WO2006126572A1 - 空調システム - Google Patents

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WO2006126572A1
WO2006126572A1 PCT/JP2006/310319 JP2006310319W WO2006126572A1 WO 2006126572 A1 WO2006126572 A1 WO 2006126572A1 JP 2006310319 W JP2006310319 W JP 2006310319W WO 2006126572 A1 WO2006126572 A1 WO 2006126572A1
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air
temperature
target
air conditioning
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PCT/JP2006/310319
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Inventor
Nobuki Matsui
Tetsuyuki Kondo
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
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    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning system that performs air conditioning in the same room using a humidity control device that processes a latent heat load in a room and an air conditioning device that processes a sensible heat load in the room.
  • Patent Document 1 discloses an air conditioner that performs a vapor compression refrigeration cycle by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit.
  • the refrigerant circuit of this air conditioner includes a compressor, an indoor heat exchanger
  • An expansion valve, an outdoor heat exchanger, and a four-way switching valve are connected.
  • the refrigerant circulation direction is reversible by switching the four-way switching valve, and switching between cooling operation and heating operation is possible.
  • the cooling operation air cooled by an indoor heat exchanger serving as an evaporator is supplied to the room and the room is cooled.
  • the heating operation air heated by the indoor heat exchanger serving as a condenser is supplied to the room and the room is heated.
  • Patent Document 2 discloses a humidity control apparatus in which an adsorption heat exchanger carrying an adsorbent that adsorbs moisture is connected to a refrigerant circuit.
  • the adsorption heat exchange functions as an evaporator or a condenser by switching the refrigerant circulation direction, and the dehumidifying operation and the humidifying operation can be switched.
  • the adsorbent is cooled by the refrigerant evaporated in the adsorption heat exchanger, and the moisture in the air is adsorbed by the adsorbent.
  • Air that has been dehumidified by applying moisture to the adsorbent is supplied to the room and the room is dehumidified.
  • the adsorbent is heated by the refrigerant condensed in the adsorption heat exchanger, and the moisture adsorbed on the adsorbent is desorbed. This humidified air is supplied to the room and humidified in the room.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-106609
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-294048 Disclosure of the invention
  • the relative humidity in the room greatly contributes to the comfortable range related to the humidity in the room.
  • the humidity control apparatus As described above so that the indoor relative humidity is within a comfortable range. In order to improve indoor comfort, it is necessary to keep both the indoor temperature and the indoor relative humidity comfortable. For this reason, it is conceivable that the air conditioner for processing the sensible heat load in the room and the humidity control apparatus for processing the latent heat load in the room are used in the same room.
  • the present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide both an indoor temperature and a relative humidity in an air conditioning system including a humidity control device and an air conditioning device. It is to propose an air conditioning system that can quickly and comfortably maintain.
  • the first invention comprises a humidity control device (10) for processing an indoor latent heat load and an air conditioner (20) for processing an indoor sensible heat load, and includes a target temperature Ts and a target relative humidity Rs.
  • the air conditioning system supplies the air treated by the humidity control device (10) and the air conditioning device (20) into the same room.
  • the air conditioning system includes an air conditioning controller (42) that adjusts the processing capacity of the air conditioner (20) so that the indoor temperature approaches the target temperature Ts, and the target relative humidity Rs at the target temperature Ts.
  • the calculation unit (33) that calculates the absolute humidity as the target absolute humidity As, and the humidity control unit that adjusts the processing capacity of the humidity control device (10) so that the indoor absolute humidity approaches the target absolute humidity As ( 41) and! /.
  • the humidity control device (10) and the air conditioning device (20) are operated, whereby indoor humidity control and temperature control are performed simultaneously.
  • the air conditioner (20) The air conditioning control unit (42) controls the temperature adjustment capability so as to approach the target temperature Ts. As a result, the room temperature gradually converges to the target temperature Ts, and is finally maintained at the target temperature Ts.
  • the humidity control device (10) is controlled in humidity so that the indoor relative humidity approaches the target relative humidity Rs.
  • the calculation unit (33) first calculates the target relative humidity Rs under the target temperature Ts condition from the target temperature Ts as the indoor control target temperature and the target relative humidity Rs as the indoor control target humidity. Calculate the target absolute humidity As.
  • the humidity control unit (41) calculates the required humidity control capability of the humidity control device (10) from the actual absolute humidity in the room and the target absolute humidity As, for example, and the humidity control device (10) The humidity control capacity of the is adjusted to this required processing capacity.
  • the humidity control device (10) is adjusted in humidity control capacity so as to satisfy the target relative humidity Rs that is the control target humidity at the target temperature Ts.
  • the second invention is characterized in that, in the first invention, the user is provided with an input unit (30) for inputting the target relative humidity Rs as the set relative humidity.
  • the target relative humidity Rs desired by the user is input to the input unit (30) as the set relative humidity. That is, in the humidity control apparatus (10), the humidity control capability is adjusted so that the set relative humidity Rs is satisfied at the target temperature Ts.
  • the input unit (30) in which the user inputs the target temperature Ts as a set temperature, and the target relative humidity Rs is automatically determined according to the set temperature. It is characterized by having a determination part to perform.
  • the target temperature Ts desired by the user is input to the input unit (30) as the set temperature. Further, the determining unit automatically determines the target relative humidity Rs corresponding to the set temperature based on the set temperature input to the input unit (30). That is, in the humidity control apparatus (10), the humidity control capability is adjusted so that the target relative humidity R is satisfied at the set temperature Ts.
  • the humidity control apparatus (10) is connected to an adsorption heat exchanger ⁇ (51, 52) carrying an adsorbent that adsorbs moisture in the air.
  • a refrigerant circuit (50) that performs a refrigeration cycle, and heats or cools the adsorbent of the adsorption heat exchanger (51, 52) with the refrigerant of the refrigerant circuit (50) to adjust the air in contact with the adsorbent. It is characterized by processing indoor latent heat load by supplying humidified and conditioned air to the room.
  • the humidity control apparatus (10) of the fourth invention is provided with a refrigerant circuit (50) for performing a refrigeration cycle by circulating the refrigerant.
  • the refrigerant circuit (50) is connected to adsorption heat exchangers 51 and 52) having an adsorbent supported on the surface.
  • This adsorption heat exchange (51, 52) functions as an evaporator or a condenser depending on the flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit.
  • the adsorption heat exchanger (51, 52) when the adsorption heat exchanger (51, 52) functions as an evaporator, the adsorbent is cooled by the refrigerant. When air passes through the adsorption heat exchanger (51, 52), water in the air is adsorbed by the adsorbent. When the air dehumidified as described above is supplied to the room, the room is dehumidified. On the other hand, for example, when the adsorption heat exchanger (51, 52) functions as a condenser, the adsorbent is heated by the refrigerant. When air passes through the adsorption heat exchanger (51, 52), moisture desorbed from the adsorbent is given to the air. When the air humidified as described above is supplied into the room, the room is humidified.
  • the humidity control capacity of the humidity control apparatus (10) is adjusted so that the target relative humidity Rs is satisfied at the target temperature Ts of the air conditioner (20).
  • the air conditioner (20) uses the target temperature Ts as the control target temperature, it can be predicted that the room temperature will reach the target temperature Ts when the air conditioner (20) is started for a while.
  • the humidity controller (10) is controlled so as to satisfy the target relative humidity Rs at the target temperature Ts from the start of the air conditioner (20). Can be converged to. Therefore, with this air conditioning system, the indoor temperature and relative humidity can be maintained quickly, comfortably and comfortably.
  • the target temperature Ts used for temperature control of the air conditioner (20) is set to the humidity control device.
  • the target relative humidity Rs desired by the user can be input as the set relative humidity to the input unit (30). That is, the humidity control capacity of the humidity control apparatus (10) of the air conditioning system can be changed as appropriate according to the set relative humidity input by the user.
  • the target temperature Ts desired by the user can be input to the input unit (30) as the set temperature.
  • the temperature control capacity of the air conditioner (20) of this air conditioning system It can be appropriately changed according to the set temperature input by the user.
  • the determining unit can automatically determine the relative humidity that the user feels comfortable under this temperature condition as the target relative humidity Rs when the room temperature becomes the set temperature. That is, even if the user does not input the set relative humidity, the indoor relative humidity that the user feels comfortable can be automatically determined as the target relative humidity Rs, and the indoor humidity can be kept comfortable.
