WO2005098326A1

WO2005098326A1 - 空気調和機および空気調和機の制御方法

Info

Publication number: WO2005098326A1
Application number: PCT/JP2005/005511
Authority: WO
Inventors: Satoshi Ishida; Nobuki Matsui; Tomohiro Yabu
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2005-10-20
Also published as: EP1752716A1; AU2005230518B2; KR20060131825A; US20070193287A1; KR100781501B1; US7810339B2; EP1752716A4; AU2005230518A1

Abstract

　空気調和機は、インバータ圧縮機（７）を有する冷凍サイクルを利用して、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理するもので、熱交換器（３），（５）と、吸着剤と、制御部（２）とを備える。吸着剤は、蒸発器として働く熱交換器（５），（３）によって吸熱される通過空気の水分を吸着する吸着動作、および、凝縮器として働く熱交換器（３），（５）によって加熱される通過空気に対して水分を脱離する再生動作、を行う。制御部（２）は、吸着剤の吸着動作と再生動作とが所定の切換時間間隔で切り換わるように制御するとともに、潜熱負荷と顕熱負荷との和である全熱負荷、潜熱負荷、および顕熱負荷のうち所定の負荷が優先して処理されるように、インバータ圧縮機（７）の容量制御および吸着動作と切換時間間隔の変更制御を行う。

Description

明細書

空気調和機および空気調和機の制御方法

技術分野

[0001] 本発明は、空気調和機および空気調和機の制御方法、特に、圧縮機を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機に関する。

背景技術

[0002] 従来から、吸着剤を用いて空気の湿度調整を可能とした空気調和機が、デシカント調湿機やデシカント外調機として知られている。例えば、特許文献 1に示される空調システムでは、デシカント（吸着剤）を 2つ備え、各デシカントの吸着動作と再生動作とをバッチ的に行っている。そして、例えば、第 1のデシカントの再生および第 2のデシカントによる処理空気の除湿と、第 1のデシカントによる処理空気の除湿および第 2のデシカントの再生とを繰り返し行うことによって、屋内の除湿空調を行っている。

特許文献 2に示される調湿装置でも、第 1吸着素子 (吸着剤を含むユニット)で吸着動作を行うとともに第 2吸着素子で再生動作を行う第 1動作と、第 2吸着素子で吸着動作を行うとともに第 1吸着素子で再生動作を行う第 2動作とを交互に切り換え、吸着側の第 1空気または再生側の第 2空気を室内に供給することによって、除湿運転または加湿運転を行っている。

[0003] また、従来の吸着剤を用いたデシカント式外調機の除湿および加湿運転の能力制御について、以下の方法が提案されていた。

(1)再生空気温度を一律に調整する制御方法として、空調空間の湿度および温度に基づ!/、て、デシカントを再生する熱源となるヒートポンプの運転を制御する方法が、特許文献 3に記載されて!ヽる。

(2)室内空気湿度または給気空気湿度の設定値と測定値とからの再生空気温度の決定による制御方法として、処理空気経路のデシカントへの水分吸着速度を抑制する手段と、再生空気経路の再生空気の昇温を促進する手段とを用いて能力制御を行う方法が、特許文献 4に記載されている。この再生空気の昇温を促進する手段は、再生空気の経路中の再生空気の流量を減少させることによって再生空気の温度を上昇させたり、再生空気経路のデシカントの上流側に配置した補助加熱手段を用いて再生空気の温度を上昇させたりする。吸着速度を抑制する手段は、処理空気経路における処理空気の循環を停止することにより水分吸着速度を抑制したり、処理空気経路中に設けたデシカントの下流側力上流側へバイパスするノィパス流路に処理空気を流通させることにより水分吸着速度を抑制したりする。

[0004] さらに、除湿および加湿運転の能力につ、ての他の制御方法として、吸排気風量ノランス調整によるものも考えられる。

特許文献 1：特開平 10- 9963号公報

特許文献 2：特開 2004— 60954号公報

特許文献 3：特開平 9—318128号公報

特許文献 4：特開平 10— 54586号公報

発明の開示

[0005] 上記のような吸着剤を用いた従来の空気調和機では、吸着剤による空気中の水分の吸着動作と、吸着剤の水分を脱離させる再生動作とを切り換えているが、その切り換えの制御については、従来では特に目立った技術を採用していない。あまりに切り換えの時間間隔が長ければ吸着剤の吸着作用が限界に近づ!、て水分の吸着が十分に出来なくなるので、適当な時間間隔で切り換えを行う必要はあると思われるが、そのような適当な時間間隔を決めれば、除加湿の能力につ、ては圧縮機の容量制御が通常考えられる調整方法であると思われる。

また、潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機において、どのような能力制御を行うことが望ましいかについては、あまり目立った技術が存在していない。本発明の 1つの課題は、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機であって、適切な能力制御をすることができる空気調和機および空気調和機の制御方法を提供することにある。

[0006] 一方、特許文献 3や特許文献 4にあるような従来のデシカント式外調機の除湿および加湿運転の能力制御、例えば空気温度を制御目標とする能力制御は、フロー式除加湿装置では可能である力ノツチ式除加湿装置については、ノツチ切換時のような運転状態の変化に対する空気温度変化の時間的な遅れが大きいこと、流路内各部での温度分布 (経時変ィ匕も含む）が大きいことなどの理由から、適したものではない。

本発明の別の課題は、適切な空気調和機の能力および Zまたは顕潜熱処理量比の制御を可能とする空気調和機および空気調和機の制御方法を提供することにある第 1発明に係る空気調和機は、圧縮機を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機であって、熱交^^と、吸着剤と、制御部とを備えている。吸着剤は、蒸発器として働く熱交によって吸熱される通過空気の水分を吸着する吸着動作、および、凝縮器として働く熱交翻によって加熱される通過空気に対して水分を脱離する再生動作、を行う。制御部は、吸着剤の吸着動作と再生動作とが所定の切換時間間隔で切り換わるように制御する。また、制御部は、潜熱負荷と顕熱負荷との和である全熱負荷、潜熱負荷、および顕熱負荷のうち所定の負荷が優先して処理されるように、圧縮機の容量制御および吸着動作と再生動作との切換時間間隔の変更制御を行う。

[0007] ここでは、蒸発器として働く熱交によって吸着剤が吸着動作を行ヽ、また凝縮器として働く熱交換器によって吸着剤が再生動作を行う。そして、吸着剤の吸着動作と再生動作との切り換えの時間間隔 (切換時間間隔)の変更制御が、圧縮機の容量制御とともに、制御部によって行われる。

切換時間間隔の変更をすると、空気調和機の潜熱負荷を処理する能力（以下、潜熱処理能力という。）と顕熱負荷を処理する能力（以下、顕熱処理能力という。）との比（以下、顕潜熱処理量比という。）を変えることができる。一方、圧縮機の容量制御を行うと、潜熱処理能力および顕熱処理能力の和（以下、全熱処理能力という。）を増減することができる。すなわち、制御部は、潜熱処理能力、顕熱処理能力、および全熱処理能力を、それぞれ調整することができる。

[0008] そして、そのような調整機能を持つ制御部は、全熱負荷、潜熱負荷、および顕熱負荷のうち所定の負荷が優先して処理されるように、圧縮機の容量制御および切換時間間隔の変更制御を行う。このような制御が為されるため、本空気調和機では、適切な能力制御をすることが容易になって、る。

例えば、第 2発明に係る空気調和機のように、優先して処理される所定の負荷がュ一ザにより選択されたものである場合には、ユーザとしては、選んだ負荷が優先して処理されるようになり、より好みにあった空調環境を得ることができるようになる。

また、第 3発明に係る空気調和機のように、優先して処理される所定の負荷を、潜熱処理能力と潜熱処理の大きさとの差分、顕熱処理能力と顕熱処理の大きさとの差分、および全熱処理能力と全熱処理の大きさとの差分に基づいて決定する場合には、例えば、差分が最も大きい負荷を所定の負荷として優先処理するようにして、全熱負荷、潜熱負荷、顕熱負荷の処理のバランスを取ることができるようになる。

[0009] 第 2発明に係る空気調和機は、第 1発明の空気調和機であって、入力部をさらに備えている。入力部は、優先して処理を行う所定の負荷を、ユーザに選択させる。第 3発明に係る空気調和機は、第 1発明の空気調和機であって、制御部は、第 1差分、第 2差分、および第 3差分に基づいて、優先して処理を行う所定の負荷を決定する。第 1差分は、全熱負荷を処理する現在の能力と、全熱負荷の大きさとの差である。第 2差分は、潜熱負荷を処理する現在の能力と、潜熱負荷の大きさとの差である。第 3差分は、顕熱負荷を処理する現在の能力と、顕熱負荷の大きさとの差である。第 4発明に係る空気調和機は、第 1発明から第 3発明のいずれかの空気調和機であって、制御部は、優先して処理を行う所定の負荷が潜熱負荷である場合に、圧縮機の容量制御による潜熱負荷の処理量の変更を、切換時間間隔の変更制御による潜熱負荷の処理量の変更よりも優先させる。

[0010] ここでは、潜熱負荷を優先して処理する場合に、まず圧縮機の容量制御を行って潜熱負荷の処理量を変化させ、それでも足りないときに、吸着動作と再生動作との切換時間間隔の変更制御を行って潜熱負荷の処理量をさらに変化させる。このように、まず圧縮機の容量制御を行うため、潜熱負荷の処理量の変化が比較的早く現れ、必要な潜熱負荷の処理が早く達成されるようになる。

第 5発明に係る空気調和機は、第 1発明から第 3発明のいずれかの空気調和機であって、制御部は、優先して処理を行う所定の負荷が潜熱負荷である場合に、切換時間間隔の変更制御による潜熱負荷の処理量の変更を、圧縮機の容量制御による潜熱負荷の処理量の変更よりも優先させる。

ここでは、潜熱負荷を優先して処理する場合に、まず吸着動作と再生動作との切換時間間隔の変更制御を行って潜熱負荷の処理量を変化させ、それでも足りないときに、圧縮機の容量制御を行って潜熱負荷の処理量をさらに変化させる。このように、まず切換時間間隔の変更制御を行うため、潜熱負荷の処理量を増加させる必要がある場合にも、圧縮機の容量を上げる制御によって消費エネルギー量を大幅に増加させることなく潜熱負荷の処理量を増やすことができるようになる。例えば、切換時間間隔の変更制御によって潜熱負荷の処理量の顕熱負荷の処理量に対する比を大きくすることで必要な潜熱負荷の処理量が確保できる場合には、圧縮機の容量を上げる必要はない。

[0011] 第 6発明に係る空気調和機は、第 1発明から第 3発明のいずれかの空気調和機であって、制御部は、優先して処理を行う所定の負荷が顕熱負荷である場合に、圧縮機の容量制御による顕熱負荷の処理量の変更を、切換時間間隔の変更制御による顕熱負荷の処理量の変更よりも優先させる。

ここでは、顕熱負荷を優先して処理する場合に、まず圧縮機の容量制御を行って顕熱負荷の処理量を変化させ、それでも足りないときに、吸着動作と再生動作との切換時間間隔の変更制御を行って顕熱負荷の処理量をさらに変化させる。このように、まず圧縮機の容量制御を行うため、顕熱負荷の処理量の変化が比較的早く現れ、必要な顕熱負荷の処理が早く達成されるようになる。

第 7発明に係る空気調和機は、第 1発明から第 3発明のいずれかの空気調和機であって、制御部は、優先して処理を行う所定の負荷が顕熱負荷である場合に、切換時間間隔の変更制御による顕熱負荷の処理量の変更を、圧縮機の容量制御による顕熱負荷の処理量の変更よりも優先させる。

[0012] ここでは、顕熱負荷を優先して処理する場合に、まず吸着動作と再生動作との切換時間間隔の変更制御を行って顕熱負荷の処理量を変化させ、それでも足りないときに、圧縮機の容量制御を行って顕熱負荷の処理量をさらに変化させる。このように、まず切換時間間隔の変更制御を行うため、顕熱負荷の処理量を増加させる必要がある場合にも、圧縮機の容量を上げる制御によって消費エネルギー量を大幅に増加させることなく顕熱負荷の処理量を増やすことができるようになる。例えば、切換時間間隔の変更制御によって顕熱負荷の処理量の潜熱負荷の処理量に対する比を大きくすることで必要な顕熱負荷の処理量が確保できる場合には、圧縮機の容量を上げる必要はない。

