JP7395030B2

JP7395030B2 - 外気処理装置

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Publication number: JP7395030B2
Application number: JP2022577974A
Authority: JP
Inventors: 勇人堀江; 守濱田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-01-29
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2023-12-08
Anticipated expiration: 2041-01-29
Also published as: WO2022162901A1; US20230408131A1; JPWO2022162901A1

Description

本開示は、静止型デシカントを利用して外気を除湿および加湿して室内に給気する外気処理装置に関する。

従来、ローター式デシカントによって外気を除湿して室内に給気する空調システムの技術がある（例えば特許文献１）。

特許文献１において、デシカントを再生させる際には、つまり、デシカントが空気から吸着した水分を、デシカントから脱着させる工程では、室内から排気する空気である還気を加熱してデシカントに導き、デシカントを再生していた。

しかし、還気を利用してデシカントを再生する場合、室内に存在するウイルス及び粉塵がデシカントに付着し、外気を再生後のデシカントに通過させた際に、デシカントに付着したウイルス及び粉塵が再び室内へ戻る恐れがある。

特開平１１－３０４１９４号公報

本開示は、デシカントの再生に使用する空気として、部屋から排気する還気を使用するのではなく、外気を使用する。デシカントの再生に外気を使用する事で、デシカントに室内のウイルス及び粉塵が付着することを抑制し、ウイルス及び粉塵が再び室内へ拡散することを防止する。

本開示に係る外気処理装置は、
加熱器としても冷却器としても機能し、外気と熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器と熱交換した前記外気が通過する静止型除湿デバイスと、
前記静止型除湿デバイスを通過した前記外気を、前記熱交換器が加熱器と冷却器とのどちらで機能しているかに基づいて、第１流路と第２流路との何れか一方の流路へ選択的に送出する送出装置と、
を備える。

本開示によれば、静止型除湿デバイスには、加熱器としても冷却器としても機能する熱交換器と熱交換した外気が通過する。よって、静止型除湿デバイスであるデシカントを、熱交換器を通過した外気で再生できる。また、静止型除湿デバイスには、加熱器としても冷却器としても機能する熱交換器と熱交換した外気が通過するので、外気処理装置を簡易な構造とすることができる。

実施の形態１の図で、除湿運転モードにおける吸着運転を示す図。実施の形態１の図で、除湿運転モードにおける再生運転を示す図。実施の形態１の図で、加湿運転モードにおける吸着運転を示す図。実施の形態１の図で、加湿運転モードにおける再生運転を示す図。実施の形態１の図で、熱交換器１０を第１熱交換器として持つ冷凍サイクル装置５００を示す図。実施の形態１の図で、制御装置１０１のハードウェア構成を示す図。実施の形態１の図で、除湿運転モードでの外気８１の風量制御を示す図。実施の形態１の図で、熱負荷の検知によって排気タイミングを変更する制御を示すフローチャート。実施の形態１の図で、人検知によって排気タイミングを変更する制御を示すフローチャート。

実施の形態の説明及び図面において、同じ要素及び対応する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は、適宜に省略又は簡略化する。以下の実施の形態では、「部」を、「回路」、「工程」、「手順」、「処理」又は「サーキットリー」に適宜読み替えてもよい。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１から図９を参照して、実施の形態１の外気処理装置１００を説明する。

＜除湿運転モードと加湿運転モード＞
外気処理装置１００の運転モードには２種類ある。この２種類は、室内４００を除湿する除湿運転モードと、室内４００を加湿する加湿運転モードである。除湿運転モードでは、外気処理装置１００は、デシカント２０によって水分４を除いた外気８１を、室内４００に供給する。加湿運転モードでは、外気処理装置１００は、デシカント２０から脱着した水分４が与えられた外気８１を、室内４００に供給する。

＜吸着運転と脱着運転＞
また、それぞれの運転モードにおいて、吸着運転と脱着運転がある。つまり、除湿運転モードには吸着運転と脱着運転があり、加湿運転モードにも吸着運転と脱着運転がある。吸着運転とはデシカント２０に水分４を吸着させる運転であり、脱着運転とはデシカント２０から水分を脱着する運転である。脱着運転はデシカント２０から水分を脱着する運転であるため「再生運転」と呼ばれることがある。以下では脱着運転を「再生運転」と表記する。

＜除湿運転モード＞
図１は、外気処理装置１００の除湿運転モードにおける吸着運転を示す。
図２は、外気処理装置１００の除湿運転モードにおける再生運転を示す。
除湿運転モードにおける吸着運転では、デシカント２０によって水分４の吸着された外気８１が室内４００へ供給され、また、室内４００の還気８２が室外４２０へ排気される。除湿運転モードにおける再生運転では、デシカント２０から水分４を得た外気８１が室外４２０へ排気される。

