WO2020003446A1

WO2020003446A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2020003446A1
Application number: PCT/JP2018/024632
Authority: WO
Inventors: 絵莉倉田; ▲高▼田　茂生
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2020-01-02
Anticipated expiration: 2020-12-28

Abstract

本発明は、十分な換気量を確保しつつ、室内外の温湿度差による室内環境の変動を抑制することができる空気調和装置を提供することを目的としている。空気調和装置は、ケーシングと、ケーシング内に取り込まれた外気と環気との熱交換を行う全熱交換器と、ケーシング内に外気または環気を取り込み、全熱交換器で全熱交換後、給気として室内に供給する第一送風機と、ケーシング内に外気または環気を取り込み、全熱交換器で全熱交換後、排気として室外に排出する第二送風機と、ケーシング内に取り込まれた外気および環気の流出先を給気側と排気側とに切り替える風路切替手段と、を備えたものである。

Description

空気調和装置

　本発明は、全熱交換器を備えた空気調和装置に関するものである。

　従来、全熱交換器を備えた空気調和装置において、給気（ＳＡ）側に熱交換器を配置して、室内機としての機能を付加したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－１６１１８８号公報

　特許文献１は、外気（ＯＡ）を室内に取り込むが、室内外の温湿度差が大きい場合に全熱交換すると、室内環境が大きく変動してしまうという課題があった。また、室内環境が大きく変動してしまうのを避けるため、室内に取り込む外気（ＯＡ）の量を減らすと、十分に換気ができないという課題があった。

　本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、十分な換気量を確保しつつ、室内外の温湿度差による室内環境の変動を抑制することができる空気調和装置を提供することを目的としている。

　本発明に係る空気調和装置は、ケーシングと、前記ケーシング内に取り込まれた外気と環気との熱交換を行う全熱交換器と、前記ケーシング内に外気または環気を取り込み、前記全熱交換器で全熱交換後、給気として室内に供給する第一送風機と、前記ケーシング内に外気または環気を取り込み、前記全熱交換器で全熱交換後、排気として室外に排出する第二送風機と、前記ケーシング内に取り込まれた外気および環気の流出先を給気側と排気側とに切り替える風路切替手段と、を備えたものである。

　本発明に係る空気調和装置によれば、風路切替手段により、ケーシング内に取り込まれた外気および環気の流出先を給気側と排気側とに切り替えることができるため、必要以上の換気を行わないようにすることで、十分な換気量を確保しつつ、室内外の温湿度差による室内環境の変動を抑制することができる。

本実施の形態１に係る空気調和装置の構成図である。本実施の形態１に係る空気調和装置の流路切替装置が第一切替状態の冷媒回路図である。本実施の形態１に係る空気調和装置の流路切替装置が第二切替状態の冷媒回路図である。本実施の形態１に係る空気調和装置の風路切替手段が第一切替状態の構成図である。本実施の形態１に係る空気調和装置の風路切替手段が第二切替状態の構成図である。本実施の形態１に係る空気調和装置の制御フローを示す図である。本実施の形態２に係る空気調和装置の構成図である。本実施の形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。本実施の形態３に係る空気調和装置の制御フローを示す図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。

　実施の形態１．
　図１は、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の構成図である。
　本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、図１に示すように、箱体形状のケーシング１を備えている。

　ケーシング１内には、全熱交換器１０と、第一送風機２と、第二送風機３と、給気側熱交換器３３と、第一取込側熱交換器３５ａと、排気側熱交換器３５ｂと、ドレンパン４と、風路切替手段５と、給気側温湿度センサ２１と、第一取込側温湿度センサ２２と、第二取込側温湿度センサ２３と、が設けられている。