  • the amount of heating or cooling of the adsorbent by the refrigerant in the refrigerant circuit (50), or the contact time between the adsorbent and air can be adjusted as appropriate.
  • the humidity control capacity of the humidity device can be adjusted easily and in multiple stages.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioning system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a piping system diagram showing the configuration of the refrigerant circuit of the humidity control apparatus of the embodiment. (A) shows the operation during the first operation, and (B) shows the second operation. Indicates an operation in progress
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of an adsorption heat exchanger.
  • FIG. 4 is a piping system diagram showing the configuration of the refrigerant circuit of the air conditioner according to the embodiment.
  • A) shows the first state
  • (B) shows the second state
  • Fig. 5 is a schematic configuration diagram of a humidity control apparatus in a first modification of the other embodiment, wherein (A) shows the operation during the first operation, and (B) shows the first operation. 2 Indicates the operation during operation.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a humidity control unit in a second modified example of the other embodiment.
  • Air conditioning control unit 50 Refrigerant circuit
  • the air conditioning system (1) of the present embodiment includes a humidity control device (10) for processing latent heat of air and an air conditioning device (20) for processing sensible heat of air. ! /
  • the air conditioning system (1) both the air treated by the humidity control device (10) and the air treated by the air conditioning device (20) are supplied into the same room.
  • the air conditioning system (1) includes a humidity control unit (41), an air conditioning control unit (42), and a controller (30), which will be described in detail later.
  • the humidity control apparatus (10) of the present embodiment is configured to be capable of a dehumidifying operation for supplying dehumidified air to the room and a humidifying operation for supplying humidified air to the room.
  • the humidity control apparatus (10) includes a refrigerant circuit (50).
  • the refrigerant circuit (50) includes a first adsorption heat exchange (51), a second adsorption heat exchange (52), a compressor (53), a four-way switching valve (54), and an electric expansion valve (55). It is a closed circuit provided.
  • the refrigerant circuit (50) performs a vapor compression refrigeration cycle by circulating the filled refrigerant.
  • the compressor (53) has a discharge side on the first port of the four-way selector valve (54) and an inlet side on the second port of the four-way selector valve (54). Each port is connected.
  • One end of the first adsorption heat exchange (51) is connected to the third port of the four-way switching valve (54).
  • the other end of the first adsorption heat exchanger (51) is connected to one end of the second adsorption heat exchanger (52) via the electric expansion valve (55).
  • the other end of the second adsorption heat exchanger (52) is connected to the fourth port of the four-way switching valve (54).
  • the four-way switching valve (54) is in the first state (the state shown in Fig. 2 (A)) in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other. Can be switched to the second state (the state shown in Fig. 2 (B)) in which the first port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port. .
  • both the first adsorption heat exchanger (51) and the second adsorption heat exchanger (52) are coupled. It is composed of Rossfin-type fins and tube heat exchange ⁇ .
  • These adsorption heat exchanges (51, 52) include a copper heat transfer tube (58) and an aluminum fin (57)!
  • the plurality of fins (57) provided in the adsorption heat exchange (51, 52) are each formed in a rectangular plate shape and arranged at regular intervals.
  • the heat transfer tube (58) is provided so as to penetrate each fin (57).
  • each of the adsorption heat exchanges (51, 52) an adsorbent is supported on the surface of each fin (57), and the air passing between the fins (57) is on the surface of the fin (57). Contact with the adsorbent.
  • adsorbent those capable of adsorbing water vapor in the air, such as zeolite, silica gel, activated carbon, and organic polymer material having a hydrophilic functional group, are used.
  • the humidity control apparatus (10) is provided with a plurality of sensors for detecting the temperature and humidity of the air.
  • the plurality of sensors detect an outdoor temperature sensor that detects the temperature of outdoor air, an outdoor humidity sensor that detects the relative humidity of outdoor air, an indoor temperature sensor that detects the temperature of indoor air, and a relative humidity of indoor air. It consists of an indoor humidity sensor.
  • the air conditioner (20) of the present embodiment is configured to be capable of a cooling operation for supplying cooled air to the room and a heating operation for supplying heated air to the room.
  • the air conditioner (20) includes an indoor unit (21) and an outdoor unit (22).
  • the indoor unit (21) is disposed indoors.
  • the indoor unit (21) houses an indoor heat exchanger (62).
  • the outdoor unit (22) is disposed outside the room.
  • the outdoor unit (22) houses an outdoor heat exchanger (61), a compressor (63), a four-way switching valve (64), and an electric expansion valve (65).
  • the indoor unit (21) and the outdoor unit (22) are connected to each other by two connecting pipes (23, 24).
  • the air conditioner (20) includes a refrigerant circuit (60) that is a closed circuit.
  • the refrigerant circuit (60) performs a vapor compression refrigeration cycle by circulating the filled refrigerant.
  • the compressor (63) has a discharge side at the first port of the four-way switching valve (64) and an inlet side at the second port of the four-way switching valve (64). Each port is connected.
  • One end of the outdoor heat exchanger (61) is connected to the third port of the four-way switching valve (64) .
  • the other end of the outdoor heat exchanger (61) is connected to one end of the indoor heat exchanger (62) through an electric expansion valve (65).
  • the other end of the indoor heat exchange (62) is connected to the fourth port of the four-way switching valve (64).
  • the four-way selector valve (64) is in the first state (the state shown in FIG. 4 (A)) in which the first port and the third port communicate with each other and the second port and the fourth port communicate with each other. Can be switched to the second state (the state shown in Fig. 4 (B)) where the first port communicates with the fourth port and the second port communicates with the third port. .
  • the air conditioner (20) is provided with a suction temperature sensor that detects the temperature of the suction room air from the room to the air conditioner (20).
  • the air conditioning system (1) of the present embodiment includes a controller (30), a humidity control unit (41), and an air conditioning control unit (42).
  • the controller (30) has an input unit for inputting a set temperature Ts as a control target temperature of the air conditioner (20) and a set relative humidity Rs as a control target humidity of the humidity controller (10). It is composed. Specifically, the controller (30) is provided with a temperature setting unit (31) and a humidity setting unit (32).
  • a desired room temperature is input to the temperature setting section (31).
  • the target temperature in the room is set as the set temperature Ts in the temperature setting section (31).
  • the humidity setting section is set as the set temperature Ts in the temperature setting section (31).
  • a desired indoor humidity condition is input. Specifically, the desired humidity condition is selectively input to the humidity setting unit (32) from among three levels of “low”, “medium”, and “high”. In the humidity setting section (32), the set relative humidity R s is set as the target humidity in the room corresponding to the input humidity condition.
  • the air conditioning control unit (42) receives the set temperature Ts set in the controller (30).
  • the air conditioning controller (42) adjusts the temperature control capability of the air conditioner (20) so that the room temperature approaches the set temperature Ts.
  • the humidity control unit (41) receives the set temperature Ts and the set relative humidity Rs set in the controller (30).
  • the humidity control unit (41) includes a calculation unit (33). This calculation unit
  • the humidity control unit (41) calculates the absolute humidity that becomes the set relative humidity Rs at the set temperature Ts from the set temperature Ts and the set relative humidity Rs received by the humidity control unit (41), and this absolute humidity is set as the target absolute humidity. Wet Set as degree As. Then, the humidity control unit (41) adjusts the humidity control capability of the humidity control unit (41) so that the absolute humidity in the room approaches the target absolute humidity As (details will be described later). ).
  • a dehumidifying operation and a humidifying operation are performed.
  • the humidity control device (10) during the dehumidifying operation or humidifying operation adjusts the taken outdoor air (OA) and supplies it to the room as supply air (SA), and at the same time supplies the taken indoor air (RA). Exhaust air as exhaust air (EA).
  • the humidity control apparatus (10) during the dehumidifying operation or the humidifying operation performs indoor ventilation.
  • the humidity control apparatus (10) alternately repeats the first operation and the second operation at a predetermined time interval (for example, every 3 minutes) during both the dehumidifying operation and the humidifying operation.
  • the humidity control apparatus (10) takes in outdoor air (OA) as the first air and indoor air (RA) as the second air.
  • the humidity control device (10) takes in indoor air (RA) as the first air and outdoor air (OA) as the second air during the humidifying operation.
  • the first operation will be described.
  • the second air is sent to the first adsorption heat exchanger (51) and the first air is sent to the second adsorption heat exchanger (52).
  • a regeneration operation for the first adsorption heat exchanger (51) and an adsorption operation for the second adsorption heat exchanger (52) are performed.
  • the four-way switching valve (54) is set to the first state.