＜外気処理装置１００の構成＞
図１を参照して、外気処理装置１００の構成を説明する。外気処理装置１００は、排気ファン２ａ、給気ファン２ｂ、全熱交換器８、熱交換器１０、デシカント２０及びダンパー装置３０を備えている。デシカント２０は静止型除湿デバイスである。ダンパー装置３０は送出装置である。全熱交換器８には排気ファン２ａ、給気ファン２ｂが設置されている。排気ファン２ａが還気８２を送り、給気ファン２ｂが外気８１を送る。熱交換器１０は、加熱器としても冷却器としても機能し、外気８１と熱交換する。熱交換器１０は、冷凍サイクル装置５００への装置制御部１１２の制御によって、加熱器と冷却器とのどちらでも機能する。熱交換器１０が加熱器として機能する場合には加熱器１０Ｈと表記し、熱交換器１０が冷却器として機能する場合には冷却器１０Ｃと表記する。熱交換器１０は外気８１と熱交換するために設置されている。デシカント２０は、熱交換器１０と熱交換した外気８１が通過する。デシカント２０は、冷却器１０Ｃに冷やされた外気８１が通過するときには、外気８１から水分４を吸着し、加熱器１０Ｈに加熱された外気８１が通過するときには、外気８１へ水分４を脱着する。ダンパー装置３０は、デシカント２０を通過した外気８１を、熱交換器１０が加熱器１０Ｈと冷却器１０Ｃとのどちらで機能しているかに基づいて、第１流路４１と第２流路４２との何れか一方の流路へ選択的に送出する。後述のように、除湿運転モードの場合には、ダンパー装置３０は、デシカント２０を通過した外気８１を、熱交換器１０が加熱器１０Ｈで機能してれば第２流路４２へ送出し、熱交換器１０が冷却器１０Ｃで機能していれば、第１流路４１へ送出する。また加湿運転モードの場合には、ダンパー装置３０は、デシカント２０を通過した外気８１を、熱交換器１０が加熱器１０Ｈで機能してれば第１流路４１へ送出し、熱交換器１０が冷却器１０Ｃで機能していれば、第２流路４２へ送出する。ダンパー装置３０は、第１ダンパー３１と第２ダンパー３２とを備えている。第１ダンパー３１は扉３１ａを備え、第２ダンパー３２は扉３２ａを備える。扉３１ａおよび扉３２ａは、装置制御部１１２の制御によって開閉する。

外気８１の風路の下流には、熱交換器１０とデシカント２０が順に並んでおり、デシカント２０の下流には、ダンパー装置３０が配置されている。第１ダンパー３１は室内４００へ外気８１を給気する第１流路４１の風路開閉を行い、第２ダンパー３２は室外４２０へ外気８１を排気する第２流路４２の風路開閉を行う。

外気処理装置１００は、さらに、制御装置１０１および制御装置１０１へ情報を入力する入力装置１０２を備えている。除湿運転モードと加湿運転モードとのどちらで外気処理装置１００を運転させるかについては、外気処理装置１００のユーザが、入力装置１０２から入力できる。外気処理装置１００は天井裏４１０に設置されている。天井裏４１０には空気調和機３００も設置されている。空気調和機３００は室内４００の空気調和を行う。室内４００には温度センサ１１３ａ及び温度センサ１１３ａが設置されている。温度センサ１１３ａは、図８で後述する、熱負荷の検知によって排気タイミングを変更する制御で使用される。温度センサ１１５ａは、図９で後述する、人検知によって排気タイミングを変更する制御で使用される。

図１，図２の説明をまとめると、以下のようである。ダンパー装置３０は、第１流路４１として、外気８１の供給先の領域であって外気８１の供給に伴い空気が排気される領域である換気領域へ通じる供給流路に送出し、第２流路４２として、換気領域とは異なる別の領域に通じる別領域流路に送出する。ここで、室内４００は換気領域であり、室外４２０は、換気領域とは異なる別の領域である。外気処理装置１００は、制御装置１０１を備えている。制御装置１０１は、入力装置１０２を介して、除湿運転モードを指示する除湿指示を受信する指示受信部１１１と、熱交換器１０を、加熱器１０Ｈと冷却器１０Ｃとのいずれかで機能させると共に、ダンパー装置３０を制御する装置制御部１１２を備えている。装置制御部１１２は、指示受信部１１１が除湿指示を受信した場合には、熱交換器１０を加熱器１０Ｈとして機能させていることに対応して、ダンパー装置３０に、外気８１を別領域流路である第２流路４２に送出させ、かつ、熱交換器１０を冷却器１０Ｃとして機能させていることに対応して、ダンパー装置３０に、外気８１を供給流路である第１流路４１に送出させる。

