying rotor 50 is a ceramic rotor having a honeycomb structure and has a substantially disk-shaped outer shape. Further, the humidifying rotor 50 is provided with a gear 501 on the outer periphery, and the rotational force is transmitted by engaging with the pinion gear 65a.

さらに、加湿ロータ５０は、中心に軸孔５０５を有しており、軸孔５０５によって回転可能に支持され、ロータ駆動用モータ６５によって回転する上記ピニオンギア６５ａの回転力を受けて回転駆動される。 Further, the humidifying rotor 50 has a shaft hole 505 at the center, is rotatably supported by the shaft hole 505, and is rotationally driven by receiving the rotational force of the pinion gear 65a rotated by the rotor drive motor 65. ..

加湿ロータ５０の吸着機能を有する部分は、ゼオライト等の吸着剤から焼成されている。ゼオライト等の吸着剤は、接触する空気中の水分を吸着するとともに、吸着した水分を加熱されることによって放出するという性質を有している。 The portion of the humidifying rotor 50 having an adsorption function is fired from an adsorbent such as zeolite. Adsorbents such as zeolite have the property of adsorbing the moisture in the air that comes into contact with it and releasing the adsorbed moisture by heating.

なお、本実施形態では、吸着剤としてゼオライトを用いているが、シリカゲルやアルミナ等を吸着剤として用いることも可能である。 In this embodiment, zeolite is used as the adsorbent, but silica gel, alumina, or the like can also be used as the adsorbent.

（２−３−１−２）加熱用熱交換器７２
図５及び図６に示すように、加熱用熱交換器７２は、複数の伝熱管７２１を伝熱フィン７２２の厚み方向に貫通させることによって構成されるフィン・アンド・チューブ式の熱交換器である。 (2-3-1-2) Heat exchanger for heating 72
As shown in FIGS. 5 and 6, the heating heat exchanger 72 is a fin-and-tube heat exchanger configured by penetrating a plurality of heat transfer tubes 721 in the thickness direction of the heat transfer fins 722. be.

加熱用熱交換器７２は、加湿用流路７１において、加湿ロータ５０の上流側に位置しており、加湿ロータ５０に対向して配置されている。加熱用熱交換器７２は、室外空気と熱源としての冷媒との間で熱交換を行わせるためのものであり、加湿ロータ５０から水分を放出させるために加湿ロータ５０へ送られる室外空気を加熱し、高温空気を生成する。 The heating heat exchanger 72 is located on the upstream side of the humidifying rotor 50 in the humidifying flow path 71, and is arranged so as to face the humidifying rotor 50. The heating heat exchanger 72 is for exchanging heat between the outdoor air and the refrigerant as a heat source, and heats the outdoor air sent to the humidifying rotor 50 in order to release water from the humidifying rotor 50. And generate hot air.

また、図１Ａに示すように、加熱用熱交換器７２は、冷媒回路４０において、室内熱交換器２１、室外熱交換器３３及び電動膨張弁３４等と直列に接続されており、暖房時には、圧縮機３１、加熱用熱交換器７２、室内熱交換器２１、電動膨張弁３４、室外熱交換器３３の順に冷媒が流れるように構成されている。 Further, as shown in FIG. 1A, the heating heat exchanger 72 is connected in series with the indoor heat exchanger 21, the outdoor heat exchanger 33, the electric expansion valve 34, etc. in the refrigerant circuit 40, and is connected in series during heating. The compressor 31, the heat exchanger 72 for heating, the indoor heat exchanger 21, the electric expansion valve 34, and the outdoor heat exchanger 33 are configured so that the refrigerant flows in this order.

図８は、加湿ロータ５０の回転軸と直交する仮想平面に対する加熱用熱交換器７２の投影面と、当該仮想平面に対する水分放出エリア５０ｂの投影面とを重ねた平面図である。 FIG. 8 is a plan view in which the projection plane of the heating heat exchanger 72 on the virtual plane orthogonal to the rotation axis of the humidifying rotor 50 and the projection plane of the moisture release area 50b on the virtual plane are overlapped.

図８において、加熱用熱交換器７２の投影面の面積（以下、投影面積Ｓｈという。）は、水分放出エリア５０ｂの投影面の面積（以下、投影面積Ｓｒという）よりも大きい。面積比で言えば、Ｓｈ／Ｓｒ≧２となる。 In FIG. 8, the area of the projection surface of the heating heat exchanger 72 (hereinafter referred to as the projected area Sh) is larger than the area of the projection surface of the water release area 50b (hereinafter referred to as the projected area Sr). In terms of area ratio, Sh / Sr ≧ 2.