  • the compressor (53) When the compressor (53) is operated, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (50). Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (53) dissipates heat and condenses in the first adsorption heat exchange (51).
  • the refrigerant condensed in the first adsorption heat exchanger (51) is depressurized when passing through the electric expansion valve (55), and then absorbs heat in the second adsorption heat exchanger (52) and evaporates.
  • the refrigerant evaporated in the second adsorption heat exchange (52) is sucked into the compressor (53), compressed, and discharged again from the compressor (53).
  • the first adsorption heat exchanger (51) serves as a condenser.
  • the second adsorption heat exchanger (52) becomes an evaporator.
  • the adsorbent on the surface of the fin (57) is heated by the refrigerant in the heat transfer tube (58), and moisture separated from the heated adsorbent is given to the second air. .
  • the second adsorption heat exchanger (52) moisture in the first air is adsorbed by the adsorbent on the surface of the fin (57), and the generated adsorption heat is absorbed by the refrigerant in the heat transfer tube (58).
  • the first air dehumidified by the second adsorption heat exchanger (52) is supplied into the chamber, and the first adsorption heat exchange (51) force desorbed moisture is supplied to the first air. 2 Exhausted with air.
  • the second air humidified by the first adsorption heat exchange (51) is supplied to the room, and the first air deprived of moisture by the second adsorption heat exchanger (52) is supplied. It is discharged outside the room.
  • the second operation will be described.
  • the first air is sent to the first adsorption heat exchanger (51) and the second air is sent to the second adsorption heat exchanger (52).
  • a regeneration operation for the second adsorption heat exchanger (52) and an adsorption operation for the first adsorption heat exchanger (51) are performed.
  • the four-way selector valve (54) is set to the second state.
  • the compressor (53) When the compressor (53) is operated, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (50). Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (53) dissipates heat by the second adsorption heat exchange (52) and condenses.
  • the refrigerant condensed in the second adsorption heat exchanger (52) is depressurized when passing through the electric expansion valve (55), and then absorbs heat in the first adsorption heat exchanger (51) and evaporates.
  • the refrigerant evaporated in the first adsorption heat exchanger (51) is sucked into the compressor (53), compressed, and discharged from the compressor (53) again.
  • the second adsorption heat exchanger (52) serves as a condenser
  • the first adsorption heat exchanger (51) serves as an evaporator.
  • the second adsorption heat exchanger (52) the adsorbent on the surface of the fin (57) is heated by the refrigerant in the heat transfer tube (58), and moisture desorbed from the heated adsorbent is given to the second air.
  • the first adsorption heat exchanger (51) moisture in the first air is adsorbed by the adsorbent on the surface of the fin (57), and the generated adsorption heat is absorbed by the refrigerant in the heat transfer tube (58).
  • the first air dehumidified by the first adsorption heat exchanger (51) is stored in the chamber.
  • the second adsorbed heat exchange (52) force desorbed moisture is discharged outside the room together with the second air.
  • the second air humidified by the second adsorption heat exchange (52) is supplied into the room, and the first air deprived of moisture by the first adsorption heat exchanger (51) is supplied. It is discharged outside the room.
  • the cooling operation and the heating operation are performed.
  • the four-way switching valve (64) of the refrigerant circuit (60) is set to the first state.
  • the compressor (63) When the compressor (63) is operated, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (60). Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (63) is condensed by releasing heat in the outdoor heat exchanger (61). The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (61) is depressurized when passing through the electric expansion valve (65), and then absorbs heat in the indoor heat exchanger (62) and evaporates. The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger (62) is sucked into the compressor (63), compressed, and discharged from the compressor (63) again.
  • the outdoor heat exchanger (61) serves as a condenser, and the indoor heat exchanger.
  • the air drawn into the air conditioner (20) also passes through the indoor heat exchanger (62) serving as an evaporator. This air is cooled by the indoor heat exchanger (62) and then supplied indoors.
  • the four-way selector valve (64) of the refrigerant circuit (60) is set to the second state.
  • the compressor (63) When the compressor (63) is operated, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit (60). Specifically, the refrigerant discharged from the compressor (63) dissipates heat in the indoor heat exchanger (62) and condenses. The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger (62) is depressurized when passing through the electric expansion valve (65), and then absorbs heat and evaporates in the outdoor heat exchanger (61). The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (61) is sucked into the compressor (63), compressed, and discharged again by the compressor (63).
  • the outdoor heat exchanger (61) serves as an evaporator, and the indoor heat exchanger
  • the air conditioning system (1) of the present embodiment four types of operation are performed by a combination of the dehumidifying operation or humidifying operation of the humidity control device (10) described above and the cooling operation or heating operation of the air conditioning device (20) described above. Is called. Specifically, in the air conditioning system (1), the humidity control device (10) performs dehumidification operation and at the same time the air conditioning device (20) performs cooling operation, and the humidity control device (10) performs dehumidification.
  • Heat dehumidification operation in which the air conditioning unit (20) performs heating operation at the same time as the operation
  • Cooling and humidification operation in which the air conditioning unit (20) performs the cooling operation at the same time as the humidification operation with the humidity control device (10)
  • the set temperature Ts (for example, 25 ° C.) set in the controller (30) is received by the air conditioning controller (42). Further, the suction room temperature detected by the suction temperature sensor of the air conditioner (20) is received by the air conditioning controller (42).
  • the air conditioning controller (42) controls the cooling capacity of the air conditioner (20) based on the temperature difference between the detected temperature of the suction temperature sensor and the set temperature so that the room temperature approaches the set temperature of 25 ° C. .
  • the cooling capacity of the air conditioner (20) is controlled by adjusting, for example, the refrigerant evaporation temperature of the indoor heat exchanger (62) and the frequency of the compressor (63).
  • the cooling operation is performed with the set temperature Ts as the target temperature. As a result, the room temperature gradually converges to the set temperature T s and is maintained at the set temperature of 25 ° C.
  • the humidity control unit (41) calculates, from the set temperature Ts and the set relative humidity Rs, an absolute humidity at which the relative humidity is 40% at the set temperature 25 ° C as the target absolute humidity As. Also, in the calculation unit (33), the absolute humidity of the outdoor air (OA) is calculated from the detected outdoor temperature and the detected humidity. Further, the calculation unit (33) calculates the detected indoor temperature and the absolute humidity of the detected humidity force supply air (SA).
  • the humidity control unit (41) Based on the absolute humidity of the outdoor air (OA) and supply air (SA) and the target absolute humidity As, the humidity control unit (41) causes the indoor absolute humidity to approach the target absolute humidity As.
  • the dehumidifying capacity of the humidity control device (10) is controlled.
  • the control of the dehumidifying capacity of the humidity control device (10) can be achieved, for example, by adjusting the refrigerant circulation rate according to the frequency of the compressor (63) or by adjusting the contact time between the adsorbent and air in the adsorption heat exchanger (51, 52) It is performed by adjusting appropriately.
  • the dehumidifying operation is performed so that the relative humidity Rs is satisfied with the set humidity Ts.
  • the room temperature approaches the set temperature Ts by the cooling operation of the air conditioner (20) described above, and the indoor relative humidity gradually converges to the set relative humidity Rs.
  • the room temperature is kept at the set temperature of 25 ° C and the room relative humidity is kept at the set relative humidity of 40%.
  • the humidity control capacity of the humidity control apparatus (10) is adjusted so as to satisfy the target relative humidity Rs at the set temperature Ts that is the target control temperature of the air conditioner (20)! /
  • the air conditioner (20) uses the set temperature Ts as the control target temperature, the room temperature reaches the set temperature Ts after a while after the air conditioner (20) is started up.
  • the humidity control device (10) is controlled so as to satisfy the target relative humidity R s at the set temperature Ts from the time when the air conditioner (20) is started up. Can be converged to. Therefore, with this air conditioning system, the indoor temperature and relative humidity can be maintained quickly, easily and comfortably.
  • the set temperature Ts used for temperature control of the air conditioner (20) is converted to the humidity control device.
  • the controller (30) is provided with an input unit for the set temperature Ts and the set relative humidity Rs.
  • the input unit is provided with the humidity control unit (41) of the humidity control device (10) or the air conditioning device. It may be installed in the air conditioning controller (42) of the device (20)! That is, by making it possible to share the set temperature Ts and the set relative humidity Rs between the humidity control unit (41) and the air conditioning control unit (42), the temperature control and humidity control operation similar to the above embodiment is performed. It can be carried out.