＜加湿運転モード＞
図３は、外気処理装置１００の加湿運転モードにおける吸着運転を示す。
図４は、外気処理装置１００の加湿運転モードにおける再生運転を示す。
図３および図４の構成は、図１および図２と同じであるが、外気８１と還気８２の流れ方が異なる。加湿運転モードにおける吸着運転では、デシカント２０によって水分４の吸着された外気８１が室外４２０へ排気される。加湿運転モードにおける再生運転では、デシカント２０から水分４を得た外気８１が室内４００へ供給され、また、室内４００の還気８２が室外４２０へ排気される。

図３，図４の説明をまとめると、以下のようである。指示受信部１１１は、入力装置１０２を介して、加湿運転モードを指示する加湿指示を受信する。装置制御部１１２は、指示受信部１１１が加湿指示を受信した場合には、熱交換器１０を加熱器１０Ｈとして機能させていることに対応して、ダンパー装置３０に、外気８１を供給流路である第１流路４１に送出させ、かつ、熱交換器１０を冷却器１０Ｃとして機能させていることに対応して、ダンパー装置３０に、外気８１を別領域流路である第２流路４２に送出させる。

＜冷凍サイクル装置５００＞
図５は、熱交換器１０を加熱器１０Ｈおよび冷却器１０Ｃとして機能させるための冷凍サイクル装置５００を示す。冷凍サイクル装置５００は、圧縮機５０１、四方弁５０２、第１熱交換器である熱交換器１０、膨張弁５０３、第２熱交換器５０４を備えている。制御装置１０１の装置制御部１１２が四方弁５０２を切り替えることで、熱交換器１０は加熱器１０Ｈと冷却器１０Ｃとのいずれかとして機能する。また装置制御部１１２が圧縮機５０１の周波数を制御することで、熱交換器１０の温度を制御する。

図６は、制御装置１０１のハードウェア構成を示す。制御装置１０１はコンピュータである。制御装置１０１は、プロセッサ１１０を備える。制御装置１０１は、プロセッサ１１０の他に、主記憶装置１２０、補助記憶装置１３０、入力インタフェース１４０、出力インタフェース１５０、通信インタフェース１６０といった、他のハードウェアを備える。プロセッサ１１０は、信号線１７０を介して、他のハードウェアと接続され、他のハードウェアを制御する。

制御装置１０１は、機能要素として、指示受信部１１１、装置制御部１１２、熱負荷検知部１１３及び人検知部１１４を備えている。指示受信部１１１、装置制御部１１２、熱負荷検知部１１３及び人検知部１１４の機能は、制御プログラム１０３により実現される。

プロセッサ１１０は、制御プログラム１０３を実行する装置である。制御プログラム１０３は、指示受信部１１１、装置制御部１１２、熱負荷検知部１１３及び人検知部１１４の機能を実現するプログラムである。プロセッサ１１０は、演算処理を行うＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）である。プロセッサ１１０の具体例は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＤＳＰ（ＤｉｇｉｔａＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。

主記憶装置１２０は、データを揮発的に保管する。主記憶装置１２０の具体例は、ＳＲＡＭ（ＳｔａｔｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＤＲＡＭ（ＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）である。主記憶装置１２０は、プロセッサ１１０の演算結果を保持する。

補助記憶装置１３０は、データを不揮発的に保管する。補助記憶装置１３０の具体例は、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）である。また、補助記憶装置１３０は、ＳＤ（登録商標）（ＳｅｃｕｒｅＤｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＮＡＮＤフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ（登録商標）ディスク、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）といった可搬記録媒体であってもよい。補助記憶装置１３０は、制御プログラム１０３を記憶している。

入力インタフェース１４０は、各装置からデータが入力されるポートである。出力インタフェース１５０は、各種機器が接続され、各種機器にプロセッサ１１０によりデータが出力されるポートである。入力インタフェース１４０には、入力装置１０２が接続している。

通信インタフェース１６０は、プロセッサ１１０が他の装置と通信するための通信ポートである。通信インタフェース１６０には、第１ダンパー３１、第２ダンパー３２、排気ファン２ａ、給気ファン２ｂ、温度センサ１１３ａ、人感センサ１１４ａ、冷凍サイクル装置５００が接続している。

プロセッサ１１０は補助記憶装置１３０から制御プログラム１０３を主記憶装置１２０にロードし、主記憶装置１２０から制御プログラム１０３を読み込み実行する。制御装置１０１は、プロセッサ１１０を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、制御プログラム１０３の実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ１１０と同じように、制御プログラム１０３を実行する装置である。制御プログラム１０３により利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、主記憶装置１２０、補助記憶装置１３０、または、プロセッサ１１０内の、レジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。

制御プログラム１０３は、指示受信部１１１、装置制御部１１２、熱負荷検知部１１３及び人検知部１１４の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程を、コンピュータに実行させるプログラムである。