第 8発明に係る空気調和機は、第 1発明から第 3発明のいずれかの空気調和機であって、制御部は、優先して処理を行う所定の負荷が全熱負荷である場合に、まず圧縮機の容量制御を行う。

[0013] 全熱負荷を増減させるときには圧縮機の容量を変えることが効果的であることから、ここでは、全熱負荷を優先して処理しなければならないときに、まず圧縮機の容量制御を行っている。

第 9発明に係る空気調和機は、第 1発明から第 3発明のいずれかの空気調和機であって、制御部は、優先して処理を行う所定の負荷が全熱負荷である場合に、まず切換時間間隔の制御により潜熱負荷の処理量と顕熱負荷の処理量との比を固定し、その後に圧縮機の容量制御を行う。

全熱負荷を優先させる場合、基本的には顕潜熱処理量比を変える必要がなヽため、ここでは、顕潜熱処理量比をまず固定した上で圧縮機の容量制御を行っている。このため、不要な顕潜熱処理量比の変化が抑えられる。

[0014] より具体的に説明する。吸着剤の吸着動作と再生動作とを切り換える方式の空気調和機において全熱負荷の中の顕潜熱負荷の比に合わせて顕潜熱処理量比を調整していくと、能力制御が徒に複雑ィ匕してしまう恐れがある。しかし、ここでは、まず全熱負荷の処理量を変化させて!/、き、顕熱または潜熱の負荷と顕熱または潜熱の処理量とがある程度均衡した時点から、残る顕熱負荷または潜熱負荷の処理量を顕潜熱処理量比の調整によって変化させることができ、制御をシンプルィ匕することができる。第 10発明に係る空気調和機は、第 1発明から第 9発明のいずれかの空気調和機であって、熱交として、表面に吸着剤が設けられた第 1吸着熱交^^および第 2吸着熱交を備えている。そして、制御部は、第 1状態と第 2状態とを切り換える。第 1状態では、第 1吸着熱交換器の吸着剤の吸着動作または再生動作により除湿または加湿された空気を、屋内に供給する。第 2状態では、第 2吸着熱交換器の吸着剤の吸着動作または再生動作により除湿または加湿された空気を、屋内に供給する。

[0015] この空気調和機では、熱交^^として 2つの吸着熱交を備えており、一方の吸着熱交換器から除湿または加湿された空気を屋内に送る状態 (第 1状態)と、他方の吸着熱交カゝら除湿または加湿された空気を屋内に送る状態 (第 2状態)とを切り換える。このように 2つの吸着熱交^^を備えているため、一方の吸着熱交^^の吸着剤に吸着動作をさせながら他方の吸着熱交^^の吸着剤に再生動作をさせることができ、連続的に屋内に対して除湿または加湿された空気を送り続けることが可能となっている。

第 11発明に係る空気調和機は、第 1発明から第 10発明のいずれかの空気調和機であって、熱交を、利用側熱交として備えている。そして、この空気調和機は、利用側熱交^^とは別に、熱源側熱交をさらに備えている。

ここでは、吸着剤に吸着動作や再生動作を行わせる利用側熱交^^とは別に、熱源側熱交をさらに備えている。

[0016] なお、利用側熱交換器として、吸着剤に吸着動作や再生動作を行わせる複数の熱交換器を配備することもできる。また、利用側熱交換器として、吸着剤に吸着動作や再生動作を行わせる熱交換器と、それとは別の顕熱負荷処理専用の熱交換器とを酉己備することちでさる。

第 12発明に係る空気調和機は、第 1発明から第 11発明のいずれかの空気調和機であって、制御部は、蒸発器の温度、蒸発器の圧力、凝縮器の温度、および凝縮器の圧力のうち少なくともいずれ力 1つに基づいて、圧縮機の容量制御および切換時間間隔の変更制御を行う。

ここでは、吸着剤に吸着動作や再生動作を行わせる熱交換器の温度や圧力 (蒸発器の温度、蒸発器の圧力、凝縮器の温度、凝縮器の圧力）から、熱交換器の中の冷媒の状態を得ることができる。この冷媒の状態は、吸着剤の温度に大きな影響を与えるファクターである。一方、ここでは吸着剤の吸着動作と再生動作とが所定の切換時間間隔で切り換わるため、吸着剤や熱交^^の周囲の温度や湿度だけ力も吸着剤の温度を推定しょうとすると、その推定精度を確保することが難しい。 [0017] これに鑑み、潜熱負荷の処理能力ゃ顕熱負荷の処理能力、特に潜熱負荷の処理能力に直接的な影響を与える吸着剤の温度に深い関係がある蒸発器の圧力、凝縮器の温度、および凝縮器の圧力のうち少なくともいずれ力 1つに基づいて、圧縮機の容量制御および切換時間間隔の変更制御を行っている。これにより、冷房除湿運転や暖房加湿運転などを行う際の能力制御 (圧縮機の容量制御および切換時間間隔の変更制御）が、より適切に為されるようになる。

第 13発明に係る空気調和機の制御方法は、圧縮機および熱交換器を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、吸着動作および再生動作を行う吸着剤を使用して、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機の制御方法である。吸着剤の吸着動作とは、蒸発器として働く熱交によって吸熱される通過空気の水分を吸着する動作である。吸着剤の再生動作とは、凝縮器として働く熱交換器によつて加熱される通過空気に対して水分を脱離する動作である。そして、この空気調和機の制御方法では、吸着剤の吸着動作と再生動作とが所定の切換時間間隔で切り換わるように制御するとともに、潜熱負荷と顕熱負荷との和である全熱負荷、潜熱負荷、および顕熱負荷のうち所定の負荷が優先して処理されるように、圧縮機の容量制御および切換時間間隔の変更制御を行う。

[0018] 第 14発明の空気調和機は、圧縮機を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機である。空気調和機は、熱交換器と、吸着剤と、制御部とを備えている。吸着剤は、蒸発器として働く熱交換器によって吸熱される通過空気の水分を吸着する吸着動作、および、凝縮器として働く熱交換器によって加熱される通過空気に対して水分を脱離する再生動作を行う。制御部は、吸着剤の吸着動作と再生動作とが所定の切換時間間隔で切り換わるように制御する。制御部は、蒸発器の温度、蒸発器の圧力、凝縮器の温度、および凝縮器の圧力のうち少なくともいずれ力 1つに基づいて、圧縮機の容量制御および Zまたは切換時間間隔の変更制御を行う。

ここでは、吸着剤の温度が空気温度よりも冷媒温度により追随することに着目して、従来の再生空気温度などの代わりに、蒸発器の温度、蒸発器の圧力、凝縮器の温度、および凝縮器の圧力のうち少なくともいずれか 1つに基づいて、圧縮機の容量制御および Zまたは切換時間間隔の変更制御を行う。これにより、従来より適切な除加湿時の潜熱能力制御（除加湿水分量の制御）および除加湿時の顕潜熱処理量比の制御が可能になる。

[0019] 第 15発明の空気調和機は、第 14発明の空気調和機であって、熱交換器が、表面に吸着剤を担持している吸着熱交^^である。ここでは、熱交^^の表面に吸着剤を担持しており、

吸着剤の温度は非常に強く冷媒温度に連動することになる。したがって、蒸発器の温度、蒸発器の圧力、凝縮器の温度、および凝縮器の圧力のうち少なくともいずれ力 1つに基づいて、圧縮機の容量制御および Zまたは切換時間間隔の変更制御を行うことが非常に効果的になる。これにより、より適切な除加湿時の潜熱能力制御および除加湿時の顕潜熱処理量比の制御が可能になる。

第 16発明の空気調和機は、第 14または第 15発明の空気調和機であって、熱交換器を利用側熱交翻として備え、熱源側熱交翻をさらに備えている。ここでは、熱源側熱交をさらに備えているので、顕熱負荷を処理する点で望ましい。

[0020] 第 17発明の空気調和機は、第 14から第 16発明のいずれかの空気調和機であつて、制御部は、さらに屋内の空気の湿度値に基づいて、圧縮機の容量制御および Z または切換時間間隔の変更制御を行う。ここでは、空気調和機の能力制御をより適切に行うことができる。

第 18発明の空気調和機は、第 14から第 17発明のいずれかの空気調和機であつて、制御部は、さらに熱交力も屋内に流れる空気の湿度値に基づいて、圧縮機の容量制御および Zまたは切換時間間隔の変更制御を行う。ここでは、空気調和機の能力制御をより適切に行うことができる。

第 19発明の空気調和機は、第 14から第 18発明のいずれかの空気調和機であつて、制御部は、さらに熱交力も屋内に流れる空気の温度値に基づいて、圧縮機の容量制御および Zまたは切換時間間隔の変更制御を行う。ここでは、空気調和機の能力制御をより適切に行うことができる。

[0021] 第 20発明の空気調和機の制御方法は、圧縮機および熱交換器を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用する。蒸発器として働く前記熱交^^によって吸熱される通過空気の水分を吸着する吸着動作および凝縮器として働く前記熱交換器によって加熱される通過空気に対して水分を脱離する再生動作を行うことができる吸着剤を使用する。屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する。前記吸着剤の前記吸着動作と前記再生動作とを所定の切換時間間隔で切り換えるように制御するとともに、蒸発器の温度、蒸発器の圧力、凝縮器の温度、および凝縮器の圧力のうち少なくともいずれ力 1つに基づいて、圧縮機の容量制御および Zまたは切換時間間隔の変更制御を行う。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の一実施形態に係る空気調和機の内部構造を示した平面図。

[図 2]図 1の Π-Π矢視断面図。

[図 3]図 1の ΠΙ-ΠΙ矢視断面図。

[図 4]空気調和機の冷媒回路を示す回路図。

[図 5]空気調和機における冷房除湿換気運転の状態を示すブロック図。

[図 6]空気調和機における冷房除湿循環運転の状態を示すブロック図。

[図 7]空気調和機における暖房加湿換気運転の状態を示すブロック図。

[図 8]空気調和機における暖房加湿循環運転の状態を示すブロック図。

[図 9]空気調和機における凝縮器温度および蒸発器温度を用いた能力制御のフローチャート。

[図 10]空気調和機における凝縮器温度および室内空気の湿度を用いた能力制御の冷房除湿時のフローチャート。

[図 11]空気調和機における凝縮器温度および室内空気の湿度を用いた能力制御の暖房加湿時のフローチャート。 [図 12]本発明の他の実施形態 (2)に係る空気調和機の概略構成図。

[図 13] (A) 本発明の他の実施形態（3)に係る空気調和機における加湿運転の第 1 状態を示す図。

[0023] (B) 本発明の他の実施形態（3)に係る空気調和機における加湿運転の第 2状態を示す図。

[図 14]本発明の他の実施形態 (4)に係る空気調和機における冷房除湿運転の状態を示す図。

[図 15]本発明の他の実施形態（5)に係る空気調和機における冷房除湿運転の状態を示す図。

符号の説明

[0024] 1 冷媒回路

2 制御部

3 第 1吸着熱交換器

5 第 2吸着熱交換器

7 インバータ圧縮機

9 四路切換弁

10 空気調和機

12, 13 温度センサ

14 給気湿度センサ

15 室内空気の湿度センサ

101 圧縮機

105 再生熱交換器

110 空気調和機

181, 182 調湿エレメント

210 空気調和機

211 室外熱交

213 第 1吸着熱交換器

214 第 2吸着熱交換器 221 圧縮機

222 室外熱交

224 吸着熱交換器

発明を実施するための最良の形態

[0025] <空気調和機 10の基本構成 >

図 1一 4に示すように、本実施形態の空気調和機 10は、熱交^^の表面にシリカゲル等の吸着剤を担持したデシカント式外調機であって、室内空間に供給される空気に対して冷房除湿運転や暖房加湿運転を行うものであり、中空直方体状のケーシング 17を備えている。そして、ケーシング 17には、冷媒回路 1等が収納されている。冷媒回路 1は、図 4に示すように、周波数を変更可能なインバータ圧縮機 7と、四路切換弁 9と、第 1吸着熱交換器 3と、電動弁などの膨張弁 11と、第 2吸着熱交換器 5とが順に接続されて閉回路に形成されている。第 1吸着熱交 3および第 2吸着熱交換器 5は、四路切換弁 9によって冷媒の流路を切り換えることによって、凝縮器および蒸発器の!/、ずれか一方の機能を奏する。