  • the target humidity Rs is not necessarily set by the set humidity Rs input by the user, and is automatically determined by the determination unit according to the set temperature Ts input to the input unit (30). It may be. That is, the determining unit stores in advance the indoor temperature and the optimum humidity corresponding to the indoor temperature (humidity that the user feels comfortable) as data. Then, the determining unit automatically determines the optimum humidity at the set temperature Ts based on the above data as the target relative humidity Rs. Specifically, the determination unit sets the target relative humidity Rs to 55% when the set temperature Ts is 22 degrees or less, and sets the target relative humidity Rs to 50% when the set temperature Ts is between 22 degrees and 26 degrees.
  • the target relative humidity Rs is changed to 45%.
  • the target relative humidity Rs can be determined according to the indoor temperature conditions without the user inputting the target set humidity, and the humidity in the room can be kept comfortable with the humidity control device (10). Can do.
  • the humidity control apparatus (10) may be configured as follows. Here, a modification of the humidity control apparatus (10) will be described.
  • the humidity controller (10) of the first modified example includes a refrigerant circuit (100) and two adsorbing elements (111, 112).
  • the refrigerant circuit (100) is a closed circuit in which a compressor (101), a condenser (102), an expansion valve (103), and an evaporator (104) are connected in order.
  • This refrigerant circuit (100) constitutes a heat source means.
  • the first adsorbing element (111) and the second adsorbing element (112) each include an adsorbent such as zeolite and constitute an adsorbing member.
  • Each adsorbing element (111, 112) is formed with a large number of air passages, and air contacts the adsorbent when passing through the air passages.
  • the humidity control apparatus (10) repeats the first operation and the second operation. As shown in FIG. 6 (A), the humidity control apparatus (10) during the first operation supplies air heated by the condenser (102) to the first adsorption element (111) and supplies the adsorbent. While regenerating, the second adsorbing element (112) removes the air whose moisture has been removed from the evaporator. Cool at (104). In addition, as shown in FIG. 6 (B), the humidity control apparatus (10) in the second operation supplies air heated by the condenser (102) to the second adsorption element (112) to supply the adsorbent. Meanwhile, the air deprived of moisture by the first adsorption element (111) is cooled by the evaporator (104).
  • the humidity control apparatus (10) is configured to perform a dehumidifying operation for supplying the air dehumidified when passing through the adsorption element (111, 112) to the room, and the air humidified when passing through the adsorption element (111, 112). Switch between humidifying operation to supply indoors.
  • the humidity control apparatus (10) of the second modified example includes a humidity control unit (150).
  • the humidity control unit (150) includes a Peltier element (153) and a pair of suction fins (151, 152).
  • the adsorption fins (151 and 152) are obtained by carrying an adsorbent such as zeolite on the surface of a so-called heat sink.
  • the suction fins (151 and 152) constitute a suction member.
  • the Peltier element (153) has a first suction fin (151) joined to one surface and a second suction fin (152) joined to the other surface. When direct current is passed through the Peltier element (153), one of the two suction fins (151, 152) becomes the heat absorption side and the other becomes the heat dissipation side.
  • This Peltier element (153) constitutes a heat source means.
  • the humidity control apparatus (10) repeats the first operation and the second operation.
  • the humidity control unit (150) in the first operation regenerates the adsorbent of the first adsorption fin (151) on the heat dissipation side to humidify the air, while the second adsorption fin ( Adsorb moisture to the adsorbent of 152) to dehumidify the air.
  • the humidity control unit (150) during the first operation regenerates the adsorbent of the second adsorption fin (152) on the heat dissipation side to humidify the air, while the first adsorption fin ( Adsorb moisture to the adsorbent of 151) to dehumidify the air.