また、制御方法は、コンピュータである制御装置１０１が、制御プログラム１０３を実行することにより行われる方法である。制御プログラム１０３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
＜Ａ１．除湿運転モードでの吸着運転＞
図１を参照して除湿運転モードでの吸着運転を説明する。図１に示すように、吸着運転時には、装置制御部１１２は、排気ファン２ａおよび給気ファン２ｂの両方を稼働させる。
（１）全熱交換器８：
外気８１は、外気吸入口５２から給気ファン２ｂに吸い込まれ、全熱交換器８を通過する。このとき外気８１は全熱交換器８を通過する還気８２と全熱交換する。
（２）熱交換器１０（冷却器１０Ｃ）：
全熱交換器８を通過した外気８１は、装置制御部１１２の制御によって冷却器１０Ｃとして機能している熱交換器１０と熱交換して冷やされて、相対湿度が高まる。
（３）デシカント２０：
相対湿度の高い外気８１は、デシカント２０を通過する。この時、デシカント２０は、外気８１の水分４を吸着する。
（４）ダンパー装置３０：
装置制御部１１２の制御によって、第１ダンパー３１の扉３１ａは開いており、第２ダンパー３２の扉３２ａは閉じている。デシカント２０によって除湿された外気８１は、第１ダンパー３１を通過して第１流路４１へ送出され、外気供給口６１から室内４００へ供給される。
（５）還気８２：
装置制御部１１２は排気ファン２ａを稼働している。室内４００の還気８２は還気吸入口５１へ吸い込まれて排気ファン２ａ、全熱交換器８を経て、還気排出口６２から室外４２０へ排気される。

＜Ａ２．除湿運転モードでの再生運転＞
図２を参照して除湿運転モードでの再生運転を説明する。再生運転は以下のようである。再生運転時には図２に示すように、装置制御部１１２は、排気ファン２ａを停止させ、給気ファン２ｂのみを稼働する。また、装置制御部１１２は、熱交換器１０を加熱器１０Ｈとして機能させる。
（１）全熱交換器８：
外気８１は、外気吸入口５２から給気ファン２ｂに吸い込まれ、全熱交換器８を通過する。後述のように室内４００の還気８２は排気されないので、外気８１は全熱交換器８において還気８２と全熱交換はしない。
（２）熱交換器１０（加熱器１０Ｈ）：
全熱交換器８を通過した外気８１は、装置制御部１１２の制御によって加熱器１０Ｈとして機能している熱交換器１０と熱交換して加熱されて、相対湿度が低下する。
（３）デシカント２０：
相対湿度の低い外気８１は、デシカント２０を通過する。この時、デシカント２０に吸着されている水分４は、外気８１へ脱着する。
（４）ダンパー装置３０：
装置制御部１１２の制御によって、第１ダンパー３１の扉３１ａは閉じており、第２ダンパー３２の扉３２ａは開いている。デシカント２０によって加湿された外気８１は、第２ダンパー３２を通過して第２流路４２へ送出され、外気排出口６３から室外４２０へ排出される。
（５）排気ファン２ａは停止状態なので、室内４００の還気８２は、還気排出口６２から排出されない。

＜Ｂ１．加湿運転モードでの吸着運転＞
図３を参照して加湿運転モードでの吸着運転を説明する。図３に示すように、吸着運転時には、装置制御部１１２は、排気ファン２ａを停止し、給気ファン２ｂのみを稼働させる。
（１）全熱交換器８：
外気８１は、外気吸入口５２から給気ファン２ｂに吸い込まれ、全熱交換器８を通過する。
（２）熱交換器１０（冷却器１０Ｃ）：
全熱交換器８を通過した外気８１は、装置制御部１１２の制御によって冷却器１０Ｃとして機能している熱交換器１０と熱交換して冷やされて、相対湿度が高まる。
（３）デシカント２０：
相対湿度の高い外気８１は、デシカント２０を通過する。この時、デシカント２０は、外気８１の水分４を吸着する。
（４）ダンパー装置３０：
装置制御部１１２の制御によって、第１ダンパー３１の扉３１ａは閉じており、第２ダンパー３２の扉３２ａは開いている。デシカント２０によって除湿された外気８１は、第２ダンパー３２を通過して第２流路４２へ送出され、外気排出口６３から室外４２０へ供給される。
（５）還気８２：
排気ファン２ａは停止状態なので、室内４００の還気８２は、還気排出口６２から排出されない。