[0026] さらに、冷媒回路 1は、冷媒が回路全体に充填され、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うように構成されて、る。

第 1吸着熱交換器 3の一端は、四路切換弁 9に接続されている。第 1吸着熱交換器 3の他端は、膨張弁 11を介して第 2吸着熱交 5の一端に接続されている。第 2吸着熱交 5の他端は、四路切換弁 9に接続されている。

<吸着熱交換器および吸着剤の構成 >

図 1一 3に示すように、第 1吸着熱交換器 3及び第 2吸着熱交換器 5は、たとえば、クロスフィン式のフィン 'アンド'チューブ型熱交換器により構成され、具体的に、長方形板状に形成されたアルミニウム製の多数のフィンと、フィンを貫通する銅製の伝熱管とを有している。フィン及び伝熱管の外表面には、吸着剤が担持されている。吸着剤としては、ゼォライト、シリカゲル、活性炭、親水性または吸水性を有する有機高分子ポリマー系材料、カルボン酸基またはスルホン酸基を有するイオン交換榭脂系材料、感温性高分子等の機能性高分子材料などが採用され得る。

[0027] <圧縮機の構成 > ここでは、周波数変更可能な圧縮機として、インバータ圧縮機が採用されている。ィンバータ圧縮機は、周波数を変更することにより容量制御（出力の制御）が可能である。

<四路切換弁の構成 >

四路切換弁 9は、第 1のポート P1と第 3のポート P3とが連通すると同時に第 2のポート P2と第 4のポート P4が連通する状態（図 4 (A)に示す状態）と、第 1のポート P1と第 4のポート P4とが連通すると同時に第 2のポート P2と第 3のポート P3とが連通する状態（図 4(B)に示す状態）とに切り換え自在に構成されている。そして、この四路切換弁 9を切り換えることにより、第 1吸着熱交 3が凝縮器として機能すると同時に第 2吸着熱交換器 5が蒸発器として機能する第 1状態と、第 2吸着熱交換器 5が凝縮器として機能すると同時に第 1吸着熱交 3が蒸発器として機能する第 2状態との切り換えが行われる。

[0028] <空気調和機の内部の詳細構成 >

次に、図 1一 3に基づいて、空気調和機 10の内部構造についてさらに詳細に説明する。なお、ケーシング 17は、図 1において、下端をケーシング 17の正面とし、上端をケーシング 17の背面とし、左端をケーシング 17の左側面とし、右端をケーシング 1 7の右側面とする。また、ケーシング 17は、図 2— 3において、上端がケーシング 17の上面であり、下端がケーシング 17の下面である。

ケーシング 17は、平面視正方形で、扁平な箱形に形成されている。ケーシング 17 の左側面板 17aには、外気 OAを取り入れる第 1吸込口 19と、リターン空気である室内からの還気 RAを取り入れる第 2吸込口 21とが形成されている。一方、ケーシング 1 7の右側面板 17bには、排気 EAを室外に排出する第 1吹出口 23と、空調空気である給気 SAを室内に供給する第 2吹出口 25とが形成されている。

[0029] ケーシング 17の内部には、仕切部材である仕切板 27が設けられる。仕切板 27によつて、ケーシング 17の内部には、空気室 29aと機器室 29bとが形成されている。仕切板 27は、ケーシング 17の厚さ方向である垂直方向に設けられ、図 2— 3において、上端であるケーシング 17の上面板 17eから下端であるケーシング 17の下面板 17fに亘つて設けられている。さらに、仕切板 27は、図 1において、下端であるケーシング 17 の正面板 17cから上端であるケーシング 17の背面板 17dに亘つて設けられている。また、仕切板 27は、図 1において、ケーシング 17の中央部よりやや右側に配置されている。

機器室 29bには、冷媒回路 1における吸着熱交翻3, 5を除くインバータ圧縮機 7 などの機器が配置される共に、第 1ファン 79および第 2ファン 77が収納されている。第 1ファン 79は、第 1吹出口 23に接続され、第 2ファン 77は、第 2吹出口 25に接続されている。

[0030] ケーシング 17の空気室 29aには、仕切部材である第 1端面板 33と第 2端面板 31と中央の区画板 67とが設けられている。第 1端面板 33と第 2端面板 31と区画板 67とは、ケーシング 17の厚さ方向である垂直方向に設けられ、図 2— 3に示すように、ケーシング 17の上面板 17eから下面板 17fに亘つて設けられている。

第 1端面板 33と第 2端面板 31とは、図 1に示すように、ケーシング 17の左側面板 1 7aから仕切板 27に亘つて設けられている。また、第 1端面板 33は、図 1において、ケ一シング 17の中央部よりやや上側（背面板 17d側）に配置され、第 2端面板 31は、図 1において、ケーシング 17の中央部よりやや下側（正面板 17c側）に配置されている区画板 67は、図 1に示すように、第 1端面板 33と第 2端面板 31とに亘つて設けられている。

[0031] ケーシング 17の内部には、第 1端面板 33と第 2端面板 31と区画板 67と仕切板 27 とによって、第 1熱交換室 69が区画形成されている。また、ケーシング 17の内部には、第 1端面板 33と第 2端面板 31と区画板 67とケーシング 17の左側面板 17aとによつて、第 2熱交換室 73が区画形成されている。つまり、第 1熱交換室 69は、図 1において右側に位置し、第 2熱交換室 73は、図 1において左側に位置し、第 1熱交換室 69 と第 2熱交換室 73とは、隣接して並行に形成されている。

また、第 1熱交換室 69には、第 1吸着熱交翻3が配置され、第 2熱交換室 73には、第 2吸着熱交 5が配置されている。

第 1端面板 33とケーシング 17の背面板 17dとの間には、仕切部材である水平板 61 が図 2に示すように設けられて、第 1流入路 63と第 1流出路 65とが形成される。また、第 2端面板 31とケーシング 17の正面板 17cとの間には、仕切部材である水平板 55 が図 3に示すように設けられて第 2流入路 57と第 2流出路 59とが形成される。

[0032] 水平板 61、 55は、ケーシング 17の内部空間を、ケーシング 17の厚さ方向である垂直方向に上下に仕切っている。そして、図 2において、第 1流入路 63が上面板 17e 側に、第 1流出路 65が下面板 17f側に形成され、図 3において、第 2流入路 57が上面板 17e側に、第 2流出路 59が下面板 17f側に形成されて!ヽる。

そして、第 1流入路 63及び第 1流出路 65と第 2流入路 57及び第 2流出路 59とは、図 1にお、て、第 1熱交換室 69及び第 2熱交換室 73を横断する中央面 (正面板 17c と背面板 17dとの真ん中に位置する仮想面)を基準として面対称に配置されている。第 1流入路 63は、第 1吸込口 19に連通している。第 1流出路 65は、第 1ファン 79に連通し、第 1吹出口 23に連通している。第 2流入路 57は、第 2吸込口 21に連通している。第 2流出路 59は、第 2ファン 77に連通し、第 2吹出口 25に連通している。

[0033] 第 1端面板 33には、図 2に示すように、 4つの開口 33a— 33dが形成されて、各開口 33a— 33dには、第 1ダンバ 47、第 2ダンノ 49、第 3ダンバ 51及び第 4ダンバ 53が設けられている。 4つの開口 33a— 33dは、行列方向に近接して位置している。つまり、開口 33a— 33dは、上下左右に 2つずつ升目状に配置され、第 1の開口 33aと第 3 の開口 33cとが第 1熱交換室 69に開口し、第 2の開口 33bと第 4の開口 33dとが第 2 熱交換室 73に開口して、る。

第 1の開口 33aは、第 1流入路 63と第 1熱交換室 69とを連通させ、第 3の開口 33c は、第 1流出路 65と第 1熱交換室 69とを連通させている。また、第 2の開口 33bは、第 1流入路 63と第 2熱交換室 73とを連通させ、第 4の開口 33dは、第 1流出路 65と第 2熱交換室 73とを連通させて、る。

[0034] 第 2端面板 31には、図 3に示すように、 4つの開口 31a— 31dが形成されて、各開口 31a— 31dには、第 5ダンバ 35、第 6ダンバ 37、第 7ダンバ 39及び第 8ダンバ 41が設けられている。 4つの開口 31a— 31dは、行列方向に近接して位置している。つまり、開口 31a— 31dは、上下左右に 2つずつ升目状に配置され、第 5の開口 31aと第 7 の開口 31cとが第 1熱交換室 69に開口し、第 6の開口 31bと第 8の開口 31dとが第 2 熱交換室 73に開口して、る。第 5の開口 31aは、第 2流入路 57と第 1熱交換室 69とを連通させ、第 7の開口 31c は、第 2流出路 59と第 1熱交換室 69とを連通させている。また、第 6の開口 31bは、第 2流入路 57と第 2熱交換室 73とを連通させ、第 8の開口 31dは、第 2流出路 59と第 2熱交換室 73とを連通させて、る。

[0035] <空気調和機の第 1状態、第 2状態、および両状態のバッチ切換動作の概略 > 本実施の形態の空気調和機 10は、図 4 (A)に示す第 1状態のように、凝縮器として機能する第 1吸着熱交 3に室内力の還気 RAまたは外気 OAを第 2空気として取り込んで除湿を行ったのち、室外へ排気 EAを排出し、または室内へ給気 SAを供給する。それとともに、第 1状態では、蒸発器として機能する第 2吸着熱交 5に、外気 OAまたは室内からの還気 RAを第 1空気として取り込んで加湿を行ったのち、室内へ給気 SAを供給し、または室外へ排気 EAを排出する。

そして、所定のバッチ切換時間間隔で、四路切換弁 9を切り換えるとともに、ダンバ 47— 53、 35— 41による空気流路の切り換えを行う。これにより、図 4 (B)に示す第 2 状態となる。

[0036] この第 2状態では、蒸発器として機能する第 1吸着熱交換器 3に外気 OAまたは室内からの還気 RAを第 1空気として取り込んで加湿を行ったのち、室内へ給気 SAを供給し、または室外へ排気 EAを排出する。それとともに、第 2状態では、凝縮器として機能する第 2吸着熱交 5に室内力の還気 RAまたは外気 OAを第 1空気として取り込んで除湿を行ったのち、室外へ排気 EAを排出し、または室内へ給気 SAを供給する。

このように、本実施形態の空気調和機 10は、第 1状態と第 2状態とを切り換えることで、各吸着熱交 5において吸着動作と再生動作とを交互に行わせることができる。すなわち、各吸着熱交換器 3, 5では、吸着動作あるいは再生動作というバッチ力所定のバッチ切換時間間隔で切り換えられる。

<空気調和機の除湿運転および加湿運転 >

次に、空気調和機 10の除湿運転および加湿運転にっ、て説明する。

[0037] 空気調和機 10が除湿運転を行う場合には、第 1吸着熱交換器 3および第 2吸着熱交 5を交互に蒸発器として機能させ、この第 1吸着熱交 3または第 2吸着熱交換器 5を介して空気調和機 10内を流れる空気に含まれる水分を吸着剤で吸着させる。一方、第 2吸着熱交 5または第 1吸着熱交 3を凝縮器として機能させ、凝縮熱により、この第 2吸着熱交換器 5または第 1吸着熱交換器 3を介して空気調和機 10内を流れる空気に対して吸着剤において吸着した水分を放出して吸着剤を再生させる。そして、吸着剤によって除湿された空気を室内に供給し、かつ吸着剤から水分が放出された空気を室外に放出するように、四路切換弁 9によって冷媒回路 1の冷媒循環の向きを切り換えるとともに、第 1一第 8ダンバ 47— 53、 35— 41によって空気流路を切り換える。