位置関係で言えば、加熱用熱交換器７２の投影面積Ｓｈの５０％以上が、水分放出エリア５０ｂの投影空間よりも径方向外側にはみ出ており、さらに具体的には、加熱用熱交換器７２は水分放出エリア５０ｂの投影空間を径方向外側に１．２倍拡大した仮想投影空間（図８の二点鎖線で描いた扇形）よりも外側にはみ出ている。 In terms of positional relationship, 50% or more of the projected area Sh of the heating heat exchanger 72 protrudes radially outside the projected space of the moisture release area 50b, and more specifically, the heating heat exchanger. 72 protrudes outside the virtual projection space (fan shape drawn by the two-point chain line in FIG. 8) in which the projection space of the moisture release area 50b is enlarged 1.2 times outward in the radial direction.

また、加熱用熱交換器７２と加湿ロータ５０との間には、２０〜３０ｍｍの隙間ｈが設けられている（図４参照）。隙間ｈは、加熱用熱交換器７２と加湿ロータ５０との最短距離である。 Further, a gap h of 20 to 30 mm is provided between the heat exchanger 72 for heating and the humidifying rotor 50 (see FIG. 4). The gap h is the shortest distance between the heating heat exchanger 72 and the humidifying rotor 50.

隙間ｈがこの範囲よりも小さくなると、加熱用熱交換器７２を通過した空気の通風抵抗が極端に増大する。逆に、隙間ｈがこの範囲よりも大きくなると、加熱用熱交換器７２を通過して加熱された空気が温度低下する。 When the gap h becomes smaller than this range, the ventilation resistance of the air passing through the heating heat exchanger 72 becomes extremely increased. On the contrary, when the gap h becomes larger than this range, the temperature of the heated air passing through the heating heat exchanger 72 drops.

隙間ｈは、加熱用熱交換器７２及び加湿ロータ５０のサイズに影響されるので、本実施形態では、目安として、
０．４≦Ｄ×（Ｓｒ／Ｓｈ）３／ｈ≦２．０
の関係が成立するように隙間ｈが設定されている。なお、Ｄは加湿ロータ５０の直径である。 The gap h is affected by the sizes of the heat exchanger 72 for heating and the humidifying rotor 50. Therefore, in the present embodiment, as a guide, the gap h is used as a guide.
0.4 ≤ D x (Sr / Sh) 3 / h ≤ 2.0
The gap h is set so that the relationship of Note that D is the diameter of the humidifying rotor 50.

（２−３−１−３）流路形成壁７４
隙間ｈの周囲は、加湿用流路７１の一部を構成する流路形成壁７４で覆われている。上記の通り、加熱用熱交換器７２の投影面積Ｓｈが水分放出エリア５０ｂの投影面積Ｓｒの２倍以上あり、且つ、加熱用熱交換器７２と加湿ロータ５０との隙間ｈは２０〜３０ｍｍの程度に短いので、加熱用熱交換器７２を通過して生成された高温空気が漏れなく水分放出エリア５０ｂへ導く必要があり、流路形成壁７４は空気流路の流路断面積を徐々に縮小して、通風抵抗を抑えた構造に仕上げられている。 (2-3-1-3) Flow path forming wall 74
The periphery of the gap h is covered with a flow path forming wall 74 that forms a part of the humidification flow path 71. As described above, the projected area Sh of the heating heat exchanger 72 is at least twice the projected area Sr of the moisture release area 50b, and the gap h between the heating heat exchanger 72 and the humidifying rotor 50 is 20 to 30 mm. Since it is so short, it is necessary to guide the high-temperature air generated through the heating heat exchanger 72 to the moisture release area 50b without leakage, and the flow path forming wall 74 gradually increases the flow path cross-sectional area of the air flow path. It has been reduced to a structure that suppresses ventilation resistance.

流路形成壁７４では、第１傾斜面７４１、第２傾斜面７４２、第１湾曲面７４３及び第２湾曲面７４４によって筒状の壁面７４ａが形成されている。 In the flow path forming wall 74, a tubular wall surface 74a is formed by the first inclined surface 741, the second inclined surface 742, the first curved surface 743, and the second curved surface 744.

入口７４０ａの長方形の下側長辺の一端をＡ１、中点をＭ、他端をＡ２、入口７４０ａの長方形の上側長辺の一端をＡ３、中点をＮ、他端をＡ４、出口７４０ｂの扇形の中心角中心をＣ、扇形の円弧の一端をＢ１、中点をＯ、他端をＢ２としたとき、第１傾斜面７４１は、Ａ１、Ｍ、Ｃ及びＢ１で囲まれた傾斜面である。同様に、第２傾斜面７４２は、Ａ２、Ｍ、Ｃ及びＢ２で囲まれた傾斜面である。 One end of the lower long side of the rectangle at the entrance 740a is A1, the middle point is M, the other end is A2, one end of the upper long side of the rectangle at the entrance 740a is A3, the middle point is N, the other end is A4, and the exit 740b. When the center of the central angle of the sector is C, one end of the arc of the sector is B1, the midpoint is O, and the other end is B2, the first inclined surface 741 is an inclined surface surrounded by A1, M, C and B1. be. Similarly, the second inclined surface 742 is an inclined surface surrounded by A2, M, C and B2.