＜Ｂ２．加湿運転モードでの再生運転＞
図４を参照して加湿運転モードでの再生運転を説明する。図４に示すように、再生運転時には、装置制御部１１２は、排気ファン２ａおよび給気ファン２ｂの両方を稼働させる。
（１）全熱交換器８：
外気８１は、外気吸入口５２から給気ファン２ｂに吸い込まれ、全熱交換器８を通過する。このとき外気８１は全熱交換器８を通過する還気８２と全熱交換する。
（２）熱交換器１０（加熱器１０Ｈ）：
全熱交換器８を通過した外気８１は、装置制御部１１２の制御によって加熱器１０Ｈとして機能している熱交換器１０と熱交換して加熱されて、相対湿度が低下する。
（３）デシカント２０：
相対湿度の低い外気８１は、デシカント２０を通過する。この時、デシカント２０に吸着されている水分４は、外気８１へ脱着する。
（４）ダンパー装置３０：
装置制御部１１２の制御によって、第１ダンパー３１の扉３１ａは開いており、第２ダンパー３２の扉３２ａは閉じている。デシカント２０によって加湿された外気８１は、第１ダンパー３１を通過して第１流路４１へ送出され、外気供給口６１から室内４００へ供給される。
（５）還気８２：
装置制御部１１２は排気ファン２ａを稼働している。室内４００の還気８２は還気吸入口５１へ吸い込まれて排気ファン２ａ、全熱交換器８を経て、還気排出口６２から室外４２０へ排気される。

＜Ａ３．除湿運転モードでの給気風量の調整＞
装置制御部１１２は、ダンパー装置３０によって別領域流路である第２流路４２へ送出される外気の風量に応じて、ダンパー装置３０によって供給流路である第１流路４１へ送出される外気８１の風量を制御する。具体的には以下のようである。
図７は、除湿運転モードでの外気８１の風量制御を示す図である。横軸は、外気８１の室内４００への供給時間を示す。単位は分（ｍｉｎ）である。縦軸は、単位供給風量を示す。単位供給風量は、室内４００への外気８１の１分間あたりの供給風量である。単位はｍ^３／ｍｉｎである。図７に示すように、外気処理装置１００は、除湿運転モードの再生運転時における換気停止時間（還気８２の排気停止期間）を考慮して、単位時間あたりに必要な換気量を満足するため、給気風量の調整を行う。装置制御部１１２が給気ファン２ｂの回転数を制御することで、除湿運転モードの吸着運転において、給気風量である外気８１の外気吸入口５２からの吸入量が調整される。１時間を基準時間として、具体的に説明する。１時間に必要な換気量Ｑ０に対して、図２の再生運転時に換気が停止する時間（図中の６０－ｔ１）を考慮して、吸着運転時の風量Ｑ１について、以下の式１として風量を設定する。これにより、基準時間あたりの必要換気量は満足できる。
Ｑ０×６０÷ｔ１（式１）
風量Ｑ１は以下の計算による。図７で四角形Ｓ０と四角形Ｓ１の面積が等しくなるべきである。風量の単位はｍ^３／ｍｉｎとする。風量Ｑ０で基準の１時間に供給される風量Ｑａは、式２である。
Ｑａ＝Ｑ０（ｍ^３／ｍｉｎ）×６０（ｍｉｎ）（式２）
である。
風量Ｑ１で基準の１時間のうちのｔ１（ｍｉｎ）に供給される風量Ｑｂは、式３である。
Ｑｂ＝Ｑ１（ｍ^３／ｍｉｎ）×ｔ１（ｍｉｎ）（式３）
Ｑａ＝Ｑｂであるので、
Ｑ０×６０＝Ｑ１×ｔ１である。
よって、Ｑ１は式３で与えられる。
Ｑ１＝Ｑ０×（６０／ｔ１）（式３）

＜Ａ３．１＞
除湿運転モードでの給気風量の調整とき、外気８１を室外４２０へ排気する再生運転の時間（図２）を調整するために、装置制御部１１２は、冷凍サイクル装置５００を制御することで、再生運転時の加熱器１０Ｈによる外気８１に対する加熱量を制御してもよい。これにより、図７の「６０－ｔ１」の期間を正確に得ることができるので、より正確に換気量の制御が可能になる。

＜Ａ３．２＞
除湿運転モードにおいて、外気８１を排出する再生運転を開始するタイミングはタイマーで決めても良いし、基準時間（上述の例では１時間）の中のある時刻、例えば、基準時間内に１２時を含む場合は１２時、などとして決めても良い。以下では、排気運転及び給気運転の用語を使用する。これらは以下の意味である。排気運転とは、デシカント２０を通過した外気８１を第２流路４２から室外４２０へ排気する運転である。給気運転とは、デシカント２０を通過した外気８１を第１流路４１から室内４００へ給気する運転である。除湿運転モードでは、排気運転は、図２の再生運転である。加湿運転モードでは、排気運転は、図３の吸着運転である。除湿運転モードでは、給気運転は、図１の吸着運転である。加湿運転モードでは、給気運転は、図４の再生運転である。ここの説明は除湿運転モードであるので、排気運転とは、再生運転である。例えば、朝は、空気調和システムの運転を開始するので空気調和システムにとって負荷が高い。このため、外気処理装置１００は排気運転を行い、換気量を抑制することも考えられる。つまり、排気運転では、室内４００の還気８２が室外４２０へ排気されないので、室内４００の空気は換気されることなく、空気調和システムによって設定温度に近づくように制御される。よって空気調和システムにとって負荷が低い。