空気調和機 10が加湿運転を行う場合には、蒸発器として機能する第 1吸着熱交換器 3または第 2吸着熱交換器 5の吸熱作用により空気調和機 10内を流れる空気に含まれる水分を吸着剤で吸着する。一方、凝縮器として機能する第 2吸着熱交換器 5または第 1吸着熱交換器 3の放熱作用により空気調和機 10内を流れる空気に対して吸着剤において吸着した水分を放出して吸着剤を再生する。そして、吸着剤からの水分の放出を受けて加湿された空気を室内に供給するように、四路切換弁 9によって冷媒回路 1の冷媒循環の向きを切り換えるとともに、第 1一第 8ダンバ 47— 53、 35— 41によって空気流路を切り換える。

具体的には、全換気モードにおいて除湿運転を行う場合 (除湿換気運転を行う場合)には、外気 OAを取り込み、蒸発器として機能する第 1吸着熱交翻 3または第 2 吸着熱交換器 5の表面に担持された吸着剤において外気 OAの水分を吸着し、外気 OAを除湿された給気 S Aとして室内に供給する。一方では、室内からの還気 RAを取り込み、凝縮器として機能する第 2吸着熱交換器 5または第 1吸着熱交換器 3の表面に担持された吸着剤から水分を放出させて吸着剤を再生し、加湿空気となった還気 RAを排気 EAとして室外へ放出する。

また、循環モードにおいて除湿運転を行う場合（除湿循環運転を行う場合）には、室内からの還気 RAを取り込み、蒸発器として機能する第 1吸着熱交換器 3または第 2吸着熱交 5の表面に担持された吸着剤において水分を吸着させ、除湿された還気 RAを給気 SAとして室内に供給する。一方、吸着剤の再生については、外気 Ο Αを取り込み、その外気 OAに凝縮器として機能する第 2吸着熱交換器 5または第 1 吸着熱交 3の表面に担持された吸着剤カゝら水分を放出させて吸着剤を再生させ、加湿された外気 OAを排気 ΕΑとして室外へ放出する。

[0039] また、全換気モードにぉヽて加湿運転を行う場合 (加湿換気運転を行う場合）には、室内からの還気 RAを取り込み、蒸発器として機能する第 1吸着熱交換器 3または第 2吸着熱交換器 5の表面に担持された吸着剤において取り込まれた空気に含まれる水分を吸着し、除湿された還気 RAと排気 EAとして室外に排出する。一方では、外気 OAを取り込み、凝縮器として機能する第 2吸着熱交換器 5または第 1吸着熱交換器 3の表面に担持された吸着剤カゝら水分を放出させて吸着剤を再生し、加湿された外気 OAを給気 S Aとして室内に供給する。

また、循環モードにおいて加湿運転を行う場合 (加湿循環運転を行う場合）には、外気 OAを取り込み、蒸発器として機能する第 1吸着熱交換器 3または第 2吸着熱交換器 5の表面に担持された吸着剤において取り込まれた外気 OAに含まれる水分を吸着させ、除湿された外気 OAを排気 EAとして屋外へ放出する。一方では、室内からの還気 RAを取り込み、凝縮器として機能する第 2吸着熱交 5または第 1吸着熱交 3の表面に担持された吸着剤カゝら水分を放出して吸着剤を再生し、加湿された還気 RAを給気 S Αとして室内に供給する。

[0040] <制御部による各運転の詳細と空調能力制御 >

図 5に示すように、本実施形態では、第 1吸着熱交換器 3の内部における冷媒の温度を測定するために、サーミスタなどの温度センサ 12が設けられている。また、第 2吸着熱交換器 5の内部における冷媒の温度を測定するために、温度センサ 13が設けられている。これらの温度センサ 12、 13は、具体的には、各吸着熱交翻 3, 5の冷媒を通す伝熱管に接触して伝熱管の温度を測ることで冷媒の温度を測定するものであり、 CPUなど力もなる制御部 2に接続されている。

制御部 2は、温度センサ 12、 13によって検出された第 1吸着熱交換器 3および第 2 吸着熱交換器 5の冷媒の温度に基づいて、インバータ圧縮機 7の周波数の制御による容量制御、およびバッチ切換時間間隔を制御する。また、制御部 2は、ユーザゃメンテナンスパーソンに入力を行わせるディップスィッチ等の入力部 2aを有しており、その入力部 2aに入力された優先して処理すべき負荷 (潜熱負荷、顕熱負荷、あるいは全熱負荷）が優先して処理されるように、インバータ圧縮機 7の容量制御およびバツチ切換時間間隔の制御を行う。なお、全熱負荷とは、潜熱負荷と顕熱負荷との和である。

[0041] バッチ切換時間間隔の制御は、具体的には、四路切換弁 9の切り換え、および第 1 一 8ダンバ 47— 53、 35— 41による空気流路と四路切換弁 9の切り換えを行う時間間隔であるバッチ切換時間間隔の制御である。

さらに、本実施の形態では、第 1吸着熱交換器 3および第 2吸着熱交換器 5の冷媒の温度以外の追加の制御条件として、給気湿度および室内空気の湿度も用いる。給気湿度を測定するための給気湿度センサ 14および室内空気の湿度を測定するための室内空気の湿度センサ 15も、制御部 2に接続されている。

以下に、本実施形態の空気調和機 10の各運転について詳細に説明し、その後にバッチ切換時間間隔の制御を含む空調能力制御について詳しく説明する。なお、ここでは代表的な運転として、冷房除湿運転や暖房加湿運転を挙げて説明して！/ヽるが、四路切換弁 9の切り換えと第 1一 8ダンバ 47— 53、 35— 41による空気流路の切り換えとの時間をずらしたり、第 1一 8ダンバ 47— 53、 35— 41による空気流路の切り換えを更に細かく制御したりすることによって、冷房加湿運転や暖房加湿運転を行うことも可能である。

[0042] (冷房除湿換気運転）

第 1状態では、第 1ファン 79及び第 2ファン 77を駆動した状態で、四路切換弁 9が図 5に示す状態に切り換えられている。その結果、凝縮器として機能する第 2吸着熱交換器 5での吸着剤の再生 (脱離)動作と、蒸発器として機能する第 1吸着熱交換器 3での吸着剤の吸着動作とが行われることになる。つまり、第 1状態では、室内からの還気 RAを第 2吸着熱交換器 5に供給し、第 2吸着熱交換器 5から脱離した水分が換気 RAに付与されることによって、加湿された換気 RA力排気 EAとして室外に排出される。一方では、外気 OAが第 1吸着熱交換器 3に供給され、第 1吸着熱交換器 3〖こおいて外気 OA中の水分が吸着されて、除湿された外気 OAが給気 SAとして室内へ供給される。この給気 SAは、除湿が為されているとともに、蒸発器として機能する第 1 吸着熱交^^ 3によって冷却されている。 [0043] つまり、インバータ圧縮機 7から吐出された高温高圧の冷媒は、加熱用の熱媒体として第 2吸着熱交換器 5に流れ、第 2吸着熱交換器 5の外表面に担持された吸着剤が加熱される。この加熱によって吸着剤から水分が脱離し、第 2吸着熱交 5の吸着剤が再生される。

一方、第 2吸着熱交換器 5で凝縮した冷媒は、膨張弁 11で減圧される。減圧後の冷媒は、冷却用の熱媒体として第 1吸着熱交換器 3に流れる。この第 1吸着熱交換器 3において、第 1吸着熱交換器 3の外表面に担持された吸着剤が外気 OA中の水分を吸着する際に吸着熱が発生する。第 1吸着熱交換器 3の冷媒は、この吸着熱や外気 OAの熱を吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、インバータ圧縮機 7に戻って圧縮される。

この第 1状態において上記の動作を所定のバッチ切換時間間隔だけ行った後、第 2状態に切り換えられる。

[0044] 第 2状態では、第 1ファン 79及び第 2ファン 77を駆動した状態で、四路切換弁 9が、図 5に示す状態 (すなわち、インバータ圧縮機 7から第 2吸着熱交翻 5へ冷媒を圧送する状態)から、インバータ圧縮機 7から第 1吸着熱交換器 3へ冷媒を圧送する状態へと切り換えられている。また、ダンバ 47— 53ならびにダンバ 35— 41による空気流路の切り換えにより、室内力の還気 RAが第 1吸着熱交 3へ供給され、外気 OAが第 2吸着熱交 5へ供給されるようになって、る。

その結果、第 2状態では、室内からの還気 RAが第 1吸着熱交 3に供給され、第 1吸着熱交 3の吸着剤力ゝら脱離した水分が換気 RAに放出されて、加湿された換気 RAが排気 ΕΑとして排出される。一方では、外気 OAが第 2吸着熱交 5に供給され、取り込まれた外気 OA中の水分が第 2吸着熱交 5の吸着剤に吸着されること〖こよって、除湿された外気 OAが給気 SAとして室内へ供給される。この給気 SA は、除湿が為されているとともに、蒸発器として機能する第 2吸着熱交 5によって冷却されている。

[0045] つまり、インバータ圧縮機 7から吐出された高温高圧の冷媒は、加熱用の熱媒体として第 1吸着熱交換器 3に流れ、第 1吸着熱交換器 3の外表面に担持された吸着剤が加熱される。この加熱によって吸着剤から水分が脱離し、第 1吸着熱交 3の吸着剤が再生される。

一方、第 1吸着熱交換器 3で凝縮した冷媒は、膨張弁 11で減圧される。減圧後の冷媒は、冷却用の熱媒体として第 2吸着熱交換器 5に流れる。この第 2吸着熱交換器 5において、第 2吸着熱交換器 5の外表面に担持された吸着剤が外気 OA中の水分を吸着する際に吸着熱が発生する。第 2吸着熱交換器 5の冷媒は、この吸着熱や外気 OAの熱を吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、インバータ圧縮機 7に戻って圧縮される。

以上のような第 1状態および第 2状態を所定のバッチ切換時間間隔で交互に切り換えることにより、冷房除湿および換気が連続的に行われる。

[0046] (冷房除湿循環運転）

上述の冷房除湿換気運転と比較して、基本的な熱交換器の吸着動作および再生動作は同じであるが、図 6に示すように、外気 OAを取り込んで凝縮器として機能する第 2吸着熱交換器 5 (または第 1吸着熱交換器 3)に供給し再び排気 EAとして室外に排出するとともに、室内から取り込んだ還気 RAを蒸発器として機能する第 1吸着熱交換器 3 (または第 2吸着熱交換器 5)に供給し再び室内に給気 SAとして供給する点で異なる。すなわち、室内に供給される給気 SAは、室内から取り込まれた換気を除湿 ·冷却したものとなり、外気 OAの室内への供給は行われな、。

(暖房加湿換気運転）

第 1状態では、図 7に示すように、外気 OAを取り込んで第 2吸着熱交換器 5に供給し、第 2吸着熱交換器 5の吸着剤から脱離した水分が付与された外気 OA (加湿空気 )が、給気 SAとして室内へ供給される。一方では、室内から取り込んだ還気 RAが第 1吸着熱交換器 3に供給され、第 1吸着熱交換器 3の吸着剤に還気 RA中の水分が吸着される。このようにして除湿された還気 RAは、排気 EAとして室外に排出される。この給気 SAは、加湿されるとともに、凝縮器として機能する第 2吸着熱交 5によつてカロ熱される。

[0047] この第 1状態において上記の動作を所定のバッチ切換時間間隔だけ行った後、第 2状態に切り換えられる。

第 2状態では、第 1ファン 79及び第 2ファン 77を駆動した状態で、四路切換弁 9が、図 7に示す状態 (すなわち、インバータ圧縮機 7から第 2吸着熱交換器 5へ冷媒を圧送する状態)から、インバータ圧縮機 7から第 1吸着熱交換器 3へ冷媒を圧送する状態へ切り換えられている。また、ダンバ 47— 53ならびにダンバ 35— 41による空気流路の切り換えにより、室内力の還気 RAが第 2吸着熱交 5へ供給され、外気 OA が第 1吸着熱交 3へ供給されるようになっている。