  • this humidity control apparatus (10) was dehumidified by supplying dehumidified air to the room when passing through the humidity control unit (150) and humidified when passing through the humidity control unit (150). Switching between humidification operation to supply air into the room.
  • the present invention is useful for an air conditioning system that performs air conditioning in the same room using a humidity control device that processes latent heat and an air conditioning device that processes sensible heat.

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Abstract

 入力部(30)には、調湿装置(10)の制御目標温度となる設定温度Tsと、調湿装置(10)の制御目標湿度となる設定相対湿度Rsとが設定される。空調制御部(42)は、室内の温度が上記設定温度Tsに近づくように調湿装置(10)の温調能力を調節する。また、演算部(33)は、設定温度Tsで設定相対湿度Rsとなる絶対湿度を目標絶対湿度Asとして算出する。調湿制御部(41)は、室内の絶対湿度が上記目標絶対湿度Asに近づくように調湿装置(10)の調湿能力を調節する。

Description

技術分野
[0001] 本発明は、室内の潜熱負荷を処理する調湿装置と、室内の顕熱負荷を処理する空 調装置とで同一室内の空調を行う空調システムに関するものである。
背景技術
[0002] 従来より、室内の顕熱負荷を処理する空調装置や、室内の潜熱負荷を処理する調 湿装置などの種々の空気調和装置が知られて!/、る。
[0003] 例えば特許文献 1には、冷媒回路で冷媒が循環して蒸気圧縮冷凍サイクルを行う 空調装置が開示されている。この空調装置の冷媒回路には、圧縮機、室内熱交換器
、膨張弁、室外熱交^^、及び四方切換弁が接続されている。この空調装置は、四 方切換弁の切換によって冷媒の循環方向が可逆となっており、冷房運転と暖房運転 とが切換可能となっている。そして、例えば冷房運転では、蒸発器となる室内熱交換 器で冷却された空気が室内に供給され、室内の冷房が行われる。一方、暖房運転で は、凝縮器となる室内熱交換器で加熱された空気が室内に供給され、室内の暖房が 行われる。
[0004] また、例えば特許文献 2には、水分の吸着を行う吸着剤を担持する吸着熱交換器 が冷媒回路に接続された調湿装置が知られている。この調湿装置は、冷媒の循環方 向が切り換わることによって上記吸着熱交^^が蒸発器又は凝縮器として機能し、 除湿運転と加湿運転とが切換可能となっている。そして、例えば除湿運転では、吸着 熱交換器で蒸発する冷媒によって吸着剤が冷却され、空気の水分がこの吸着剤に 吸着される。吸着剤に水分を付与して除湿された空気は室内に供給され、室内の除 湿が行われる。一方、加湿運転では、吸着熱交換器で凝縮する冷媒によって吸着剤 が加熱され、吸着剤に吸着された水分が脱離する。この水分を含んで加湿された空 気は室内に供給され、室内の加湿が行われる。
特許文献 1 :特開 2003— 106609号公報
特許文献 2:特開 2004— 294048号公報 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] ところで、室内の湿度に関する快適範囲は室内の相対湿度が大きく寄与している。
したがって、上述のような調湿装置は、室内の相対湿度が快適な範囲となるように運 転する必要がある。また、室内の快適性を向上させるためには、室内の温度と室内の 相対湿度との双方を快適に保つ必要がある。このため、上述したような、室内の顕熱 負荷を処理する空調装置と、室内の潜熱負荷を処理する調湿装置とを同一の室内 で併用することが考えられる。
[0006] 一方、このように空調装置と調湿装置とを併用して室内の空気調和を行う場合、空 調装置の運転に伴って室内の温度が変化するため、室内の相対湿度も変化してしま う。このため、例えばその時点の室内の相対湿度に基づいて調湿装置の能力制御を したのでは、室内の温度と相対湿度との双方を速やかに快適な範囲に保つのが困 難となってしまう。
[0007] 本発明は、斯カる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、調湿装 置と空調装置とを備える空調システムにおいて、室内の温度と相対湿度との双方を 速やかに快適に維持することができる空調システムを提案することにある。
課題を解決するための手段
[0008] 第 1の発明は、室内の潜熱負荷を処理する調湿装置(10)と、室内の顕熱負荷を処 理する空調装置 (20)とを備え、目標温度 Tsと目標相対湿度 Rsとに基づ 、て上記調 湿装置(10)及び上記空調装置 (20)で処理した空気を同一の室内に供給する空調 システムを前提としている。そして、この空調システムは、室内の温度が上記目標温 度 Tsに近づくように空調装置 (20)の処理能力を調節する空調制御部 (42)と、上記 目標温度 Tsで上記目標相対湿度 Rsとなる絶対湿度を目標絶対湿度 Asとして算出 する演算部 (33)と、室内の絶対湿度が上記目標絶対湿度 Asに近づくように調湿装 置(10)の処理能力を調節する調湿制御部 (41)とを備えて!/、ることを特徴とするもの である。
[0009] 第 1の発明の空調システムでは、調湿装置(10)及び空調装置 (20)が運転されるこ とで、室内の調湿と温調とが同時に行われる。上記空調装置 (20)は、室内の温度が 目標温度 Tsに近づくように空調制御部 (42)で温調能力が制御される。その結果、室 内の温度は次第に目標温度 Tsに収束し、最終的に目標温度 Tsに維持される。一方 、調湿装置(10)は、室内の相対湿度が目標相対湿度 Rsに近づくように調湿能力が 制御される。具体的には、まず演算部 (33)が、室内の制御目標温度となる目標温度 Tsと、室内の制御目標湿度となる目標相対湿度 Rsとから、目標温度 Ts条件下で目 標相対湿度 Rsとなる目標絶対湿度 Asを算出する。その後、調湿制御部 (41)は、例 えば実際の室内の絶対湿度と、上記目標絶対湿度 Asとから調湿装置(10)の必要な 調湿能力を算出し、調湿装置(10)の調湿能力をこの必要処理能力に調節する。つ まり、調湿装置(10)は、目標温度 Tsにおいて制御目標湿度となる目標相対湿度 Rs を充足させるように調湿能力が調節される。
[0010] 第 2の発明は、第 1の発明において、ユーザーが上記目標相対湿度 Rsを設定相対 湿度として入力する入力部(30)を備えて!/ヽることを特徴とするものである。
[0011] 第 2の発明では、ユーザーが希望する目標相対湿度 Rsが設定相対湿度として入 力部(30)に入力される。つまり、調湿装置(10)では、目標温度 Tsにおいて設定相対 湿度 Rsを充足させるように調湿能力が調節される。
[0012] 第 3の発明は、第 1の発明において、ユーザーが上記目標温度 Tsを設定温度とし て入力する入力部(30)と、上記設定温度に応じて目標相対湿度 Rsを自動的に決定 する決定部とを備えて ヽることを特徴とするものである。
[0013] 第 3の発明では、ユーザーが希望する目標温度 Tsが設定温度として入力部 (30)に 入力される。更に、決定部は、入力部(30)に入力された設定温度に基づいて、この 設定温度に対応する目標相対湿度 Rsを自動的に決定する。つまり、調湿装置(10) では、設定温度 Tsにお 、て上記目標相対湿度 Rを充足させるように調湿能力が調 節される。
[0014] 第 4の発明は、第 1の発明において、上記調湿装置(10)が、空気中の水分を吸着 する吸着剤を担持する吸着熱交 ^^ (51,52)が接続されると共に冷凍サイクルを行う 冷媒回路 (50)を備え、上記冷媒回路 (50)の冷媒で吸着熱交換器 (51,52)の吸着剤 を加熱し又は冷却して該吸着剤と接触する空気を調湿し、調湿した空気を室内へ供 給することで室内の潜熱負荷を処理することを特徴とするものである。 [0015] 第 4の発明の調湿装置(10)には、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路 (50 )が設けられる。この冷媒回路 (50)には、表面に吸着剤が担持された吸着熱交 51,52)が接続される。この吸着熱交翻 (51,52)は、冷媒回路での冷媒の流れ方向 に応じて蒸発器又は凝縮器として機能する。
[0016] 具体的に、例えば吸着熱交 (51,52)が蒸発器として機能すると、冷媒によって 吸着剤が冷却される。空気がこの吸着熱交換器 (51,52)を通過すると、空気中の水 分が吸着剤に吸着される。以上のようにして除湿された空気が室内に供給されると、 室内の除湿が行われる。一方、例えば吸着熱交換器 (51,52)が凝縮器として機能す ると、冷媒によって吸着剤が加熱される。空気がこの吸着熱交換器 (51,52)を通過す ると、吸着剤から脱離した水分がこの空気に付与される。以上のようにして加湿され た空気が室内に供給されると、室内の加湿が行われる。
発明の効果