＜Ｂ３．加湿運転モードでの給気風量の調整＞
加湿運転モードでの給気風量の調整は、除湿運転モードでの給気風量の場合と同じである。加湿運転モードでは、再生運転の際に外気８１が室内４００に供給され、吸着運転の際に外気８１が室外４２０へ排気される。よって加湿運転モードでの給気風量の調整は、再生運転の際に実行される。

＜Ｂ３．１＞
加湿運転モードでの給気風量の調整とき、外気８１を室外４２０へ排気する吸着運転の時間を調整するために、装置制御部１１２は、冷凍サイクル装置５００を制御することで、吸着運転時の冷却器１０Ｃによる外気８１に対する冷却を制御してもよい。これにより、図０７の「６０－ｔ１」の期間を正確に得ることができるので、より正確に換気量の制御が可能になる。

＜Ｂ３．２＞
加湿運転モードにおいて、外気８１を排出する吸着運転を開始するタイミングはタイマーで決めても良いし、基準時間（上述の例では１時間）の中のある時刻、例えば、基準時間内に１２時を含む場合は１２時、などとして決めても良い。ここは加湿運転モードの説明であるので、排気運転とは、吸着運転である。例えば、朝は、空気調和システムの運転を開始するので空気調和システムにとって負荷が高い。このため、外気処理装置１００は排気運転を行い、換気量を抑制することも考えられる。つまり、排気運転では、室内４００の還気８２が室外４２０へ排気されないので、室内４００の空気は換気されることなく、空気調和システムによって設定温度に近づくように制御される。よって空気調和システムにとって負荷が低い。

図８は、外気処理装置１００が、熱負荷検知部１１３を備える際の外気処理装置１００の動作を示すフローチャートである。制御装置１０１は、換気領域である室内４００を空気調和する空気調和機３００の熱負荷を検知する熱負荷検知部１１３を備えている。装置制御部１１２は、検知された熱負荷が閾値よりも大きいときに、ダンパー装置３０に、外気８１を別領域流路である第２流路４２に送出させる。以下に具体的に説明する。熱負荷検知部１１３は、通信インタフェース１６０を介して温度センサ１１３ａに接続しており、温度センサ１１３ａから室内４００の温度Ｔｉを検知する。また、熱負荷検知部１１３は、空気調和機３００を制御する、図示していない空気調和制御装置から、空気調和機３００に対する室内４００の設定温度Ｔｓを、通信インタフェース１６０を介して取得する。

熱負荷検知部１１３は、空気調和機３００が処理すべき熱負荷を検知する。ここで熱負荷とは、熱負荷検知部１１３が取得する設定温度Ｔｓと、温度センサ１１３ａを介して検知した室内４００の温度Ｔｉとの差△Ｔである。△Ｔは式４で得られる。
以下△Ｔを熱負荷として説明をする。
△Ｔ＝｜Ｔｉ－Ｔｓ｜（式４）

＜ステップＳ１０１＞
ステップＳ１０１において、指示受信部１１１は、現在時刻、排気時間の設定値（図７の「６０－ｔ１」に相当）、基準時間（図７の１時間に相当）を取得する。熱負荷検知部１１３は、熱負荷△Ｔを算出する。

＜ステップＳ１０２＞
熱負荷検知部１１３は、熱負荷△Ｔが閾値ＴＨ１よりも大きいかどうかを判定する。大きい場合は、処理はステップＳ１０３に進み、そうでない場合、処理はステップＳ１０９に進む。

＜ステップＳ１０３＞
ステップＳ１０３において、装置制御部１１２は、基準時間内に、排気運転（除湿運転モードでは再生運転、加湿運転モードでは吸着運転）を行っているかどうかを判定する。基準時間内に排気運転を行っていない合、処理はステップＳ１０４に進む。基準時間内に排気運転を行っている場合、処理はステップＳ１０５に進む。

＜ステップＳ１０４＞
ステップＳ１０４において、装置制御部１１２は排気運転行う。排気運転は、除湿運転モードでは再生運転、加湿運転モードでは吸着運転である。排気運転により、換気量が増えることによる熱負荷の増加を抑制できる。

ステップＳ１０５において、装置制御部１１２は、給気運転を行う。給気運転は、除湿運転モードでは吸着運転、加湿運転モードでは再生運転である。

ステップＳ１０６において、装置制御部１１２は、排気運転の時間である排気時間（「６０－ｔ１」に相当）が、排気時間設定値以上かを判定する。ステップＳ１０６でＹＥＳの場合には処理はステップＳ１０７に進み、ＮＯの場合には処理はステップＳ１０８に進む。

＜ステップＳ１０７＞
ステップＳ１０７において、装置制御部１１２は、外気８１の給気運転を開始する。給気運転は、除湿運転モードでは吸着運転、加湿運転モードでは再生運転である。