その結果、第 2状態では、第 1吸着熱交換器 3の吸着剤力脱離した水分が外気 O Aに付与されることによって、加湿された外気 OAが給気 SAとして室内へ供給される。一方では、第 2吸着熱交 5の吸着剤に還気 RAの水分が吸着されることによつて、除湿された還気 RA力 S排気 EAとして排出される。また、給気 SAは、凝縮器として機能する第 1吸着熱交 3によって加熱されている。

[0048] 以上のような第 1状態および第 2状態を所定のバッチ切換時間間隔で交互に切り換えることにより、暖房加湿および換気が連続的に行われる。

(暖房加湿循環運転）

上述の暖房加湿換気運転と比較して、基本的な熱交換器の吸着動作および再生動作は同じであるが、図 8に示すように、外気 OAを取り込んで蒸発器として機能する第 1吸着熱交換器 3 (または第 2吸着熱交換器 5)に供給し再び排気 EAとして室外に排出するとともに、室内から取り込んだ還気 RAを凝縮器として機能する第 2吸着熱交換器 5 (または第 1吸着熱交換器 3)に供給し再び室内に給気 SAとして供給する点で異なる。すなわち、室内に供給される給気 SAは、室内から取り込まれた換気を加湿 ·暖房したものとなり、外気 OAの室内への供給は行われな、。

[0049] (空調能力制御）

次に、空調能力制御、すなわち、インバータ圧縮機 7の容量制御およびバッチ切換時間間隔の変更制御について説明する。インバータ圧縮機 7の容量制御は、具体的にはインバータ圧縮機 7の圧縮機周波数を変えることによって行われ、潜熱負荷を処理する潜熱能力の制御を含む全熱能力の制御となる。また、バッチ切換時間間隔の変更制御は、主として、潜熱負荷を処理する潜熱能力と顕熱負荷を処理する顕熱能力との比である顕潜熱能力比の制御となる。

本実施の形態では、制御部 2が、空気調和機 10が上述のいずれかの運転を行うときに、蒸発器および凝縮器として機能する第 1吸着熱交換器 3および第 2吸着熱交 5における蒸発器温度や凝縮器温度に基づいて、インバータ圧縮機 7の容量制御およびバッチ切換時間間隔の変更制御を行う。また、制御部 2は、制御目標として蒸発器温度や凝縮器温度を用いることに加えて、室内空気の湿度、給気 SAの湿度、および給気 SAの温度のうち 1又は複数のパラメータを制御目標としてもよい。

[0050] まず、凝縮器温度ある!/ヽは蒸発器温度を制御目標としたインバータ圧縮機 7の容量制御およびバッチ切換時間間隔の変更制御について説明する。

凝縮器温度を制御目標として圧縮機周波数を制御する場合、凝縮器温度が目標値より低い時には圧縮機周波数を上昇させ、目標値より高い時には圧縮機周波数を下降させる。また、凝縮器温度を制御目標としてバッチ切換時間間隔を制御する場合、凝縮器温度が目標値より低い時にはバッチ切換時間間隔を短くし、凝縮器温度が目標値より高い時にはバッチ切換時間間隔を長くする。

蒸発器温度を制御目標として圧縮機周波数を制御する場合、蒸発器温度が目標値より低い時には圧縮機周波数を下降させ、目標値より高い時には圧縮機周波数を上昇させる。また、バッチ切換時間間隔を制御する場合、蒸発器温度が目標値より低い時にはバッチ切換時間間隔を長くし、蒸発器温度が目標値より高い時にはバッチ切換時間間隔を短くする。

[0051] さらに、凝縮器温度と蒸発器温度との組合せを制御目標にして、圧縮機周波数およびバッチ切換時間間隔を同時に制御することも可能である。

次に、凝縮器温度と蒸発器温度との 2つの制御目標を用いて空調能力制御を行う場合の制御例について、図 9を参照して説明する。この制御は、冷房除湿運転にお Vヽても暖房加湿運転にお!、ても用いられる。

ここでは、凝縮器温度 Tcを第 1目標とし、蒸発器温度 Teを第 2目標とした制御が行われる。図 9に示すように、まず、現在の凝縮器温度 Tcを目標の凝縮器温度 TcOと比較し (ステップ S1およびステップ S 2)、 Tc=TcOの場合はステップ S5ヘスキップし、 Tcく TcOの場合には、圧縮機周波数を上げる (ステップ S3)。これにより、現在の凝縮器温度 Tcが上昇し、現在の蒸発器温度 Teが下降する。一方、 Tc >TcOの場合には、圧縮機周波数を下げる (ステップ S4)。これにより、現在の凝縮器温度 Tcが下降し、現在の蒸発器温度 Teが上昇する。

[0052] その後、ステップ S5において、現在の蒸発器温度 Teと目標の蒸発器温度 TeOとの比較が行われる (ステップ S5およびステップ S6)。 Te=TeOの場合は、圧縮機周波数およびバッチ切換時間間隔をともに操作しないでスタートに戻る。 Teく TeOの場合には、ノツチ切換時間間隔を長くし (ステップ S7)、その後スタートに戻る。パッチ切換時間間隔を長くすると、凝縮器温度 Tcおよび蒸発器温度 Teがともに上昇する。一方、 Te>TeOの場合 (ステップ S8)には、ノツチ切換時間間隔を短くし (ステップ S9)、その後スタートに戻る。

なお、ここでは、各吸着熱交換器 3, 5において吸着動作あるいは再生動作というバツチが所定のバッチ切換時間間隔で切り換えられるため、凝縮器温度 Tcや蒸発器温度 Teは、ノツチごとの代表値またはバッチの間を通じての平均代表値になる。

[0053] また、この例では、蒸発器温度 Teを目標の蒸発器温度 TeOに合わせるためにバッチ切換時間間隔を操作 (ステップ S6— S9)したのち、再度凝縮器温度 Tcを調整するために圧縮機を操作し (ステップ S1— S4)、さらに Teの調整のためにバッチ切換時間間隔を操作 (ステップ S6— S9)する。図 9に示す制御フローでは、このような操作の繰り返しが行われることが考えられる力必ずしも Tc=TcO且つ Te=TeOに収束しなくても操作上は問題がない。

次に、凝縮器温度と室内空気の湿度との 2つの制御目標を用いて空調能力制御を行う場合の制御例について、図 10および図 11を参照して説明する。冷房除湿運転を行うときには図 10のフローチャートの制御が採られ、暖房加湿運転を行うときには図 11のフローチャートの制御が採られる。

[0054] ここでは、凝縮器温度 Tcを第 1目標とし、室内空気の湿度 Hmを第 2目標とした制御が行われる。

冷房除湿運転時の制御では、圧縮機周波数を上げると、凝縮器温度 Tcは上がり、室内空気の湿度 Hmは下がる。また、ノツチ切換時間間隔を長くすると、凝縮器温度 Tcおよび室内空気の湿度 Hraが両方とも上がる。

まず、現在の凝縮器温度 Tcを目標の凝縮器温度 TcOと比較し (ステップ SI 1およびステップ S 12)、 Tc=TcOの場合はステップ S15ヘスキップし、 Tcく TcOの場合には、圧縮機周波数を上げる (ステップ S13)。このとき、現在の凝縮器温度 Tcは上昇し、現在の室内空気の湿度 Hraは下降する。一方、 Tc >TcOの場合には、圧縮機周波数を下げる (ステップ S 14)。このとき、現在の凝縮器温度 Tcは下降し、現在の室内空気の湿度 Hraは上昇する。

[0055] その後、現在の室内空気の湿度 Hraと目標の室内空気の湿度 HraOとを比較する（ステップ S15およびステップ S16)。 Hra=HraOの場合は、圧縮機周波数およびバッチ切換時間間隔をともに操作しないでスタートに戻る。 Hraく HraOの場合には、バッチ切換時間間隔を長くし (ステップ S17)、その後スタートに戻る。ノツチ切換時間間隔を長くすると、凝縮器温度 Tcおよび室内空気の湿度 Hmがともに上昇する。一方、 Hra > HraOの場合 (ステップ S 18)には、バッチ切換時間間隔を短くし (ステップ S19 )、その後スタートに戻る。

暖房加湿運転の制御では、冷房除湿運転の制御と同様に、凝縮器温度 Tcを第 1 目標とし、室内空気の湿度 Hmを第 2目標とした制御が行われる。

また、暖房加湿運転の制御では、圧縮機周波数を上げると、凝縮器温度 Tcおよび室内空気の湿度 Hmが両方とも上がる。一方、バッチ切換時間間隔を長くすると、凝縮器温度 Tcは上がり、室内空気の湿度 Hmは下がる。

[0056] ここでは、まず、現在の凝縮器温度 Tcを目標の凝縮器温度 TcOと比較し (ステップ S21およびステップ S22)、 Tc=TcOの場合はステップ S25ヘスキップし、 Tcく TcO の場合には、圧縮機周波数を上げる (ステップ S23)。このとき、現在の凝縮器温度 T cおよび現在の室内空気の湿度 Hraは、両方とも上昇する。一方、 Tc >TcOの場合には、圧縮機周波数を下げる (ステップ S24)。このとき、現在の凝縮器温度 Tcおよび現在の室内空気の湿度 Hraは、両方とも下降する

その後、現在の室内空気の湿度 Hraと目標の室内空気の湿度 HraOとを比較する（ステップ S25およびステップ S26)。 Hra=HraOの場合は、圧縮機周波数およびバッチ切換時間間隔をともに操作しないでスタートに戻る。 Hraく HraOの場合には、バッチ切換時間間隔を短くし (ステップ S27)、その後スタートに戻る。

一方、 Hra>HraOの場合 (ステップ S28)には、バッチ切換時間間隔を長くし (ステツプ S29)、その後スタートに戻る。ノツチ切換時間間隔を長くすると、凝縮器温度 Tc は上昇し、室内空気の湿度 Hraは下降する。

[0057] (初期入力設定に基づく空調能力制御）

空調能力制御、すなわち、インバータ圧縮機 7の容量制御およびバッチ切換時間間隔の変更制御については、上記のように、蒸発器温度や凝縮器温度、さらには室内空気の湿度、給気 SAの湿度、および給気 SAの温度などを適宜組み合わせて制御目標を決めて行っているが、以下のような初期入力設定に基づく条件も加味される制御部 2の入力部 2aには、ユーザなどによって、優先して処理すべき負荷 (潜熱負荷、顕熱負荷、あるいは全熱負荷）が入力されていることがある。この場合には、そこで入力された負荷によって、インバータ圧縮機 7の容量制御およびバッチ切換時間間隔の制御が以下のように影響を受けることになる。

まず、入力された優先して処理すべき負荷が潜熱負荷である場合には、バッチ切換時間間隔の変更制御による潜熱負荷の処理量の変更を、インバータ圧縮機 7の容量制御による潜熱負荷の処理量の変更よりも優先させる。

[0058] また、入力された優先して処理すべき負荷が顕熱負荷である場合にも、バッチ切換時間間隔の変更制御による顕熱負荷の処理量の変更を、インバータ圧縮機 7の容量制御による顕熱負荷の処理量の変更よりも優先させる。

また、入力された優先して処理すべき負荷が全熱負荷である場合には、まずバッチ切換時間間隔の制御により潜熱負荷の処理量と顕熱負荷の処理量との比である顕潜熱処理量比を固定し、その後にインバータ圧縮機 7の容量制御を行う。

<本実施形態の空気調和機の特徴 >

(1)

本実施形態の空気調和機 10では、第 1吸着熱交換器 3および第 2吸着熱交換器 5 が交互に凝縮器および蒸発器として機能する。そして、潜熱能力に直接影響する吸着剤の温度が、給気 SAの温度や室内の空気温度よりも、凝縮器および蒸発器の冷媒温度により追随することに着目して、空気調和機 10の能力制御 (圧縮機 7の容量制御およびバッチ切換時間間隔の変更制御）における制御目標として、従来のように再生空気温度などを用いる代わりに、ここでは蒸発器温度や凝縮器温度を用いてヽる。

[0059] このため、従来よりも適切な除加湿時の潜熱能力制御（除加湿水分量の制御）および除加湿時の顕潜熱処理量比の制御ができるようになって!/、る。

(2)