また、第１湾曲面７４３は、Ａ１、Ａ４、Ｎ、Ｏ、Ｂ１で囲まれた湾曲面である。同様に、第２湾曲面７４４は、Ａ２、Ａ３、Ｎ、Ｏ、Ｂ２で囲まれた湾曲面である。 The first curved surface 743 is a curved surface surrounded by A1, A4, N, O, and B1. Similarly, the second curved surface 744 is a curved surface surrounded by A2, A3, N, O, and B2.

流路形成壁７４は、第１傾斜面７４１、第２傾斜面７４２、第１湾曲面７４３及び第２湾曲面７４４によって、長方形の入口７４０ａから扇形の出口７４０ｂに向かって流路断面積を徐々に小さくしていくので、高温空気がロータ支持枠７５の扇形開口へ効率よく導かれる。 The flow path forming wall 74 gradually increases the flow path cross-sectional area from the rectangular inlet 740a toward the fan-shaped outlet 740b by the first inclined surface 741, the second inclined surface 742, the first curved surface 743, and the second curved surface 744. High temperature air is efficiently guided to the fan-shaped opening of the rotor support frame 75.

なお、本実施形態における流路形成壁７４は入口７４０ａと出口７４０ｂとの距離が短く、入口面積に比べて出口面積が小さく、さらに非対称な台形筒を成すため、成形性に富む樹脂で成形されている。 The flow path forming wall 74 in the present embodiment has a short distance between the inlet 740a and the outlet 740b, has a smaller outlet area than the inlet area, and forms an asymmetric trapezoidal cylinder. ing.

（２−３−１−４）ロータ支持枠７５
ロータ支持枠７５は、２つの機能を有している。第１の機能は、加湿ロータ５０を回転可能に支持することである。第２の機能は、加湿ロータ５０を水分吸着エリア５０ａと水分放出エリア５０ｂとに分けることである。 (2-3-1-4) Rotor support frame 75
The rotor support frame 75 has two functions. The first function is to rotatably support the humidifying rotor 50. The second function is to divide the humidifying rotor 50 into a moisture adsorption area 50a and a moisture release area 50b.

図６に示すように、ロータ支持枠７５は、中空の円筒枠７５１、仕切り７５２及び支持軸７５５を含んでいる。円筒枠７５１の内径寸法は、加湿ロータ５０の外径寸法よりも少し大き目に設定されている。 As shown in FIG. 6, the rotor support frame 75 includes a hollow cylindrical frame 751, a partition 752, and a support shaft 755. The inner diameter of the cylindrical frame 751 is set to be slightly larger than the outer diameter of the humidifying rotor 50.

仕切り７５２は、円筒枠７５１の開口端を２つの扇形開口に仕切る。中心角が大きい（約２４０°）の第１扇形開口７５ａは、吸着用空気取込口１０１ａから取り込まれた室外空気を通過させるための開口となる。 The partition 752 partitions the opening end of the cylindrical frame 751 into two fan-shaped openings. The first fan-shaped opening 75a having a large central angle (about 240 °) is an opening for passing outdoor air taken in from the suction air intake port 101a.

中心角が小さい（約１２０°）の第２扇形開口７５ｂは、加熱用熱交換器７２で加熱されて高温空気となった室外空気を通過させるための開口となる。 The second fan-shaped opening 75b having a small central angle (about 120 °) serves as an opening for passing outdoor air heated by the heating heat exchanger 72 to become high-temperature air.

したがって、加湿ロータ５０のうちの上記第１扇形開口７５ａと対峙する領域は、室外空気に含まれる水分を吸着するので、この領域が水分吸着エリア５０ａとなる。一方、加湿ロータ５０のうちの上記第２扇形開口７５ｂと対峙する領域は、高温空気によって温度上昇して水分を放出するので、この領域が水分放出エリア５０ｂとなる。 Therefore, the region of the humidifying rotor 50 facing the first fan-shaped opening 75a adsorbs the moisture contained in the outdoor air, and this region becomes the moisture adsorption area 50a. On the other hand, the region of the humidifying rotor 50 facing the second fan-shaped opening 75b rises in temperature due to the high temperature air and releases moisture, so this region becomes the moisture release area 50b.

支持軸７５５は、円筒枠７５１の中心に位置し、加湿ロータ５０の中心に設けられた軸孔５０５と嵌合する。 The support shaft 755 is located at the center of the cylindrical frame 751 and fits into the shaft hole 505 provided at the center of the humidifying rotor 50.

（２−３−２）加湿用ファン５４
図１Ｂ、図２、図３及び図４において、加湿用ファン５４は遠心ファン組立体（本実施形態では、ターボファン）であり、加湿ロータ５０の上方に配置される。加湿用ファン５４は、加湿用空気取込口１０１ｄから室外空気を加湿用流路７１に流入させ、加湿ロータ５０を通過させた後、流路切換装置５３及び空気搬送ダクト１５を介して室内ユニット２０へと流れる空気流（矢印Ｂ）を生成する。 (2-3-2) Humidifying fan 54
In FIGS. 1B, 2, 3 and 4, the humidifying fan 54 is a centrifugal fan assembly (turbofan in this embodiment) and is arranged above the humidifying rotor 50. The humidification fan 54 causes outdoor air to flow into the humidification flow path 71 from the humidification air intake port 101d, passes through the humidification rotor 50, and then passes through the flow path switching device 53 and the air transfer duct 15 to enter the indoor unit. Generates an air flow (arrow B) flowing to 20.