＜ステップＳ１０８＞
ステップＳ１０８において、装置制御部１１２は、ステップＳ１０４から排気運転を継続する。排気運転は、除湿運転モードでは再生運転、加湿運転モードでは吸着運転である。

＜ステップＳ１０９＞
ステップＳ１０９において、装置制御部１１２は、基準時間内（例：６０分以内）に、排気運転を行っていうかどうかを判定する。排気運転は、除湿運転モードでは再生運転、加湿運転モードでは吸着運転である。基準時間内に排気運転を行っていない場合、処理はステップＳ１１０に進む。基準時間内に排気運転を行っている場合、処理はステップＳ１１３に進む。

＜ステップＳ１１０＞
ステップＳ１１０において、装置制御部１１２は、基準時間（６０分）の残り時間（基準時間内の経過時間）が、必要な排気運転時間以下であるなら（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１１において、排気運転に移行する。排気運転は、除湿運転モードでは再生運転、加湿運転モードでは吸着運転である。ステップＳ１１０において、装置制御部１１２は、基準時間（６０分）の残り時間（基準時間内の経過時間）が、必要な排気運転時間より大きいなら（ステップＳ１１０でＮＯ）、ステップＳ１１２において、給気運転を継続する。

図９は、人検知部１１４を備える外気処理装置１００の動作を示すフローチャートである。制御装置１０１は、換気領域である室内４００に存在する人の数を検知する人検知部１１４を備えている。装置制御部１１２は、人検知部１１４によって検知された人数が閾値ＴＨ２よりも小さいときに、ダンパー装置３０に、外気８１を別領域流路である第２流路４２に送出させる。以下に具体的に説明する。人検知部１１４は、通信インタフェース１６０を介して人感センサ１１４ａに接続しており、人感センサ１１４ａから、室内４００に存在する人数を検知する。図９は図８に類似である。ステップＳ２０１からステップＳ２１２は、それぞれ、ステップＳ１０１からステップＳ１１２に対応する。ステップＳ２０１、及びステップＳ２０２が、ステップＳ１０１、及びステップＳ１０２と異なる以外、ステップＳ２０３からステップＳ２１２は、それぞれ、ステップＳ１０３らステップＳ１１２に同じ処理である。したがって、ステップＳ２０１、及びステップＳ２０２を説明する。

＜ステップＳ２０１、Ｓ２０２＞
ステップＳ２０１において、指示受信部１１１は、現在時刻、排気時間の設定値、基準時間を取得する。人検知部１１４は、人感センサ１１４ａから人数を取得する。人検知部１１４は人感センサ１１４ａを介して、室内４００に存在する人数を検知する。

＜ステップＳ２０２＞
人検知部１１４は、検知した人数が閾値ＴＨ２よりも小さいかどうかを判定する。小さい場合は、処理はステップＳ２０３に進み、そうでない場合、処理はステップＳ２０９に進む。以下の処理は上記のように図８と同じなので説明は省略する。

＊＊＊実施の形態１の効果の説明＊＊＊
実施の形態１の外気処理装置１００は、還気８２を使わずにデシカント２０を再生する。このため、室内４００に存在するウイルス及び粉塵がデシカント２０に付着することを抑制できる。これにより、ウイルス及び粉塵の室内への拡散を防止し、効率よくウイルス及び粉塵を排気できる。
また、外気処理装置１００は、外気８１を室外４２０へ排気する排気運転における換気停止時間を考慮して風量調整する。このため、単位時間あたりの必要換気量を満足できる。
これらにより、健康で快適な空間を提供できる。
また、熱負荷検知手段を備えることで、空気調和システムの熱負荷のピークを抑えるように換気を停止することができ、あるいは、人検知手段を備えることで、居住者に不快感を与えないタイミングで換気を停止する、というような排気運転が可能になり、利便性が向上する。
また、外気処理装置１００の装置制御部１１２は、熱交換器１０が加熱器１０Ｈとして機能しているか、あるいは冷却器１０Ｃとして機能しているかによって、ダンパー装置３０の扉３１ａ及び扉３２ａの開閉を制御するので、簡易な構成で、外気処理装置１００を実現できる効果がある。

２ａ排気ファン、２ｂ給気ファン、４水分、８全熱交換器、１０熱交換器、１０Ｈ加熱器、１０Ｃ冷却器、２０デシカント、３０ダンパー装置、３１第１ダンパー、３２第２ダンパー、３１ａ，３２ａ扉、４１第１流路、４２第２流路、５１還気吸入口、５２外気吸入口、６１外気供給口、６２還気排出口、６３外気排出口、８１外気、８２還気、１００外気処理装置、１０１制御装置、１０２入力装置、１０３制御プログラム、１１１指示受信部、１１２装置制御部、１１３熱負荷検知部、１１４人検知部、１１３ａ温度センサ、１１４ａ人感センサ、１１０プロセッサ、１２０主記憶装置、１３０補助記憶装置、１４０入力インタフェース、１５０出力インタフェース、１６０通信インタフェース、１７０信号線、３００空気調和機、４００室内、４１０天井裏、４２０室外、５００冷凍サイクル装置、５０１圧縮機、５０３膨張弁、５０４第２熱交換器。