本実施形態の空気調和機 10では、第 1および第 2吸着熱交換器 3, 5が表面に吸着剤を担持しており、吸着剤の温度は非常に強く冷媒温度に連動することになる。したがって、蒸発器温度や凝縮器温度を制御目標として空気調和機 10の能力制御を行うことは、非常に効果的になっている。

(3)

また、空気調和機 10では、凝縮器温度を第 1目標、蒸発器温度を第 2目標として能力制御を行ったり、凝縮器温度や蒸発器温度を第 1目標、室内空気の湿度、給気 S Aの湿度、および給気 SAの温度のうち 1又は複数のパラメータを第 2目標として能力制御を行ったりすることができ、凝縮器温度や蒸発器温度だけにより空気調和機 10 の能力制御を行う場合に較べて更に適切な能力制御が可能となる。

[0060] (4)

空気調和機 10では、蒸発器として働く吸着熱交換器 3, 5によって吸着剤が吸着動作を行い、また凝縮器として働く吸着熱交換器 5, 3によって吸着剤が再生動作を行う。そして、吸着剤の吸着動作と再生動作との切り換えの時間間隔 (バッチ切換時間間隔）の変更制御が、インバータ圧縮機 7の容量制御とともに、制御部 2によって行われている。

バッチ切換時間間隔の変更をすると、空気調和機 10の潜熱処理能力と顕熱処理能力との比である顕潜熱処理量比を変えることができる。一方、インバータ圧縮機 7 の容量制御を行うと、潜熱処理能力および顕熱処理能力の和である全熱処理能力を増減することができる。すなわち、制御部 2は、潜熱処理能力、顕熱処理能力、および全熱処理能力を、それぞれ調整することができる。

[0061] そして、そのような調整機能を持つ制御部 2は、ユーザなどが入力部 2aにおいて入力した負荷 (全熱負荷、潜熱負荷、あるいは顕熱負荷)が優先して処理されるように、インバータ圧縮機 7の容量制御およびバッチ切換時間間隔の変更制御を行っている。このような制御が為されるため、本空気調和機 10では、適切な能力制御をすることができるとともに、ユーザに対して、そのユーザの好みに応じた空調環境を提供することができる。

具体的には、優先して処理すべき負荷が潜熱負荷である場合には、バッチ切換時間間隔の変更制御による潜熱負荷の処理量の変更を、インバータ圧縮機 7の容量制御による潜熱負荷の処理量の変更よりも優先させている。すなわち、ここでは、潜熱負荷を優先して処理する場合に、まずバッチ切換時間間隔の変更制御を行って潜熱負荷の処理量を変化させ、それでも足りないときに、インバータ圧縮機 7の容量制御を行って潜熱負荷の処理量をさらに変化させている。このように、まずバッチ切換時間間隔の変更制御を行うため、潜熱負荷の処理量を増加させる必要がある場合にも、インバータ圧縮機 7の容量を上げる制御によって消費電力量を大幅に増加させることなく潜熱負荷の処理量を増やすことができるようになつている。例えば、バッチ切換時間間隔の変更制御によって潜熱負荷の処理量の顕熱負荷の処理量に対する比を大きくすることで必要な潜熱負荷の処理量が確保できる場合には、インバータ圧縮機 7の容量を上げる必要はな、。

[0062] また、優先して処理すべき負荷が顕熱負荷である場合にも、バッチ切換時間間隔の変更制御による顕熱負荷の処理量の変更を、インバータ圧縮機 7の容量制御による顕熱負荷の処理量の変更よりも優先させている。すなわち、ここでは、顕熱負荷を優先して処理する場合に、まずバッチ切換時間間隔の変更制御を行って顕熱負荷の処理量を変化させ、それでも足りないときに、インバータ圧縮機 7の容量制御を行つて顕熱負荷の処理量をさらに変化させる。このように、まずバッチ切換時間間隔の変更制御を行うため、顕熱負荷の処理量を増加させる必要がある場合にも、インバータ圧縮機 7の容量を上げる制御によって消費電力量を大幅に増カロさせることなく顕熱負荷の処理量を増やすことができるようになる。例えば、バッチ切換時間間隔の変更制御によって顕熱負荷の処理量の潜熱負荷の処理量に対する比を大きくすることで必要な顕熱負荷の処理量が確保できる場合には、インバータ圧縮機 7の容量を上げる必要はない。

[0063] また、優先して処理すべき負荷が全熱負荷である場合には、まずバッチ切換時間間隔の制御により顕潜熱処理量比を固定し、その後にインバータ圧縮機 7の容量制御を行っている。これは、全熱負荷を優先させる場合、基本的には顕潜熱処理量比を変える必要がな、ため、顕潜熱処理量比をまず固定した上でインバータ圧縮機 7 の容量制御を行っているものである。ここでは、不要な顕潜熱処理量比の変化が抑えられている。より具体的に説明すると、吸着剤の吸着動作と再生動作とを切り換える方式の空気調和機 10において全熱負荷の中の顕潜熱負荷の比に合わせて顕潜熱処理量比を調整していくことは、能力制御が徒に複雑ィ匕してしまうことにつながる恐れが高い。しかし、ここでは、顕潜熱処理量比を固定してまず全熱負荷の処理量を変化させて、き、顕熱または潜熱の負荷と顕熱または潜熱の処理量とがある程度均衡した時点から、残る顕熱負荷または潜熱負荷の処理量を顕潜熱処理量比の調整によって変化させることができる。したがって、制御をシンプルィ匕することができている

[0064] なお、全熱負荷の中の顕潜熱負荷の比に合わせて顕潜熱処理量比を調整していくことが能力制御の複雑ィ匕につながる理由は、次のとおりである。空気調和機 10では、負荷を処理する室内の空気の温度 (顕熱)および湿度 (潜熱)を回収して利用する方式を採っているため、処理する空気の状態の影響が直接的に顕熱処理量や潜熱処理量に個別に現れる。したがって、空気調和機 10や他の空気調和機の運転により顕潜熱処理量比が逐次変化してヽき、それにつれて空気調和機 10の顕潜熱処理量も逐次変化していくため、最初に顕潜熱処理量比を決めたとしても、処理する空気の温湿度条件が変化すると必要な処理量も変化して、好ま U、顕潜熱処理量比が変化していく。このように、顕潜熱処理量比の変更は、現時点における必要な潜熱、顕熱の各処理量の比から調整して行うことが望ましぐインバータ圧縮機 7の容量制御により全熱処理量を増減させている最中であって顕潜熱処理量も逐次変化しているときに行うことは、制御の複雑ィ匕につながり望ましくない。

[0065] <他の実施形態 >

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなぐ発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

(1) 上記実施形態では、空気調和機 10の能力制御を行う際の制御目標として凝縮器温度や蒸発器温度を用いているが、凝縮器圧力や蒸発器圧力を制御目標としても、同様に従来よりも適切な空気調和機 10の能力制御ができる。

(2)

上記実施形態の構成に加え、図 12に示すように、吸着材を有さず顕熱処理を主として行う顕熱熱交と膨張弁 18とを設けて、顕熱処理能力を向上させてもよい。このような構成の空気調和機であっても、吸着熱交換器 3, 5の吸着剤の温度が冷媒温度に強く追随することに変わりはないので、凝縮器温度や蒸発器温度あるいは凝縮器圧力や蒸発器圧力を制御目標として空気調和機の能力制御を適切に行うことがでさる。

[0066] (3)

上記実施形態では、吸着剤が第 1吸着熱交換器 3および第 2吸着熱交換器 5の表面に担持されている力本発明はこれに限定されるものではない。例えば、特開 200 4 69257号公報に記載されているような調湿装置 (空気調和機）に対して本発明を適用することも可能である。

図 13 (A) , (B)に示す空気調和機 110では、吸着剤を有する調湿エレメント 181, 182力吸着剤を再生させるための再生熱交^^ 105とは離れて配置されている。調湿エレメント 181, 182は、長方形の平板状の平板部材と波形状の波板部材とを交互に積層して構成され、調湿側通路と冷却側通路とが平板部材を挟んで交互に区画形成されて構成されたものである。調湿側通路に設けられた波板部材の表面には、無機多孔質材料と感温性有機系高分子材料からなる吸着剤が担持されてヽる。

[0067] 空気調和機 110は、排気ファン 108aおよび給気ファン 108bを駆動させて第 1の調湿エレメント 181で還気 RAを除湿するとともに第 2の調湿エレメント 182を外気 OAで再生する第 1状態と、第 1の調湿エレメント 181を外気 OAで再生するとともに第 2の調湿エレメント 182で還気 RAを除湿する第 2状態とを交互に行う。そして、空気調和機 110は、調湿エレメント 181、 182で加湿された外気 OAを室内へ供給する。なお、調湿エレメント 181, 182で除湿した外気 OAや還気 RAを給気 S Aとして室内に供給して除湿運転を行うことも可能である力ここでは加湿運転につ!、て説明する。加湿運転時において、排気ファン 108aおよび給気ファン 108bを駆動すると、外気 OAがケーシング内に取り込まれるとともに、還気 RAがケーシング内に取り込まれる。また、加湿運転時において、圧縮機 101により冷凍サイクルが生じる冷媒回路では、再生熱交 105が凝縮器となり、熱交 107が蒸発器となる。

[0068] 加湿運転の第 1動作について、図 13 (A)を参照しながら説明する。この第 1動作では、第 1の調湿エレメント 181についての吸着動作と、第 2の調湿エレメント 182についての再生動作とが行われる。つまり、第 1動作では、第 2の調湿エレメント 182で空気が加湿され、第 1の調湿エレメント 181の吸着剤が水分を吸着する。ケーシングに取り込まれた還気 RAは、第 1の調湿エレメント 181の吸着側通路へ流入する。この吸着側通路を流れる間に、還気 RAに含まれる水蒸気 (水分）が吸着剤に吸着される。このように減湿された還気 RAは、熱交 107を通過し、冷媒との熱交換によって冷却される。その後、水分と熱を奪われた還気 RAは、排気 ΕΑとして室外へ排出される。

一方、ケーシングに取り込まれた外気 OAは、第 1の調湿エレメント 181の冷却側通路へ流入する。この冷却側通路を流れる間に、外気 OAは、吸着側通路で水分が吸着剤に吸着される際に生じた吸着熱を吸熱する。吸着熱を奪った外気 OAは、再生熱交換器 105を通過する。その際、再生熱交換器 105では、外気 OAが冷媒との熱交換によって加熱される。

[0069] そして、第 1の調湿エレメント 181及び再生熱交換器 105で加熱された外気 OAは、第 2の調湿エレメント 182の吸着側通路へ導入される。この吸着側通路では、外気 OAによって吸着剤が加熱され、感温性有機系高分子材料が膨潤相から収縮相へ体積相転移を起こして、水蒸気が吸着剤から脱離する。つまり、第 2の調湿エレメント 182の再生が行われる。そして、吸着剤力も脱離した水蒸気が外気 OA中に放出され、外気 OAが加湿される。第 2の調湿エレメント 182で加湿された外気 OAは、熱交翻 106を通過する。ここでは、熱交^^ 106が休止しているので、外気 OAは加熱も冷却もされない。もし、熱交^^ 106が機能していれば、外気 OAが加熱あるいは冷却される。熱交翻106を出た外気 OAは、給気ファン 108bを通って室内へ給気 SAとして供給される。 [0070] 次に、加湿運転の第 2動作について、図 13 (B)を参照しながら説明する。この第 2 動作では、第 1動作時とは逆に、第 2の調湿エレメント 182についての吸着動作と、第 1の調湿エレメント 181についての再生動作とが行われる。つまり、この第 2動作では、第 1の調湿エレメント 181で空気が加湿され、第 2の調湿エレメント 182の吸着剤が水蒸気を吸着する。

ケーシングに取り込まれた還気 RAは、図 13 (B)に示す第 2の調湿エレメント 182の吸着側通路へ流入する。この吸着側通路を流れる間に、還気 RAに含まれる水蒸気が吸着剤に吸着される。このように減湿された還気 RAは、熱交 107を通過し、冷媒との熱交換によって冷却される。その後、水分と熱を奪われた還気 RAは、排気 ΕΑとして室外へ排出される。