[0017] 本発明によれば、空調装置 (20)の目標温度 Tsにお ヽて目標相対湿度 Rsを満たす ように調湿装置(10)の調湿能力を調節するようにしている。ここで、空調装置(20)は 、目標温度 Tsを制御目標温度としているため、空調装置 (20)を立ち上げてからしば らくすると、室内温度は目標温度 Tsに到達すると予測できる。一方、調湿装置(10) は、空調装置 (20)の立ち上げ時から、目標温度 Tsでの目標相対湿度 Rsを満たすよ うに制御されるため、室内の相対湿度を速やかに目標相対湿度 Rsに収束させること ができる。したがって、この空調システムで、室内の温度と相対湿度とを速や力、かつ 快適に維持できる。
[0018] さらに、本発明によれば、空調装置 (20)の温調に利用する目標温度 Tsを調湿装置
(10)側でも利用するようにしている。このため、新たに入力部等を設ける必要がなぐ 比較的容易な構成で室内の温度と相対湿度とを快適に保つことができる。
[0019] また、上記第 2の発明によれば、ユーザーが希望する目標相対湿度 Rsを設定相対 湿度として入力部(30)に入力できる。即ち、この空調システムの調湿装置(10)の調 湿能力をユーザーが入力する設定相対湿度に応じて適宜変更することができる。
[0020] また、上記第 3の発明によれば、ユーザーが希望する目標温度 Tsを設定温度とし て入力部(30)に入力できる。即ち、この空調システムの空調装置 (20)の温調能力を ユーザーが入力する設定温度に応じて適宜変更することができる。更に、決定部で は、室内の温度が設定温度となる場合に、この温度条件下でユーザーが快適に感じ る相対湿度を自動的に目標相対湿度 Rsとして決定することができる。即ち、ユーザ 一が設定相対湿度を入力しないでも、ユーザーが快適に感じる室内の相対湿度を 目標相対湿度 Rsとして自動的に決定でき、室内の湿度を快適に保つことができる。
[0021] また、上記第 4の発明によれば、例えば冷媒回路 (50)の冷媒による吸着剤の加熱 量や冷熱量、あるいは吸着剤と空気との接触時間などを適宜調節することで、調湿 装置の調湿能力を容易かつ多段階に調節することができる。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]図 1は、実施形態の空調システムの概略の構成図である。
[図 2]図 2は、実施形態の調湿装置の冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、 ( A)は第 1動作中の動作を示すものであり、(B)は第 2動作中の動作を示すものである
[図 3]図 3は、吸着熱交^^の概略斜視図である。
[図 4]図 4は、実施形態の空調装置の冷媒回路の構成を示す配管系統図であって、 (
A)は第 1の状態を示すものであり、(B)は第 2の状態を示すものである。
[図 5]図 5は、その他の実施形態の第 1変形例における調湿装置の概略構成図であ つて、(A)は第 1動作中の動作を示すものであり、(B)は第 2動作中の動作を示すもの である。
[図 6]図 6は、その他の実施形態の第 2変形例における調湿ユニットの概略斜視図で ある。
符号の説明
[0023] 1 空調システム
10 調湿装置
20 空調装置
30 コントローラ (入力部)
41 調湿制御部
42 空調制御部 50 冷媒回路
51 第 1吸着熱交換器 (吸着熱交換器)
52 第 2吸着熱交換器 (吸着熱交換器)
発明を実施するための最良の形態
[0024] 本発明の実施形態について説明する。図 1に示すように、本実施形態の空調シス テム(1)は、空気の潜熱を処理する調湿装置(10)と、空気の顕熱を処理する空調装 置 (20)とを備えて!/、る。この空調システム(1)では、調湿装置(10)で処理した空気と 、空調装置 (20)で処理した空気との双方が同一の室内に供給される。また、この空 調システム(1)は、詳細は後述する調湿制御部 (41)、空調制御部 (42)、及びコント口 ーラ(30)を備えている。
[0025] く調湿装置の概略構成〉
本実施形態の調湿装置(10)は、除湿した空気を室内へ供給する除湿運転と、加湿 した空気を室内へ供給する加湿運転とが可能に構成されている。
[0026] 図 2に示すように、上記調湿装置(10)は、冷媒回路 (50)を備えている。この冷媒回 路 (50)は、第 1吸着熱交翻 (51)、第 2吸着熱交翻 (52)、圧縮機 (53)、四方切換 弁 (54)、及び電動膨張弁 (55)が設けられた閉回路である。この冷媒回路 (50)は、充 填された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。
[0027] 上記冷媒回路 (50)にお 、て、圧縮機 (53)は、その吐出側が四方切換弁 (54)の第 1のポートに、その吸入側が四方切換弁 (54)の第 2のポートにそれぞれ接続されてい る。第 1吸着熱交翻(51)の一端は、四方切換弁 (54)の第 3のポートに接続されて いる。第 1吸着熱交換器 (51)の他端は、電動膨張弁 (55)を介して第 2吸着熱交換器 (52)の一端に接続されている。第 2吸着熱交換器 (52)の他端は、四方切換弁 (54) の第 4のポートに接続されて 、る。
[0028] 上記四方切換弁 (54)は、第 1のポートと第 3のポートが連通して第 2のポートと第 4 のポートが連通する第 1状態(図 2(A)に示す状態)と、第 1のポートと第 4のポートが 連通して第 2のポートと第 3のポートが連通する第 2状態(図 2(B)に示す状態)とに切 り換え可能となっている。
[0029] 図 3に示すように、第 1吸着熱交換器 (51)及び第 2吸着熱交換器 (52)は、何れもク ロスフィン型のフィン'アンド ·チューブ熱交^^によって構成されて ヽる。これら吸着 熱交翻 (51,52)は、銅製の伝熱管(58)とアルミニウム製のフィン (57)とを備えて!/、 る。吸着熱交翻 (51,52)に設けられた複数のフィン (57)は、それぞれが長方形板 状に形成され、一定の間隔で並べられている。また、伝熱管(58)は、各フィン (57)を 貫通するように設けられて 、る。
[0030] 上記各吸着熱交翻 (51,52)では、各フィン (57)の表面に吸着剤が担持されてお り、フィン (57)の間を通過する空気がフィン (57)の表面の吸着剤と接触する。この吸 着剤としては、ゼォライト、シリカゲル、活性炭、親水性の官能基を有する有機高分子 材料など、空気中の水蒸気を吸着できるものが用 ヽられる。
[0031] また、この調湿装置(10)には、図示しないが空気の温度や湿度を検出する複数の センサが設けられている。これら複数のセンサは、室外空気の温度を検出する室外 温度センサと、室外空気の相対湿度を検出する室外湿度センサと、室内空気の温度 を検出する室内温度センサと、室内空気の相対湿度を検出する室内湿度センサとで 構成されている。
[0032] く空調装置の概略構成〉
本実施形態の空調装置 (20)は、冷却した空気を室内へ供給する冷房運転と、加熱 した空気を室内へ供給する暖房運転とが可能に構成されている。
[0033] 図 4に示すように、上記空調装置(20)は、室内ユニット(21)及び室外ユニット(22) を備えている。上記室内ユニット(21)は室内に配置されている。この室内ユニット(21 )には、室内熱交換器 (62)が収納されている。一方、上記室外ユニット(22)は室外に 配置されて ヽる。この室外ユニット (22)には、室外熱交換器 (61)、圧縮機 (63)、四方 切換弁 (64)、及び電動膨張弁 (65)が収納されている。上記室内ユニット (21)と上記 室外ユニット (22)とは、 2本の連絡配管(23,24)で互いに接続されている。そして、空 調装置 (20)には、閉回路である冷媒回路 (60)が構成されている。この冷媒回路 (60) は、充填された冷媒を循環させることによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う。
[0034] 上記冷媒回路 (60)にお 、て、圧縮機 (63)は、その吐出側が四方切換弁 (64)の第 1のポートに、その吸入側が四方切換弁 (64)の第 2のポートにそれぞれ接続されてい る。室外熱交翻 (61)の一端は、四方切換弁 (64)の第 3のポートに接続されている 。室外熱交換器 (61)の他端は、電動膨張弁 (65)を介して室内熱交換器 (62)の一端 に接続されている。室内熱交翻 (62)の他端は、四方切換弁 (64)の第 4のポートに 接続されている。
[0035] 上記四方切換弁 (64)は、第 1のポートと第 3のポートが連通して第 2のポートと第 4 のポートが連通する第 1状態(図 4(A)に示す状態)と、第 1のポートと第 4のポートが 連通して第 2のポートと第 3のポートが連通する第 2状態(図 4(B)に示す状態)とに切 り換え可能となっている。また、この空調装置 (20)には、室内から空調装置 (20)への 吸込室内空気の温度を検出する吸込温度センサが設けられている。
[0036] く調湿制御部、空調制御部、及びコントローラの構成〉
図 1に示すように、本実施形態の空調システム(1)には、コントローラ(30)、調湿制 御部 (41)、及び空調制御部 (42)が設けられて 、る。
[0037] 上記コントローラ (30)は、空調装置 (20)の制御目標温度となる設定温度 Tsと、調 湿装置(10)の制御目標湿度となる設定相対湿度 Rsとをそれぞれ入力する入力部を 構成している。具体的に、コントローラ (30)には、温度設定部(31)と湿度設定部(32) とが設けられている。
[0038] 上記温度設定部(31)には、希望の室内温度が入力される。この温度設定部(31) には、この室内の目標温度が設定温度 Tsとして設定される。一方、上記湿度設定部