（２−３−３）流路切換装置５３
流路切換装置５３は、加湿用ファン５４と空気搬送ダクト１５との間に配置され、加湿用ファン５４と空気搬送ダクト１５との接続状態を供給状態及び供給停止状態のいずれかに切り換えることができる。ここで、供給状態とは、加湿用流路７１と空気搬送ダクト１５とを接続した状態である。また、供給停止状態とは、加湿用流路７１と空気搬送ダクト１５との接続を解除した状態のことをいう。 (2-3-3) Flow path switching device 53
The flow path switching device 53 is arranged between the humidifying fan 54 and the air transport duct 15, and can switch the connection state between the humidifying fan 54 and the air transport duct 15 to either a supply state or a supply stop state. can. Here, the supply state is a state in which the humidification flow path 71 and the air transfer duct 15 are connected. The supply stopped state means a state in which the connection between the humidifying flow path 71 and the air transport duct 15 is disconnected.

供給状態では、加湿用流路７１から空気搬送ダクト１５への空気の流れ、或いは、空気搬送ダクト１５から加湿用流路７１への空気の流れを許容する。つまり、給気状態では、加湿用空気取込口１０１ｄから取り込まれた室外空気を室内ユニット２０へ供給させたり（図１Ｂの矢印Ｂ参照）、室内ユニット２０の室内空気を室外へと排気させたりすることが可能である（図１Ｂの矢印Ｃ参照）。 In the supply state, the flow of air from the humidifying flow path 71 to the air transfer duct 15 or the flow of air from the air transfer duct 15 to the humidification flow path 71 is allowed. That is, in the air supply state, the outdoor air taken in from the humidifying air intake port 101d is supplied to the indoor unit 20 (see arrow B in FIG. 1B), or the indoor air of the indoor unit 20 is exhausted to the outside. (See arrow C in FIG. 1B).

一方で、供給停止状態では、加湿用流路７１から空気搬送ダクト１５への空気の流れ、或いは、空気搬送ダクト１５から加湿用流路７１への空気の流れが遮断される。 On the other hand, in the supply stopped state, the air flow from the humidifying flow path 71 to the air transport duct 15 or the air flow from the air transport duct 15 to the humidifying flow path 71 is blocked.

（３）加湿運転時の動作
ここでは、加湿運転時における冷媒の流れ及び空気の流れについて説明する。加湿運転は暖房運転と同時に行われるため、加湿運転時における冷媒の流れ、及び加湿運転時における空気の流れについて説明する。 (3) Operation during humidification operation Here, the flow of the refrigerant and the flow of air during the humidification operation will be described. Since the humidification operation is performed at the same time as the heating operation, the flow of the refrigerant during the humidification operation and the flow of air during the humidification operation will be described.

（３−１）加湿運転時における冷媒の流れ
加湿運転時には、圧縮機３１から吐出された高圧ガス冷媒は、四方切換弁３２を介して、加熱用熱交換器７２に流入する。加熱用熱交換器７２に流入した高圧液冷媒は、加熱用熱交換器７２において室外空気と熱交換を行った後に室内熱交換器２１に至る。 (3-1) Flow of Refrigerant During Humidification Operation During the humidification operation, the high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 31 flows into the heating heat exchanger 72 via the four-way switching valve 32. The high-pressure liquid refrigerant that has flowed into the heating heat exchanger 72 reaches the indoor heat exchanger 21 after exchanging heat with the outdoor air in the heating heat exchanger 72.

室内熱交換器２１に入った高圧ガス冷媒は、室内熱交換器２１で室内ファン２２により送風される室内空気、及び、空気搬送ダクト１５から吹き出される空気との間で熱交換を行い、高圧ガス冷媒が凝縮するとともに、空気を加熱し、室内の暖房を行う。室内熱交換器２１を出た冷媒は、電動膨張弁３４に至る。 The high-pressure gas refrigerant that has entered the indoor heat exchanger 21 exchanges heat between the indoor air blown by the indoor fan 22 and the air blown out from the air transport duct 15 by the indoor heat exchanger 21 to achieve high pressure. As the gas refrigerant condenses, it heats the air and heats the room. The refrigerant leaving the indoor heat exchanger 21 reaches the electric expansion valve 34.