[0071] 一方、ケーシングに取り込まれた外気 OAは、第 2の調湿エレメント 182の冷却側通路へ流入する。この冷却側通路を流れる間に、外気 OAは、吸着側通路で水蒸気が吸着剤に吸着される際に生じた吸着熱を吸熱する。吸着熱を奪った外気 OAは、再生熱交換器 105を通過する。その際、再生熱交換器 105では、外気 OAが冷媒との熱交換によって加熱される。

第 2の調湿エレメント 182及び再生熱交換器 105で加熱された外気 OAは、第 1の調湿エレメント 181の吸着側通路へ導入される。この吸着側通路では、外気 OAによつて吸着剤が加熱され、感温性有機系高分子材料が膨潤相から収縮相へ体積相転移を起こして、吸着剤から水蒸気が脱離する。つまり、第 1の調湿エレメント 181の再生が行われる。そして、吸着剤から脱離した水蒸気が外気 OAに放出され、外気 OA が加湿される。第 1の調湿エレメント 181で加湿された外気 OAは、熱交^^ 106を通過する。その際、熱交換器 106は休止しており、外気 OAは加熱も冷却もされない。そして、加湿された外気 OAは、給気 SAとして室内へ供給される。

[0072] このような図 13 (A) , (B)に示す空気調和機 110においても、第 1動作と第 2動作とを所定の時間間隔で切り換えるため、凝縮器として機能する再生熱交 l05の凝縮器温度や凝縮器圧力に基づ!/ヽて能力制御を行えば、給気 SAの温度などに基づいて能力制御を行うよりも適切な制御が為されることになる。

(4) 図 14に示すような室外の熱源側熱交換器 211と室内の利用側熱交換器 212, 21 3, 214とから成る空気調和機 210においても、本発明を適用することが可能であり、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

図 14に示す空気調和機 210では、利用側熱交換器として、吸着剤を有さず顕熱処理を主として行う顕熱熱交 212と、吸着剤が表面に設けられた吸着熱交

3, 214を備えており、熱源側熱交翻として室外熱交翻211を備えている。圧縮機 221は、その吐出側が第 1の四路切換弁 225の第 1のポート P1に、その吸入側が第 1の四路切換弁 225の第 4のポート P4にそれぞれ接続されている。室外熱交換器 211は、その一端が第 1の四路切換弁 225の第 2のポート P2に、他端が第 2の四路切換弁 226の第 1のポート P1にそれぞれ接続されている。顕熱熱交翻212は、その一端が第 1の四路切換弁 225の第 3のポート P3に、他端が第 2の四路切換弁 226 の第 4のポート P4にそれぞれ接続されている。また、第 2の四路切換弁 226の第 2のポート P2から第 3のポート P3へ向力つて順に、第 1吸着熱交翻 213と膨張弁 223 と第 2吸着熱交 214とが配置されている。

[0073] 第 1の四路切換弁 225は、第 1のポート P1と第 2のポート P2が互いに連通して第 3 のポート P3と第 4のポート P4が互いに連通する第 1状態（図 14に示す状態）と、第 1 のポート P1と第 3のポート P3が互いに連通して第 2のポート P2と第 4のポート P4が互いに連通する第 2状態とに切り換わる。一方、第 2の四路切換弁 226は、第 1のポート P1と第 2のポート P2が互いに連通して第 3のポート P3と第 4のポート P4が互いに連通する第 1状態（図 14に示す状態）と、第 1のポート P1と第 3のポート P3が互いに連通して第 2のポート P2と第 4のポート P4が互いに連通する第 2状態とに切り換わる。図 14に示す空気調和機 210では、冷房除湿運転と暖房加湿運転とが行われるが、ここでは冷房除湿運転を例にとって説明を行う。

[0074] 冷房除湿運転中には、第 1の四路切換弁 225が図 14に示す第 1状態に設定されるとともに膨張弁 223の開度が適宜調節され、室外熱交 211が凝縮器となって顕熱熱交換器 212が蒸発器となる。一方、第 1吸着熱交換器 213および第 2吸着熱交換器 214については、第 1吸着熱交換器 213が凝縮器となって第 2吸着熱交換器 21 4が蒸発器となる第 1状態と、第 2吸着熱交換器 214が凝縮器となって第 1吸着熱交 213が蒸発器となる第 2状態とが、交互に繰り返される。

さらに、冷房除湿運転中には、室外熱交換器 211へ外気 OAが供給され、顕熱熱交換器 212と第 1及び第 2吸着熱交換器 213、 214へは室内力もの還気 RAが供給される。そして、顕熱熱交換器 212を通過した還気 RAが給気 SAとして室内へ連続的に供給されるとともに、第 1吸着熱交 213を通過した還気 RAと第 2吸着熱交 214を通過した還気 RAとが、交互に給気 SAとして室内へ供給される。

[0075] 第 1状態では、第 1吸着熱交換器 213の吸着剤についての再生動作と、第 2吸着熱交換器 214の吸着剤についての吸着動作とが並行して行われる。第 1状態では、第 2の四路切換弁 226が、図 14に示す状態に設定される。この状態で、圧縮機 221 力も吐出された冷媒は、室外熱交 211と第 1吸着熱交 213を順に通過する間に凝縮し、膨張弁 223で減圧され、その後、第 2吸着熱交翻 214と顕熱熱交換器 212を順に通過する間に蒸発し、圧縮機 221へ吸入されて圧縮される。

この第 1状態において、室外熱交換器 211で冷媒から吸熱した外気 OAが排気 EA として室外へ排出され、顕熱熱交 212で冷却された室内からの還気 RAが給気 SAとして室内へ送り返される。第 1吸着熱交 213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還気 RAに付与される。第 1吸着熱交換器 213から脱離した水分は、還気 RAとともに排気 EAとして室外へ排出される（図 14の点線で示す還気 RAの流れを参照)。第 2吸着熱交換器 214では、室内からの還気 R A中の水分が吸着剤に吸着されて還気 RAが除湿され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第 2吸着熱交 214で除湿された還気 RAは、給気 SAとして室内へ送り返される（図 14の点線で示す還気 RAの流れを参照）。

[0076] 一方、第 2状態では、第 1吸着熱交換器 213の吸着剤についての吸着動作と、第 2 吸着熱交 214の吸着剤についての再生動作とが並行して行われる。第 2状態では、圧縮機 221から吐出された冷媒は、室外熱交翻 211と第 2吸着熱交翻 214 を順に通過する間に凝縮し、膨張弁 223で減圧され、その後、第 1吸着熱交

3と顕熱熱交 212を順に通過する間に蒸発し、圧縮機 221へ吸入されて圧縮される。

この第 2状態では、第 1状態のときと同様に、室外熱交翻 211で冷媒カも吸熱した外気 OA力排気 EAとして室外へ排出され、顕熱熱交 212で冷却された室内力もの還気 RAが給気 SAとして室内へ送り返される。一方、第 1吸着熱交 213では、室内からの還気 RA中の水分が吸着剤に吸着されて還気 RAが除湿され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。第 1吸着熱交 213で除湿された室内からの還気 RAは、給気 SAとして室内へ送り返される（図 14の 2点鎖線で示す還気 RA の流れを参照)。第 2吸着熱交換器 214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還気 RAに付与される。第 2吸着熱交 214から脱離した水分は、還気 RAとともに排気 EAとして室外へ排出される（図 14の 2点鎖線で示す還気 RAの流れを参照)。

[0077] このような図 14に示す空気調和機 210においても、第 1状態と第 2状態とを所定の時間間隔で切り換えるため、凝縮器や蒸発器として機能する第 1吸着熱交換器 213 および第 2吸着熱交換器 214の凝縮器温度や蒸発器温度などに基づいて能力制御を行えば、給気 SAの温度などに基づ、て能力制御を行うよりも適切な制御が為されることになる。

(5)

図 15に示すような室外の熱源側熱交換器 222と室内の利用側熱交換器 224, 22 7とから成る空気調和機 220においても、本発明を適用することが可能であり、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

図 15に示す空気調和機 220では、室外に熱源側熱交換器として室外熱交換器 22 2を備え、室内に、利用側熱交換器として、吸着剤を担持した吸着熱交換器 224と、吸着剤を有さず顕熱処理を主として行う顕熱熱交換器 227とを備えている。

[0078] 空気調和機 220では、冷房除湿運転と暖房加湿運転とが行われるが、ここでは冷房除湿運転を例にとって説明を行う。

冷房除湿運転中には、室外熱交換器 222が凝縮器となり顕熱熱交換器 227が蒸発器となるように、四路切換弁 225が図 15に示す状態に設定される。そして、吸着熱交 224が蒸発器となる吸着動作と、吸着熱交 224が凝縮器となる再生動作と力電磁弁 232bおよび膨張弁 229の制御によって、交互に繰り返される。さらに、冷房除湿運転中には、室外熱交換器 222へ外気 OAが供給され、顕熱熱交換器 22 7および吸着熱交 224へ室内力もの還気 RAが供給される。そして、顕熱熱交換器 227で冷却された還気 RAが室内へ連続的に供給される一方、吸着熱交^^ 224 で除湿された還気 RAは室内へ給気 SAとして間欠的に供給される。

[0079] 吸着動作中は、電磁弁 232bが開放され、膨張弁 229の開度が適宜調節される。この状態で、圧縮機 221から吐出された冷媒は、室外熱交換器 222で凝縮した後に膨張弁 229で減圧され、その後、吸着熱交換器 224と顕熱熱交換器 227を順に通過する間に蒸発し、圧縮機 221へ吸入されて圧縮される。

この吸着動作中において、室外熱交換器 222で冷媒から吸熱した外気 OAが室外へ排気 EAとして排出され、顕熱熱交 227で冷却された室内からの還気 RAが室内へ給気 SAとして送り返される。また、吸着熱交換器 224では、室内からの還気 RA 中の水分が吸着剤に吸着されて還気 RAが除湿され、その際に生じた吸着熱が冷媒に吸熱される。吸着熱交 224で除湿された室内からの還気 RAは、給気 SAとして室内へ送り返される。

[0080] 再生動作中は、電磁弁 232bが閉鎖され、膨張弁 229が全開となる。この状態で、圧縮機 221から吐出された冷媒は、室外熱交換器 222と吸着熱交換器 224を順に通過する間に凝縮し、その後、キヤビラリ一チューブ 232aで減圧されてカも顕熱熱交翻227で蒸発し、圧縮機 221へ吸入されて圧縮される。

この再生動作中にぉヽて、室外熱交換器 222で冷媒から吸熱した外気 OAが室外へ排気 EAとして排出され、顕熱熱交 227で冷却された室内からの還気 RAが室内へ給気 SAとして送り返される。また、吸着熱交換器 224では、冷媒によって吸着剤が加熱されて再生され、吸着剤から脱離した水分が室内からの還気 RAに付与される。吸着熱交^^ 224から脱離した水分は、室内からの還気 RAとともに室外へ排気 ΕΑとして排出される（図 15の 2点鎖線で示す還気 RAの流れを参照)。

[0081] このような図 15に示す空気調和機 220においても、吸着熱交換器 224の吸着動作と再生動作とを所定の時間間隔で切り換えるため、凝縮器や蒸発器として機能する吸着熱交翻 224の凝縮器温度や蒸発器温度などに基づいて能力制御を行えば、給気 SAの温度などに基づいて能力制御を行うよりも適切な制御が為されることになる。 (6)

上記実施形態では、ユーザやメンテナンスパーソンに入力を行わせるディップスィツチ等の入力部 2aを設け、その入力部 2aに入力された負荷 (潜熱負荷、顕熱負荷、あるいは全熱負荷）が優先して処理されるように、制御部 2がインバータ圧縮機 7の容量制御およびバッチ切換時間間隔の制御を行っている。この場合には、ユーザとしては、選んだ (入力した)負荷が優先して処理されるようになり、より好みにあった空調環境を得ることができるようになる。