(32)には、希望の室内湿度条件が入力される。具体的に、湿度設定部(32)には、「 低」「中」「高」の 3段階の中から希望の室内湿度条件が選択的に入力される。湿度設 定部 (32)には、入力された湿度条件に対応する室内の目標湿度が設定相対湿度 R sが設定される。
[0039] 上記空調制御部 (42)は、コントローラ (30)に設定された設定温度 Tsを受信する。こ の空調制御部 (42)は、室内の温度が上記設定温度 Tsに近づくように空調装置 (20) の温調能力を調節する。
[0040] 上記調湿制御部 (41)は、コントローラ (30)に設定された設定温度 Ts及び設定相対 湿度 Rsを受信する。この調湿制御部 (41)は、演算部(33)を備えている。この演算部
(33)は、調湿制御部 (41)に受信された設定温度 Ts及び設定相対湿度 Rsとから、設 定温度 Tsで設定相対湿度 Rsとなる絶対湿度を算出し、この絶対湿度を目標絶対湿 度 Asとして設定する。そして、調湿制御部 (41)は、室内の絶対湿度が、上記目標絶 対湿度 Asに近づくように調湿制御部 (41)の調湿能力を調節する(詳細は後述するも のとする)。
[0041] 運転動作
く調湿装置の運転動作〉
本実施形態の調湿装置(10)では、除湿運転と加湿運転とが行われる。除湿運転中 や加湿運転中の調湿装置(10)は、取り込んだ室外空気(OA)を調湿してから供給空 気 (SA)として室内へ供給すると同時に、取り込んだ室内空気 (RA)を排出空気 (EA) として室外へ排出する。つまり、除湿運転中や加湿運転中の調湿装置(10)は、室内 の換気を行っている。また、上記調湿装置(10)は、除湿運転中と加湿運転中の何れ においても、第 1動作と第 2動作を所定の時間間隔 (例えば 3分間隔)で交互に繰り 返す。
[0042] 上記調湿装置(10)は、除湿運転中であれば第 1空気として室外空気 (OA)を、第 2 空気として室内空気 (RA)をそれぞれ取り込む。また、上記調湿装置(10)は、加湿運 転中であれば第 1空気として室内空気 (RA)を、第 2空気として室外空気 (OA)をそれ ぞれ取り込む。
[0043] 先ず、第 1動作について説明する。第 1動作中には、第 1吸着熱交翻(51)へ第 2 空気が、第 2吸着熱交換器 (52)へ第 1空気がそれぞれ送り込まれる。この第 1動作で は、第 1吸着熱交換器 (51)についての再生動作と、第 2吸着熱交換器 (52)について の吸着動作とが行われる。
[0044] 図 2(A)に示すように、第 1動作中の冷媒回路 (50)では、四方切換弁 (54)が第 1状 態に設定される。圧縮機 (53)を運転すると、冷媒回路 (50)内で冷媒が循環する。具 体的に、圧縮機 (53)から吐出された冷媒は、第 1吸着熱交翻 (51)で放熱して凝縮 する。第 1吸着熱交 (51)で凝縮した冷媒は、電動膨張弁 (55)を通過する際に減 圧され、その後に第 2吸着熱交 (52)で吸熱して蒸発する。第 2吸着熱交 (5 2)で蒸発した冷媒は、圧縮機 (53)へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機 (53)から吐 出される。
[0045] このように、第 1動作中の冷媒回路 (50)では、第 1吸着熱交換器 (51)が凝縮器とな り、第 2吸着熱交換器 (52)が蒸発器となる。第 1吸着熱交換器 (51)では、フィン (57) 表面の吸着剤が伝熱管 (58)内の冷媒によって加熱され、加熱された吸着剤から脱 離した水分が第 2空気に付与される。一方、第 2吸着熱交換器 (52)では、フィン (57) 表面の吸着剤に第 1空気中の水分が吸着され、発生した吸着熱が伝熱管 (58)内の 冷媒に吸熱される。
[0046] そして、除湿運転中であれば、第 2吸着熱交換器 (52)で除湿された第 1空気が室 内へ供給され、第 1吸着熱交 (51)力 脱離した水分が第 2空気と共に室外へ排 出される。一方、加湿運転中であれば、第 1吸着熱交 (51)で加湿された第 2空 気が室内へ供給され、第 2吸着熱交換器 (52)に水分を奪われた第 1空気が室外へ 排出される。
[0047] 次に、第 2動作について説明する。第 2動作中には、第 1吸着熱交翻 (51)へ第 1 空気が、第 2吸着熱交換器 (52)へ第 2空気がそれぞれ送り込まれる。この第 2動作で は、第 2吸着熱交換器 (52)についての再生動作と、第 1吸着熱交換器 (51)について の吸着動作とが行われる。
[0048] 図 2(B)に示すように、第 2動作中の冷媒回路 (50)では、四方切換弁 (54)が第 2状 態に設定される。圧縮機 (53)を運転すると、冷媒回路 (50)内で冷媒が循環する。具 体的に、圧縮機 (53)から吐出された冷媒は、第 2吸着熱交翻 (52)で放熱して凝縮 する。第 2吸着熱交 (52)で凝縮した冷媒は、電動膨張弁 (55)を通過する際に減 圧され、その後に第 1吸着熱交 (51)で吸熱して蒸発する。第 1吸着熱交 (5 1)で蒸発した冷媒は、圧縮機 (53)へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機 (53)から吐 出される。
[0049] このように、冷媒回路 (50)では、第 2吸着熱交換器 (52)が凝縮器となり、第 1吸着 熱交換器 (51)が蒸発器となる。第 2吸着熱交換器 (52)では、フィン (57)表面の吸着 剤が伝熱管 (58)内の冷媒によって加熱され、加熱された吸着剤から脱離した水分が 第 2空気に付与される。一方、第 1吸着熱交換器 (51)では、フィン (57)表面の吸着剤 に第 1空気中の水分が吸着され、発生した吸着熱が伝熱管 (58)内の冷媒に吸熱さ れる。
[0050] そして、除湿運転中であれば、第 1吸着熱交換器 (51)で除湿された第 1空気が室 内へ供給され、第 2吸着熱交 (52)力 脱離した水分が第 2空気と共に室外へ排 出される。一方、加湿運転中であれば、第 2吸着熱交 (52)で加湿された第 2空 気が室内へ供給され、第 1吸着熱交換器 (51)に水分を奪われた第 1空気が室外へ 排出される。
[0051] く空調装置の運転動作〉
本実施形態の空調装置 (20)では、冷房運転と暖房運転とが行われる。
[0052] 空調装置 (20)の冷房運転では、図 4(A)に示すように、冷媒回路 (60)の四方切換 弁 (64)が第 1状態に設定される。圧縮機 (63)を運転すると、冷媒回路 (60)内で冷媒 が循環する。具体的に、圧縮機 (63)から吐出された冷媒は、室外熱交 (61)で放 熱して凝縮する。室外熱交換器 (61)で凝縮した冷媒は、電動膨張弁 (65)を通過す る際に減圧され、その後に室内熱交換器 (62)で吸熱して蒸発する。室内熱交換器( 62)で蒸発した冷媒は、圧縮機 (63)へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機 (63)から吐 出される。
[0053] このように、冷媒回路 (60)では、室外熱交換器 (61)が凝縮器となり、室内熱交換器
(62)が蒸発器となる。一方、室内力も空調装置 (20)に吸い込まれた空気は、蒸発器 となる室内熱交換器 (62)を通過する。この空気は、室内熱交換器 (62)で冷却された 後、室内に供給される。
[0054] 一方、空調装置 (20)の暖房運転では、図 4(B)に示すように、冷媒回路 (60)の四方 切換弁 (64)が第 2状態に設定される。圧縮機 (63)を運転すると、冷媒回路 (60)内で 冷媒が循環する。具体的に、圧縮機 (63)から吐出された冷媒は、室内熱交換器 (62 )で放熱して凝縮する。室内熱交換器 (62)で凝縮した冷媒は、電動膨張弁 (65)を通 過する際に減圧され、その後に室外熱交換器 (61)で吸熱して蒸発する。室外熱交 換器 (61)で蒸発した冷媒は、圧縮機 (63)へ吸入されて圧縮され、再び圧縮機 (63) 力 吐出される。
[0055] このように、冷媒回路 (60)では、室外熱交換器 (61)が蒸発器となり、室内熱交換器
(62)が凝縮器となる。一方、室内から空調装置 (20)に吸い込まれた空気は、凝縮器 となる室内熱交 (62)を通過する。この空気は、室内熱交 (62)で加熱された 後、室内に供給される。 [0056] く空調システムの制御動作〉
本実施形態の空調システム(1)では、上述した調湿装置(10)の除湿運転又は加湿 運転と、上述した空調装置 (20)の冷房運転又は暖房運転との組み合わせによって 4 通りの運転が行われる。具体的に、空調システム(1)では、調湿装置(10)で除湿運 転を行うと同時に空調装置 (20)で冷房運転を行う「冷房除湿運転」と、調湿装置(10) で除湿運転を行うと同時に空調装置 (20)で暖房運転を行う「暖房除湿運転」と、調湿 装置(10)で加湿運転を行うと同時に空調装置 (20)で冷房運転を行う「冷房加湿運 転」と、調湿装置(10)で加湿運転を行うと同時に空調装置 (20)で暖房運転を行う「暖 房加湿運転」とが切換可能となって ヽる。
[0057] 以下には、これらの運転のうち上記「冷房除湿運転」を代表例として空調システム(1 )の制御動作を説明する。図 1に示すように、空調システム(1)で冷房除湿運転が開 始されると、上述の調湿装置(10)の除湿運転及び上述の空調装置 (20)での冷房運 転が同時に行われる。
[0058] 空調装置 (20)では、コントローラ (30)に設定された設定温度 Ts (例えば 25°C)が空 調制御部 (42)に受信される。また、空調装置 (20)の吸込温度センサで検出された吸 込室内温度が空調制御部 (42)に受信される。空調制御部 (42)は、吸込温度センサ の検出温度と上記設定温度との温度差に基づいて、室内の温度が設定温度 25°Cに 近づくように空調装置 (20)の冷房能力を制御する。具体的に、この空調装置 (20)の 冷房能力の制御は、例えば室内熱交換器 (62)の冷媒の蒸発温度や圧縮機 (63)の 周波数を調整することで行われる。以上のように、空調装置 (20)では、設定温度 Ts を目標温度として冷房運転が行われる。その結果、室内の温度は次第に設定温度 T sに収束し、設定温度 25°Cに維持される。