電動膨張弁３４に至った液冷媒は、電動膨張弁３４で減圧された後に、室外熱交換器３３に流入する。室外熱交換器３３では、流入した液冷媒が、室外空気と熱交換を行うことで蒸発する。そして、蒸発したガス冷媒は、四方切換弁３２を介し、アキュムレータ３５を経て、圧縮機３１に吸入される。 The liquid refrigerant that has reached the electric expansion valve 34 flows into the outdoor heat exchanger 33 after being depressurized by the electric expansion valve 34. In the outdoor heat exchanger 33, the inflowing liquid refrigerant evaporates by exchanging heat with the outdoor air. Then, the evaporated gas refrigerant is sucked into the compressor 31 via the accumulator 35 via the four-way switching valve 32.

このように、冷媒回路４０内を冷媒が循環することで、室内熱交換器２１において室内を暖房することができ、加熱用熱交換器７２において加湿用空気取込口１０１ｄから取り込まれた室外空気を加熱することができる。 By circulating the refrigerant in the refrigerant circuit 40 in this way, the indoor heat exchanger 21 can heat the room, and the outdoor air taken in from the humidifying air intake port 101d in the heating heat exchanger 72. Can be heated.

（３−２）加湿運転時における空気の流れ
図１Ｂ、図２〜図４及び図７において、加湿運転時には、吸着用ファン５５が駆動されて、吸着用流路７０を通る空気流（矢印Ａ）が生じる。同時に、加湿用ファン５４が駆動されて、加湿用流路７１を通る空気流（矢印Ｂ）が生じる。 (3-2) Air flow during humidification operation In FIGS. 1B, 2 to 4 and 7, during the humidification operation, the suction fan 55 is driven and the air flow passes through the suction flow path 70 (arrow A). ) Occurs. At the same time, the humidification fan 54 is driven to generate an air flow (arrow B) through the humidification flow path 71.

以下、説明の便宜上、室外空気のうち、吸着用空気取込口１０１ａから調湿ユニット１００内に取り込まれる室外空気を吸着用空気といい、加湿用空気取込口１０１ｄから調湿ユニット１００内に取り込まれる室外空気を加湿用空気という。 Hereinafter, for convenience of explanation, of the outdoor air, the outdoor air taken into the humidity control unit 100 from the suction air intake port 101a is referred to as adsorption air, and is referred to as the humidification air intake port 101d into the humidity control unit 100. The outdoor air taken in is called humidifying air.

吸着用空気取込口１０１ａから取り込まれた吸着用空気は、吸着用流路７０を流れることにより、加湿ロータ５０のうちの水分吸着エリア５０ａを通過する。水分吸着エリア５０ａを通過した吸着用空気は、吸着用ファン５５によって調湿ユニット１００から吹き出される。 The adsorption air taken in from the adsorption air intake port 101a passes through the moisture adsorption area 50a of the humidifying rotor 50 by flowing through the adsorption flow path 70. The adsorption air that has passed through the moisture adsorption area 50a is blown out from the humidity control unit 100 by the adsorption fan 55.

一方、加湿用空気取込口１０１ｄから取り込まれた加湿用空気は、加熱用熱交換器７２へ向かう。加湿用空気は加熱用熱交換器７２を通過する際に加熱されて高温空気となり、加湿ロータ５０のうちの水分放出エリア５０ｂを通過する。水分放出エリア５０ｂを通過した加湿用空気は、加湿空気となって流路切換装置５３に至り、加湿用ファン５４によって空気搬送ダクト１５へ排出され室内ユニット２０へと搬送される。 On the other hand, the humidifying air taken in from the humidifying air intake port 101d goes to the heating heat exchanger 72. The humidifying air is heated when passing through the heating heat exchanger 72 to become high-temperature air, and passes through the moisture release area 50b of the humidifying rotor 50. The humidifying air that has passed through the moisture release area 50b becomes humidified air, reaches the flow path switching device 53, is discharged to the air transport duct 15 by the humidifying fan 54, and is transported to the indoor unit 20.

加湿ロータ５０が最も高温になる領域は加湿ロータ５０の水分放出エリア５０ｂであり、水分放出エリア５０ｂから水分が放出されるので、加湿される前の加湿用空気がその放出された水分を含む空気ことによって加湿空気が生成される。 The region where the humidifying rotor 50 has the highest temperature is the moisture release area 50b of the humidifying rotor 50, and since moisture is released from the moisture release area 50b, the humidifying air before humidification is the air containing the released moisture. This produces humidified air.

なお、加湿運転時には、加湿ロータ５０は回転しているので、加湿ロータ５０において水分吸着エリア５０ａと水分放出エリア５０ｂとは、順に入れ替わることになる。 Since the humidifying rotor 50 is rotating during the humidifying operation, the moisture adsorption area 50a and the moisture release area 50b in the humidifying rotor 50 are interchanged in order.