[0082] このように、優先して処理すべき負荷を入力させるのではなぐ優先して処理すべき負荷を自動的に制御部 2が決定するようにすることもできる。

例えば、制御部 2は、第 1差分、第 2差分、および第 3差分に基づいて、優先して処理を行う負荷を決定することができる。第 1差分は、全熱負荷を処理する現在の空気調和機 10の能力と、室内の全熱負荷の大きさとの差である。第 2差分は、潜熱負荷を処理する現在の能力と、室内の潜熱負荷の大きさとの差である。第 3差分は、顕熱負荷を処理する現在の能力と、室内の顕熱負荷の大きさとの差である。具体的には、制御部 2は、第 1差分、第 2差分、および第 3差分のうち最も値が大きなものを選び、それが第 1差分の場合には全熱負荷を優先して処理すべき負荷として決定し、それが第 2差分の場合には潜熱負荷を優先して処理すべき負荷として決定し、それが第 3差分の場合には顕熱負荷を優先して処理すべき負荷として決定する。なお、各負荷の大きさや各負荷を処理する現在の能力につ、ては、各種空気温度ゃ冷媒状態情報 (温度や圧力）などの入手データ力制御部 2が判断することができる。

[0083] このように優先して処理すべき負荷を制御部 2にお、て自動的に決定するようにすれば、全熱負荷、潜熱負荷、顕熱負荷の処理をバランス良く行うことができるようになる。

(7)

上記実施形態では、優先して処理すべき負荷が潜熱負荷である場合に、制御部 2 は、バッチ切換時間間隔の変更制御による潜熱負荷の処理量の変更を、インバータ圧縮機 7の容量制御による潜熱負荷の処理量の変更よりも優先させている。

このような能力制御に代えて、優先して処理すべき負荷が潜熱負荷である場合に、インバータ圧縮機 7の容量制御による潜熱負荷の処理量の変更を、バッチ切換時間間隔の変更制御による潜熱負荷の処理量の変更よりも優先させることも考えられる。ここでは、潜熱負荷を優先して処理する場合に、まずインバータ圧縮機 7の容量制御を行って潜熱負荷の処理量を変化させ、それでも足りないときに、ノツチ切換時間間隔の変更制御を行って潜熱負荷の処理量をさらに変化させる。このように能力制御を行えば、まずインバータ圧縮機 7の容量制御を行うため、潜熱負荷の処理量の変化が比較的早く現れることになり、必要な潜熱負荷の処理が早く達成されるようになる。

[0084] (8)

上記実施形態では、優先して処理すべき負荷が顕熱負荷である場合に、制御部 2 は、バッチ切換時間間隔の変更制御による顕熱負荷の処理量の変更を、インバータ圧縮機 7の容量制御による顕熱負荷の処理量の変更よりも優先させている。

このような能力制御に代えて、優先して処理すべき負荷が顕熱負荷である場合に、インバータ圧縮機 7の容量制御による顕熱負荷の処理量の変更を、バッチ切換時間間隔の変更制御による顕熱負荷の処理量の変更よりも優先させることも考えられる。ここでは、顕熱負荷を優先して処理する場合に、まずインバータ圧縮機 7の容量制御を行って顕熱負荷の処理量を変化させ、それでも足りないときに、ノツチ切換時間間隔の変更制御を行って顕熱負荷の処理量をさらに変化させる。このように能力制御を行えば、まずインバータ圧縮機 7の容量制御を行うため、顕熱負荷の処理量の変化が比較的早く現れることになり、必要な顕熱負荷の処理が早く達成されるようになる。

[0085] (9)

上記実施形態では、優先して処理すべき負荷が全熱負荷である場合に、まずバッチ切換時間間隔の制御により潜熱負荷の処理量と顕熱負荷の処理量との比である顕潜熱処理量比を固定し、その後にインバータ圧縮機 7の容量制御を行ってヽる。このような能力制御に代えて、優先して処理すべき負荷が全熱負荷である場合に、まずインバータ圧縮機 7の容量制御を行わせることも考えられる。

全熱負荷を増減させるときにはインバータ圧縮機 7の容量を変えることが効果的であることから、ここでは、全熱負荷を優先して処理しなければならないときに、バッチ切換時間間隔の制御を行う前に、まずはインバータ圧縮機 7の容量制御を行わせている。これにより、いち早く全熱負荷の処理量が増減し、全熱負荷の変化に素早く対応することがでさるよう〖こなる。

産業上の利用可能性

本発明によれば、吸着剤の吸着動作と再生動作との切り換えが行われる空気調和機において、全熱負荷、潜熱負荷、および顕熱負荷のうち所定の負荷が優先して処理されるように、圧縮機の容量制御および切換時間間隔の変更制御を行う。このため、この空気調和機は、適切な能力制御をすることが容易であり、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機として有用である。

Claims

請求の範囲

[1] 圧縮機 (7, 221)を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機（10, 110, 210, 220)であって、熱交^^ (3, 5, 105, 213, 214, 224)と、

蒸発器として働く前記熱交によって吸熱される通過空気の水分を吸着する吸着動作、および、凝縮器として働く前記熱交換器によって加熱される通過空気に対して水分を脱離する再生動作、を行う吸着剤と、

前記吸着剤の前記吸着動作と前記再生動作とが所定の切換時間間隔で切り換わるように制御する制御部（2)と、

を備え、

前記制御部は、前記潜熱負荷と前記顕熱負荷との和である全熱負荷、前記潜熱負荷、および前記顕熱負荷のうち所定の負荷が優先して処理されるように、前記圧縮機の容量制御および前記切換時間間隔の変更制御を行う、

空気調和機。

[2] 前記所定の負荷をユーザに選択させる入力部（2a)をさらに備えた、

請求項 1に記載の空気調和機。

[3] 前記制御部は、前記全熱負荷を処理する現在の能力と前記全熱負荷の大きさとの差である第 1差分、前記潜熱負荷を処理する現在の能力と前記潜熱負荷の大きさとの差である第 2差分、および前記顕熱負荷を処理する現在の能力と前記顕熱負荷の大きさとの差である第 3差分を求め、前記第 1、第 2、第 3差分に基づいて前記所定の負荷を決定する、

請求項 1に記載の空気調和機。

[4] 前記制御部は、前記所定の負荷が前記潜熱負荷である場合に、前記圧縮機の容量制御による前記潜熱負荷の処理量の変更を、前記切換時間間隔の変更制御による前記潜熱負荷の処理量の変更よりも優先させる、

請求項 1から 3のいずれかに記載の空気調和機。

[5] 前記制御部は、前記所定の負荷が前記潜熱負荷である場合に、前記切換時間間隔の変更制御による前記潜熱負荷の処理量の変更を、前記圧縮機の容量制御による前記潜熱負荷の処理量の変更よりも優先させる、

請求項 1から 3のいずれかに記載の空気調和機。

[6] 前記制御部は、前記所定の負荷が前記顕熱負荷である場合に、前記圧縮機の容量制御による前記顕熱負荷の処理量の変更を、前記切換時間間隔の変更制御による前記顕熱負荷の処理量の変更よりも優先させる、

請求項 1から 3のいずれかに記載の空気調和機。

[7] 前記制御部は、前記所定の負荷が前記顕熱負荷である場合に、前記切換時間間隔の変更制御による前記顕熱負荷の処理量の変更を、前記圧縮機の容量制御による前記顕熱負荷の処理量の変更よりも優先させる、

請求項 1から 3のいずれかに記載の空気調和機。

[8] 前記制御部は、前記所定の負荷が前記全熱負荷である場合に、まず前記圧縮機の容量制御を行う、

請求項 1から 3のいずれかに記載の空気調和機。

[9] 前記制御部は、前記所定の負荷が前記全熱負荷である場合に、まず前記切換時間間隔の制御により前記潜熱負荷の処理量と前記顕熱負荷の処理量との比を固定し、その後に前記圧縮機の容量制御を行う、

請求項 1から 3のいずれかに記載の空気調和機。

[10] 前記熱交換器として、表面に前記吸着剤が設けられた第 1吸着熱交換器 (3, 213) および第 2吸着熱交換器 (5, 214)を備え、

前記制御部は、前記第 1吸着熱交換器の前記吸着剤の前記吸着動作または前記再生動作により除湿または加湿された空気を前記屋内に供給する第 1状態と、前記第 2吸着熱交換器の前記吸着剤の前記吸着動作または前記再生動作により除湿または加湿された空気を前記屋内に供給する第 2状態とを切り換える、

請求項 1から 9のいずれかに記載の空気調和機（10, 210)。

[11] 前記熱交翻を、利用側熱交翻(213, 214)として備え、

熱源側熱交 (211)をさらに備えた、

請求項 1から 10のいずれかに記載の空気調和機（210)。

[12] 前記制御部は、前記蒸発器の温度、前記蒸発器の圧力、前記凝縮器の温度、および前記凝縮器の圧力のうち少なくともいずれ力 1つに基づいて、前記圧縮機の容量制御および前記切換時間間隔の変更制御を行う、

請求項 1から 11のいずれかに記載の空気調和機。

[13] 圧縮機（7, 221)および熱交翻（3, 5, 105, 213, 214, 224)を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、蒸発器として働く前記熱交によって吸熱される通過空気の水分を吸着する吸着動作および凝縮器として働く前記熱交換器によって加熱される通過空気に対して水分を脱離する再生動作を行う吸着剤を使用して、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機（10, 110, 210, 220)の制御方法であって、

前記吸着剤の前記吸着動作と前記再生動作とが所定の切換時間間隔で切り換わるように制御するとともに、

前記潜熱負荷と前記顕熱負荷との和である全熱負荷、前記潜熱負荷、および前記顕熱負荷のうち所定の負荷が優先して処理されるように、前記圧縮機の容量制御および前記切換時間間隔の変更制御を行う、

空気調和機の制御方法。

[14] 圧縮機（7、 101、 221)を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機（10、 110、 220)であって、

熱交^^ (3、 5、 105、 213、 214、 224)と、

を備え、

前記制御部（2)は、前記蒸発器の温度、前記蒸発器の圧力、前記凝縮器の温度、および前記凝縮器の圧力のうち少なくともいずれか 1つに基づいて、前記圧縮機（7 、 101、 221)の容量制御および Zまたは前記切換時間間隔の変更制御を行う、空気調和機（10、 110、 220)。

[15] 前記熱交換器 (3、 5、 213、 214、 224)が、表面に前記吸着剤を担持している吸着熱交換器である、

請求項 14に記載の空気調和機（10、 220)。

[16] 前記熱交換器 (213、 214、 224)を、利用側熱交換器として備え、

熱源側熱交 (211、 222)をさらに備えた、

請求項 14または 15に記載の空気調和機（220)。

[17] 前記制御部（2)は、さらに屋内の空気の湿度値に基づいて、前記圧縮機の容量制御および Zまたは前記切換時間間隔の変更制御を行うことを特徴とする、請求項 14から 16のいずれかに記載の空気調和機（10、 110、 220)。

[18] 前記制御部（2)は、さらに前記熱交力屋内に流れる空気の湿度値に基づいて、前記圧縮機の容量制御および Zまたは前記切換時間間隔の変更制御を行うことを特徴とする、

請求項 14から 17のいずれかに記載の空気調和機。（10、 110、 220)

[19] 前記制御部（2)は、さらに前記熱交力屋内に流れる空気の温度値に基づいて、前記圧縮機の容量制御および Zまたは前記切換時間間隔の変更制御を行うことを特徴とする、

請求項 14から 18のいずれかに記載の空気調和機（10、 110、 220)。

[20] 圧縮機（7、 101、 221)および熱交換器（3、 5、 105、 213、 214、 224)を有する蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、蒸発器として働く前記熱交によって吸熱される通過空気の水分を吸着する吸着動作および凝縮器として働く前記熱交換器によつて加熱される通過空気に対して水分を脱離する再生動作を行うことができる吸着剤を使用して、屋内の潜熱負荷および顕熱負荷を処理する空気調和機（10、 110、 220)の制御方法であって、

前記吸着剤の前記吸着動作と前記再生動作とを所定の切換時間間隔で切り換えるように制御するとともに、

前記蒸発器の温度、前記蒸発器の圧力、前記凝縮器の温度、および前記凝縮器の圧力のうち少なくともいずれ力 1つに基づいて、前記圧縮機の容量制御および Zまたは前記切換時間間隔の変更制御を行う、ことを特徴とする空気調和機（10、 110、 220)の制御方法。