Claims

加熱器としても冷却器としても機能し、外気と熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器と熱交換した前記外気が通過する静止型除湿デバイスと、
前記静止型除湿デバイスを通過した前記外気を、前記熱交換器が加熱器と冷却器とのどちらで機能しているかに基づいて、第１流路と第２流路との何れか一方の流路へ選択的に送出する送出装置と、
を備える外気処理装置であって、
前記送出装置は、
前記第１流路として、前記外気の供給先の領域であって前記外気の供給に伴い空気が排気される領域である換気領域へ通じる供給流路に送出し、前記第２流路として、前記換気領域とは異なる別の領域に通じる別領域流路に送出し、
前記外気処理装置は、さらに、制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記熱交換器を、加熱器と冷却器とのいずれかで機能させ、前記送出装置を制御する装置制御部を備え、
前記装置制御部は、
前記熱交換器を加熱器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記別領域流路に送出させ、かつ、前記熱交換器を冷却器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記供給流路に送出させるとともに、
前記送出装置によって前記別領域流路へ送出される前記外気の風量に応じて、前記送出装置によって前記供給流路へ送出される外気の風量を制御する外気処理装置。
前記制御装置は、
除湿運転を指示する除湿指示と加湿運転を指示する加湿指示とのいずれかを受信する指示受信部を備え、
前記装置制御部は、
前記指示受信部が前記除湿指示を受信した場合には、前記熱交換器を加熱器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記別領域流路に送出させ、かつ、前記熱交換器を冷却器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記供給流路に送出させ、
前記指示受信部が前記加湿指示を受信した場合には、前記熱交換器を加熱器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記供給流路に送出させ、かつ、前記熱交換器を冷却器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記別領域流路に送出させる請求項１に記載の外気処理装置。
加熱器としても冷却器としても機能し、外気と熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器と熱交換した前記外気が通過する静止型除湿デバイスと、
前記静止型除湿デバイスを通過した前記外気を、前記熱交換器が加熱器と冷却器とのどちらで機能しているかに基づいて、第１流路と第２流路との何れか一方の流路へ選択的に送出する送出装置と、
を備える外気処理装置であって、
前記送出装置は、
前記第１流路として、前記外気の供給先の領域であって前記外気の供給に伴い空気が排気される領域である換気領域へ通じる供給流路に送出し、前記第２流路として、前記換気領域とは異なる別の領域に通じる別領域流路に送出し、
前記外気処理装置は、さらに、制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記熱交換器を、加熱器と冷却器とのいずれかで機能させ、前記送出装置を制御する装置制御部を備え、
前記装置制御部は、
前記熱交換器を加熱器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記別領域流路に送出させ、かつ、前記熱交換器を冷却器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記供給流路に送出させるとともに、
前記制御装置は、さらに、
前記換気領域を空気調和する空気調和機の熱負荷を検知する熱負荷検知部を備え、
前記装置制御部は、
検知された熱負荷が閾値よりも大きいときに、前記送出装置に、前記外気を前記別領域流路に送出させる外気処理装置。
加熱器としても冷却器としても機能し、外気と熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器と熱交換した前記外気が通過する静止型除湿デバイスと、
前記静止型除湿デバイスを通過した前記外気を、前記熱交換器が加熱器と冷却器とのどちらで機能しているかに基づいて、第１流路と第２流路との何れか一方の流路へ選択的に送出する送出装置と、
を備える外気処理装置であって、
前記送出装置は、
前記第１流路として、前記外気の供給先の領域であって前記外気の供給に伴い空気が排気される領域である換気領域へ通じる供給流路に送出し、前記第２流路として、前記換気領域とは異なる別の領域に通じる別領域流路に送出し、
前記外気処理装置は、さらに、制御装置を備え、
前記制御装置は、
前記熱交換器を、加熱器と冷却器とのいずれかで機能させ、前記送出装置を制御する装置制御部を備え、
前記装置制御部は、
前記熱交換器を加熱器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記別領域流路に送出させ、かつ、前記熱交換器を冷却器として機能させていることに対応して、前記送出装置に、前記外気を前記供給流路に送出させるとともに、
前記制御装置は、さらに、
前記換気領域に存在する人の数を検知する人検知部を備え、
前記装置制御部は、
前記人検知部によって検知された人数が閾値よりも小さいときに、前記送出装置に、前記外気を前記別領域流路に送出させる外気処理装置。