（４）加熱用熱交換器７２の冷媒の流し方
本実施形態に係る調湿ユニット１００は、加湿ロータ５０の水分放出エリア５０ｂに供給する高温空気を加熱用熱交換器７２で生成するので、加熱用熱交換器７２の温度分布が水分放出エリア５０ｂにおける水分放出性能に影響し、さらには隣接する水分吸着エリア５０ａにおける水分吸着性能にも影響する。 (4) How to flow the refrigerant in the heating heat exchanger 72 Since the humidity control unit 100 according to the present embodiment generates high-temperature air supplied to the moisture release area 50b of the humidifying rotor 50 by the heating heat exchanger 72, The temperature distribution of the heat exchanger 72 for heating affects the water release performance in the water release area 50b, and further affects the water adsorption performance in the adjacent water adsorption area 50a.

加熱用熱交換器７２では、冷媒の流し方次第でその温度分布が異なる。ここでは、その温度分布を利用した加熱方法について説明する。なお、加熱用熱交換器７２を流れる冷媒の方向を、伝熱管７２１の直管の方向で特定するため、水分放出エリア５０ｂ上に所定の仮想線Ｌｉを定義することにした。 The temperature distribution of the heating heat exchanger 72 differs depending on how the refrigerant flows. Here, a heating method using the temperature distribution will be described. In order to specify the direction of the refrigerant flowing through the heating heat exchanger 72 in the direction of the straight pipe of the heat transfer tube 721, a predetermined virtual line Li is defined on the moisture release area 50b.

図９は、水分放出エリア５０ｂ上の仮想線Ｌｉを示す加湿ロータ５０の平面図である。図９において、第１境界Ｂｒｙ１と第２境界Ｂｒｙ２とによって、加湿ロータ５０は水分吸着エリア５０ａと水分放出エリア５０ｂに分けられる。 FIG. 9 is a plan view of the humidifying rotor 50 showing the virtual line Li on the moisture release area 50b. In FIG. 9, the humidifying rotor 50 is divided into a moisture adsorption area 50a and a moisture release area 50b by the first boundary Bry1 and the second boundary Bry2.

第１境界Ｂｒｙ１と周縁Ｃｉｒとは第１交点Ｐｉ１で交差し、第２境界Ｂｒｙ２と周縁Ｃｉｒとは第２交点Ｐｉ２で交差する。そして、仮想線Ｌｉは、第１交点Ｐｉ１と第２交点Ｐｉ２とを結ぶ直線である。 The first boundary Bry1 and the peripheral edge Cir intersect at the first intersection Pi1, and the second boundary Bry2 and the peripheral edge Cir intersect at the second intersection Pi2. The virtual line Li is a straight line connecting the first intersection Pi1 and the second intersection Pi2.

図１０Ａは、冷媒が仮想線Ｌｉと垂直に流れる加熱用熱交換器７２、及びその下流側に位置する加湿ロータ５０の概略斜視図である。図１０Ｂは、図１０Ａの加熱用熱交換器７２と加湿ロータ５０とを平面的に描いた概略平面図である。 FIG. 10A is a schematic perspective view of a heating heat exchanger 72 in which the refrigerant flows perpendicularly to the virtual line Li, and a humidifying rotor 50 located on the downstream side thereof. FIG. 10B is a schematic plan view of the heating heat exchanger 72 and the humidifying rotor 50 of FIG. 10A drawn in a plan view.

図１０Ａ及び図１０Ｂにおいて、加熱用熱交換器７２は、冷媒パスが流れる２つの冷媒パスを有しており、以下、一方を第１パス７２ａ、他方を第２パス７２ｂという。なお、冷媒パスは複数に限定されるものではなく、単一の冷媒パスであってもよい。 In FIGS. 10A and 10B, the heating heat exchanger 72 has two refrigerant paths through which the refrigerant paths flow. Hereinafter, one is referred to as a first pass 72a and the other is referred to as a second pass 72b. The number of refrigerant paths is not limited to a plurality, and may be a single refrigerant path.

第１パス７２ａおよび第２パス７２ｂは、複数の伝熱管７２１の直管７２１ａとＵ字管７２１ｂとによって冷媒流路が蛇行するように形成されている。加熱用熱交換器７２の伝熱管７２１の直管７２１ａは仮想線Ｌｉと直交するように配置されている。つまり、加熱用熱交換器７２内の冷媒は、仮想線Ｌｉと直交するように流れる。 The first pass 72a and the second pass 72b are formed so that the refrigerant flow path meanders by the straight pipes 721a and the U-shaped pipes 721b of the plurality of heat transfer tubes 721. The straight tube 721a of the heat transfer tube 721 of the heating heat exchanger 72 is arranged so as to be orthogonal to the virtual line Li. That is, the refrigerant in the heating heat exchanger 72 flows so as to be orthogonal to the virtual line Li.

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第１パス７２ａおよび第２パス７２ｂそれぞれの入口は水分放出エリア５０ｂにおける加湿ロータ５０の回転方向下流側と対峙している。
また、第１パス７２ａおよび第２パス７２ｂぞれぞれの出口は水分放出エリア５０ｂにおける加湿ロータ５０の回転方向上流側と対峙している。 As shown in FIGS. 10A and 10B, the inlets of the first pass 72a and the second pass 72b each face the downstream side in the rotation direction of the humidifying rotor 50 in the moisture release area 50b.
Further, the outlets of the first pass 72a and the second pass 72b each face the upstream side in the rotation direction of the humidifying rotor 50 in the moisture release area 50b.