[0059] 一方、調湿装置(10)では、コントローラ (30)に設定された設定温度 Ts (25°C)及び 設定相対湿度 Rs (例えば 40%)が調湿制御部 (41)に受信される。また、調湿装置(1 0)の室外温度センサ及び室内温度センサで検出された検出温度、更に室外湿度セ ンサ及び室内湿度センサで検出された検出湿度が、それぞれ調湿制御部 (41)に受 信される。次に、調湿制御部 (41)は、設定温度 Tsと設定相対湿度 Rsとから、設定温 度 25°Cで相対湿度 40%となる絶対湿度を目標絶対湿度 Asとして算出する。また、 演算部 (33)では、室外の検出温度及び検出湿度から室外空気 (OA)の絶対湿度が 算出される。さらに、演算部 (33)では、室内の検出温度及び検出湿度力 供給空気 (SA)の絶対湿度が算出される。
[0060] 調湿制御部 (41)は、室外空気 (OA)及び供給空気 (SA)の絶対湿度と、上記目標 絶対湿度 Asとに基づいて、室内の絶対湿度が目標絶対湿度 Asに近づくように調湿 装置(10)の除湿能力を制御する。この調湿装置(10)の除湿能力の制御は、例えば 圧縮機 (63)の周波数に伴う冷媒循環量の調節や、吸着熱交換器 (51,52)の吸着剤 と空気との接触時間を適宜調節することで行われる。
[0061] 以上のようにして、この調湿装置(10)では、設定湿度 Tsで相対湿度 Rsを充足させ るように除湿運転が行われる。その結果、上述の空調装置 (20)の冷房運転によって 室内の温度が設定温度 Tsに近づく共に、室内の相対湿度は次第に設定相対湿度 R sに収束する。そして、最終的に室内の温度が設定温度 25°Cに保たれると共に室内 の相対湿度が設定相対湿度 40%に保たれる。
[0062] 一実施形態の効果
上記実施形態によれば、空調装置 (20)の目標制御温度となる設定温度 Tsにお 、 て目標相対湿度 Rsを満たすように調湿装置(10)の調湿能力を調節するようにして!/ヽ る。ここで、空調装置 (20)は、設定温度 Tsを制御目標温度としているため、空調装置 (20)を立ち上げてからしばらくすると、室内温度は設定温度 Tsに到達する。一方、調 湿装置(10)は、空調装置 (20)の立ち上げ時から、設定温度 Tsでの目標相対湿度 R sを満たすように制御されるため、室内の相対湿度を速やかに目標相対湿度に収束 させることができる。したがって、この空調システムで、室内の温度と相対湿度とを速 や力 かつ快適に維持できる。
[0063] さらに、本発明によれば、空調装置 (20)の温調に利用する設定温度 Tsを調湿装置
(10)側でも利用するようにしている。このため、新たに設定入力部等を設ける必要が なぐ比較的容易な構成で室内の温度と相対湿度とを快適に保つことができる。
[0064] くその他の実施形態〉
上記実施形態では、設定温度 Tsや設定相対湿度 Rsの入力部をコントローラ (30) に設けているが、この入力部を例えば調湿装置(10)の調湿制御部 (41)や、空調装 置 (20)の空調制御部 (42)に設けるようにしてもよ!、。即ち、調湿制御部 (41)と空調 制御部 (42)との間で設定温度 Tsや設定相対湿度 Rsを共有できるようにすることで、 上記実施形態と同様の温調'調湿運転を行うことができる。
[0065] また、目標湿度 Rsは、必ずしもユーザーが入力した設定湿度 Rsによって設定され る必要はなぐ入力部(30)に入力された設定温度 Tsに応じて決定部により自動的に 決定されるものであってもよい。つまり、この決定部には、室内の温度と、この室内温 度に対応する最適な湿度 (ユーザーが快適に感じる湿度)とが予めデータとして記憶 されている。そして、決定部は、上記データに基づき設定温度 Tsで最適となる湿度を 目標相対湿度 Rsをとして自動的に決定する。具体的に決定部は、設定温度 Tsが 22 度以下の場合、目標相対湿度 Rsを 55%とし、設定温度 Tsが 22度から 26度までの 範囲では、目標相対湿度 Rsを 50%とし、設定温度 Tsが 26度以上では目標相対湿 度 Rsを 45%とするように変更する。つまり、この例では、ユーザーが目標設定湿度を 入力せずとも、室内の温度条件に応じた目標相対湿度 Rsが決定することができ、調 湿装置(10)で室内の湿度を快適に保つことができる。
[0066] また、上記実施形態では、調湿装置(10)が次のように構成されて 、てもよ 、。ここ では、調湿装置(10)の変形例につ!、て説明する。
[0067] 第 1変形例
図 6に示すように、第 1変形例の調湿装置(10)は、冷媒回路(100)と 2つの吸着素 子(111, 112)とを備えている。冷媒回路(100)は、圧縮機(101)と凝縮器 (102)と膨張 弁(103)と蒸発器 (104)が順に接続された閉回路である。冷媒回路(100)で冷媒を循 環させると、蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。この冷媒回路(100)は、熱源手段を 構成している。第 1吸着素子(111)及び第 2吸着素子(112)は、ゼォライト等の吸着剤 を備えており、それぞれ吸着部材を構成している。また、各吸着素子(111,112)には 多数の空気通路が形成されており、この空気通路を通過する際に空気が吸着剤と接 触する。
[0068] この調湿装置(10)は、第 1動作と第 2動作を繰り返す。図 6(A)に示すように、第 1動 作中の調湿装置(10)は、凝縮器 (102)で加熱された空気を第 1吸着素子(111)へ供 給して吸着剤を再生する一方、第 2吸着素子 (112)に水分を奪われた空気を蒸発器 (104)で冷却する。また、図 6(B)に示すように、第 2動作中の調湿装置(10)は、凝縮 器 (102)で加熱された空気を第 2吸着素子(112)へ供給して吸着剤を再生する一方 、第 1吸着素子(111)に水分を奪われた空気を蒸発器(104)で冷却する。そして、こ の調湿装置(10)は、吸着素子(111,112)を通過する際に除湿された空気を室内へ 供給する除湿運転と、吸着素子(111,112)を通過する際に加湿された空気を室内へ 供給する加湿運転とを切り換えて行う。
[0069] 第 2変形例
図 7に示すように、第 2変形例の調湿装置(10)は、調湿ユニット(150)を備えている 。この調湿ユニット(150)は、ペルチェ素子(153)と一対の吸着フィン(151, 152)とを備 えている。吸着フィン(151,152)は、いわゆるヒートシンクの表面にゼォライト等の吸着 剤を担持させたものである。この吸着フィン(151,152)は、吸着部材を構成している。 ペルチェ素子(153)は、その一方の面に第 1吸着フィン(151)が、他方の面に第 2吸 着フィン(152)がそれぞれ接合されている。ペルチェ素子(153)に直流を流すと、 2つ の吸着フィン(151, 152)の一方が吸熱側になつて他方が放熱側になる。このペルチェ 素子(153)は、熱源手段を構成している。
[0070] この調湿装置(10)は、第 1動作と第 2動作を繰り返す。第 1動作中の調湿ユニット(1 50)は、放熱側となった第 1吸着フィン(151)の吸着剤を再生して空気を加湿する一 方、吸熱側となった第 2吸着フィン(152)の吸着剤に水分を吸着させて空気を除湿す る。また、第 1動作中の調湿ユニット(150)は、放熱側となった第 2吸着フィン(152)の 吸着剤を再生して空気を加湿する一方、吸熱側となった第 1吸着フィン(151)の吸着 剤に水分を吸着させて空気を除湿する。そして、この調湿装置(10)は、調湿ユニット (150)を通過する際に除湿された空気を室内へ供給する除湿運転と、調湿ユニット(1 50)を通過する際に加湿された空気を室内へ供給する加湿運転とを切り換えて行う。
[0071] なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、 あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
産業上の利用可能性
[0072] 以上説明したように、本発明は、潜熱を処理する調湿装置と顕熱を処理する空調 装置とで同一室内の空調を行う空調システムについて有用である。

Claims

請求の範囲
[1] 室内の潜熱負荷を処理する調湿装置と、室内の顕熱負荷を処理する空調装置とを 備え、目標温度 Tsと目標相対湿度 Rsとに基づ!/、て上記調湿装置及び上記空調装 置で処理した空気を同一の室内に供給する空調システムであって、
室内の温度が上記目標温度 Tsに近づくように空調装置の処理能力を調節する空 調制御部と、
上記目標温度 Tsで上記目標相対湿度 Rsとなる絶対湿度を目標絶対湿度 Asとして 算出する演算部と、
室内の絶対湿度が上記目標絶対湿度 Asに近づくように調湿装置の処理能力を調 節する調湿制御部とを備えていることを特徴とする空調システム。
[2] 請求項 1において、
ユーザーが上記目標相対湿度 Rsを設定相対湿度として入力する入力部を備えて V、ることを特徴とする空調システム。
[3] 請求項 1において、
ユーザーが上記目標温度 Tsを設定温度として入力する入力部と、
上記設定温度に応じて目標相対湿度 Rsを自動的に決定する決定部とを備えて!/、 ることを特徴とする空調システム。
[4] 請求項 1において、
上記調湿装置は、
空気中の水分を吸着する吸着剤を担持する吸着熱交換器 (51,52)が接続される と共に冷凍サイクルを行う冷媒回路を備え、
上記冷媒回路の冷媒で吸着熱交換器の吸着剤を加熱し又は冷却して該吸着剤 と接触する空気を調湿し、調湿した空気を室内へ供給することで室内の潜熱負荷を 処理することを特徴とする空調システム。
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