この構成によって、水分放出エリア５０ｂの回転方向における下流域側から高温空気となり、加熱用熱交換器７２を通過した高温空気の高い方から低い方の温度勾配が回転方向と対向する態様となり、加湿ロータ５０の水分放出量の分布が改善され、効率的に加湿が行われる。 With this configuration, high-temperature air is generated from the downstream side in the rotation direction of the moisture release area 50b, and the high to low temperature gradient of the high-temperature air that has passed through the heating heat exchanger 72 faces the rotation direction, and humidification is performed. The distribution of the amount of water released from the rotor 50 is improved, and humidification is performed efficiently.

また、所定の条件下では、圧縮機３１を出た過熱冷媒は温度低下するものの凝縮に入ると温度が変わらない。例えば、図１１（蒸気圧縮式冷凍サイクルと冷媒状態を表示したｐ−ｈ線図）を用いて説明すると、図１１において、凝縮工程（点２から点３の区間）における熱交換の大半は加熱用熱交換器７２でなされるが圧縮機３１を出たところから凝縮が始まる。 Further, under a predetermined condition, the temperature of the superheated refrigerant leaving the compressor 31 drops, but the temperature does not change when it enters the condensation. For example, demonstrating using FIG. 11 (the phon diagram showing the vapor compression refrigeration cycle and the refrigerant state), in FIG. 11, most of the heat exchange in the condensation step (the section from the point 2 to the point 3) is heated. It is done by the heat exchanger 72, but the condensation starts when it leaves the compressor 31.

図１１の上段に示すように、冷媒は過熱蒸気から湿り蒸気、さらに過冷却液と変化して次の膨張工程（点３から点４の区間）に入る。過熱蒸気状態における冷媒温度は冷媒の凝縮温度よりも高い温度であり、加熱用熱交換器７２の冷媒入口に至るまでの区間の一部を、水分放出エリア５０ｂにおける加湿ロータ５０を加熱するための再熱利用域として機能させることができる。 As shown in the upper part of FIG. 11, the refrigerant changes from superheated steam to wet steam to a supercooled liquid and enters the next expansion step (section from point 3 to point 4). The refrigerant temperature in the superheated steam state is higher than the condensation temperature of the refrigerant, and a part of the section up to the refrigerant inlet of the heating heat exchanger 72 is used to heat the humidifying rotor 50 in the moisture release area 50b. It can function as a reheat utilization area.

つまり、温度分布としては、水分放出エリア５０ｂの回転方向における下流域側に対しては過熱蒸気域の高い温度が利用され、水分放出エリア５０ｂの回転方向における上流域側に対しては二相（湿り蒸気）域の中温が利用される。このように、冷媒の過熱蒸気域および二相域を有効に利用することができる。 That is, as the temperature distribution, the high temperature of the superheated steam region is used for the downstream region side in the rotation direction of the moisture release area 50b, and two phases (two phases) for the upstream region side in the rotation direction of the moisture release area 50b. The medium temperature in the wet steam) range is used. In this way, the superheated steam region and the two-phase region of the refrigerant can be effectively used.

（５）特徴
（５−１）
空気調和機１０の調湿ユニット１００では、加熱用熱交換器７２の冷媒入口が水分放出エリア５０ｂにおける加湿ロータ５０の回転方向下流側と対峙し、加熱用熱交換器７２の冷媒出口が水分放出エリア５０ｂにおける加湿ロータ５０の回転方向上流側と対峙する。それゆえ、水分放出エリア５０ｂの回転方向における下流域側から高温空気となる。その結果、加熱用熱交換器７２を通過した高温空気の高い方から低い方の温度勾配が回転方向と対向する状態となり、加湿ロータ５０の水分放出量の分布が改善され、効率的に加湿が行われる。 (5) Features (5-1)
In the humidity control unit 100 of the air conditioner 10, the refrigerant inlet of the heating heat exchanger 72 faces the downstream side in the rotation direction of the humidifying rotor 50 in the moisture release area 50b, and the refrigerant outlet of the heating heat exchanger 72 releases moisture. It faces the upstream side in the rotation direction of the humidifying rotor 50 in the area 50b. Therefore, the high temperature air is generated from the downstream side in the rotation direction of the moisture release area 50b. As a result, the temperature gradient from the higher to the lower of the high temperature air that has passed through the heat exchanger 72 for heating is in a state of facing the rotation direction, the distribution of the amount of water released from the humidifying rotor 50 is improved, and humidification is efficiently performed. Will be done.

その結果、水分放出エリア５０ｂの水分放出量の分布は、水分放出エリア５０ｂが一様に加熱される場合に比べて、平準化される。 As a result, the distribution of the amount of water released in the water release area 50b is leveled as compared with the case where the water release area 50b is uniformly heated.

（５−２）
調湿ユニット１００では、加熱用熱交換器７２と水分放出エリア５０ｂとの距離を２０〜３０ｍｍの範囲内に近づけることによって、加熱用熱交換器７２の冷媒の流し方次第で変化する加熱用熱交換器７２の温度分布をそのまま水分放出エリア５０ｂに反映できるので、水分放出量の分布を冷媒の流し方でコントロールすることができる。 (5-2)
In the humidity control unit 100, the heat for heating changes depending on how the refrigerant flows in the heat exchanger 72 for heating by bringing the distance between the heat exchanger 72 for heating and the moisture release area 50b within the range of 20 to 30 mm. Since the temperature distribution of the exchanger 72 can be directly reflected in the water release area 50b, the distribution of the water release amount can be controlled by the way the refrigerant flows.

本発明に係る調湿ユニット１００は室外ユニット３０とは分離された独立したものであるが、室外ユニット３０との一体型としても有用である。 Although the humidity control unit 100 according to the present invention is independent from the outdoor unit 30, it is also useful as an integrated type with the outdoor unit 30.

１０ 空気調和機
５０ 加湿ロータ（吸着部材）
５０ａ 水分吸着エリア
５０ｂ 水分放出エリア
７２ 加熱用熱交換器
７２ａ 第１パス
７２ｂ 第２パス
１００ 調湿ユニット 10 Air conditioner 50 Humidifying rotor (adsorption member)
50a Moisture adsorption area 50b Moisture release area 72 Heat exchanger for heating 72a 1st pass 72b 2nd pass 100 Humidity control unit

特開２０１３−２２８１８２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-228182

Claims (5)

回転可能に保持され、空気中の水分を吸着する水分吸着エリア（５０ａ）と、加熱されることによって水分を放出する水分放出エリア（５０ｂ）とを有する、吸着部材（５０）と、
前記水分放出エリア（５０ｂ）と対峙する熱交換器（７２）と、
を備え、
前記熱交換器（７２）は、内部を流れるガス状態の冷媒又は液ガス二相の状態の冷媒によって、前記水分放出エリア（５０ｂ）を加熱するための高温空気を生成し、
前記熱交換器（７２）の冷媒入口は、前記水分放出エリア（５０ｂ）における前記吸着部材（５０）の回転方向下流側と対峙し、
前記熱交換器（７２）の冷媒出口は、前記水分放出エリア（５０ｂ）における前記吸着部材（５０）の回転方向上流側と対峙する、
調湿ユニット（１００）。 An adsorption member (50) having a moisture adsorption area (50a) that is rotatably held and adsorbs moisture in the air, and a moisture release area (50b) that releases moisture by being heated.
A heat exchanger (72) facing the moisture release area (50b) and
With
The heat exchanger (72) generates high-temperature air for heating the moisture release area (50b) by the refrigerant in the gas state or the refrigerant in the liquid gas two-phase state flowing inside.
The refrigerant inlet of the heat exchanger (72) faces the downstream side of the adsorption member (50) in the rotational direction in the water release area (50b).
The refrigerant outlet of the heat exchanger (72) faces the upstream side of the adsorption member (50) in the rotational direction in the water release area (50b).
Humidity control unit (100). 前記熱交換器（７２）は、冷媒が流れる複数のパスを有し、
前記パスそれぞれの入口は、前記水分放出エリア（５０ｂ）における前記吸着部材（５０）の回転方向下流側と対峙し、
前記パスぞれぞれの出口は、前記水分放出エリア（５０ｂ）における前記吸着部材（５０）の回転方向上流側と対峙する、
請求項１に記載の調湿ユニット（１００）。 The heat exchanger (72) has a plurality of paths through which the refrigerant flows.
The inlet of each of the paths faces the downstream side in the rotational direction of the adsorption member (50) in the moisture release area (50b).
The outlets of each of the paths face the upstream side in the rotational direction of the adsorption member (50) in the water release area (50b).
The humidity control unit (100) according to claim 1. 前記熱交換器（７２）と前記水分放出エリア（５０ｂ）との最短距離が２０〜３０ｍｍの範囲内である、
請求項１に記載の調湿ユニット。 The shortest distance between the heat exchanger (72) and the moisture release area (50b) is within the range of 20 to 30 mm.
The humidity control unit according to claim 1. 圧縮工程を経て過熱蒸気となった冷媒が前記熱交換器（７２）の冷媒入口に至るまでの区間の一部の温度を利用して、前記水分放出エリア（５０ｂ）における前記吸着部材（５０）の回転方向下流側を加熱する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の調湿ユニット。 The adsorption member (50) in the water release area (50b) by utilizing the temperature of a part of the section from the refrigerant that has become superheated steam through the compression step to the refrigerant inlet of the heat exchanger (72). Heats the downstream side in the direction of rotation of
The humidity control unit according to any one of claims 1 to 3. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の調湿ユニットを備える、
空気調和機。 The humidity control unit according to any one of claims 1 to 4 is provided.
Air conditioner.
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