　図２は、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の流路切替装置３２が第一切替状態の冷媒回路図である。図３は、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の流路切替装置３２が第二切替状態の冷媒回路図である。
　また、空気調和装置１００は、図２および図３に示すように、冷媒が循環する冷媒回路２００を備えている。冷媒回路２００は、圧縮機３１、流路切替装置３２、給気側熱交換器３３、第一取込側絞り装置３４ａ、第一取込側熱交換器３５ａが、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された排気側絞り装置３４ｂおよび排気側熱交換器３５ｂが、第一取込側絞り装置３４ａおよび第一取込側熱交換器３５ａに対して並列に配管接続されることにより、構成されている。

　全熱交換器１０は、給気側出口１１、排気側出口１４、給気側入口１３、排気側入口１２を有し、給気側入口１３から給気側出口１１に流れる空気（以下、給気側に流出する空気と称する）と、排気側入口１２から排気側出口１４に流れる空気（以下、排気側に流出する空気と称する）とで熱交換させるものである。なお、給気側に流出する空気および排気側に流出する空気は、一方が外気（ＯＡ）で他方が環気（ＲＡ）であるが、後述する風路切替手段５の向きによって変わる。

　第一送風機２は、外気（ＯＡ）または環気（ＲＡ）をケーシング１内に取り込んで、全熱交換器１０で全熱交換後、給気（ＳＡ）として空調対象空間である室内に供給するものである。第二送風機３は、外気（ＯＡ）または環気（ＲＡ）をケーシング１内に取り込んで、全熱交換器１０で全熱交換後、排気（ＥＡ）として室外に排出するものである。

　なお、本実施の形態では、第一送風機２が給気側出口１１の下流側に配置され、第二送風機３が排気側出口１４の下流側に配置されているが、それに限定されない。例えば、第一送風機２が給気側入口１３の上流側かつ風路切替手段５の下流側に配置され、第二送風機３が排気側入口１２の上流側かつ風路切替手段５の下流側に配置されていてもよい。

　または、第一送風機２および第二送風機３のうち、いずれか一方が風路切替手段５の上流側かつ環気（ＲＡ）取り込み側に配置され、もう一方が風路切替手段５の上流側かつ外気（ＯＡ）取り込み側に配置されていてもよい。その場合、風路切替手段５の上流側かつ環気（ＲＡ）取り込み側に配置された第一送風機２または第二送風機３は、環気（ＲＡ）をケーシング１内に取り込んで、全熱交換器１０で全熱交換後、給気（ＳＡ）として空調対象空間である室内に供給、または、排気（ＥＡ）として室外に排出するものである。一方、風路切替手段５の上流側かつ外気（ＯＡ）取り込み側に配置された第一送風機２または第二送風機３は、外気（ＯＡ）をケーシング１内に取り込んで、全熱交換器１０で全熱交換後、給気（ＳＡ）として空調対象空間である室内に供給、または、排気（ＥＡ）として室外に排出するものである。

　給気側熱交換器３３は、全熱交換器１０の給気側出口１１の下流側に設けられ、全熱交換器１０の給気側出口１１から流出した空気と冷媒とで熱交換させ、給気（ＳＡ）の温湿度を調整するものである。この給気側熱交換器３３は、給気（ＳＡ）の除加湿に直接的に働きかける。

　第一取込側熱交換器３５ａは、全熱交換器１０の排気側入口１２の上流側に設けられ、ケーシング１内に取り込まれた外気（ＯＡ）または環気（ＲＡ）と冷媒とで熱交換させ、全熱交換器１０の排気側入口１２に流入する空気の温湿度を調整するものである。この第一取込側熱交換器３５ａは、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との湿度交換を促進または抑制する。

　排気側熱交換器３５ｂは、全熱交換器１０の排気側出口１４の下流側に設けられ、全熱交換器１０の排気側出口１４から流出した空気と冷媒とで熱交換させ、排気（ＥＡ）の温湿度を調整するものである。この排気側熱交換器３５ｂは、第一取込側熱交換器３５ａでの給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整が必要ない場合に第一取込側熱交換器３５ａの代わりに使用され、余剰な熱を廃棄する、または、無給水加湿を実現するために結露水を発生させるものである。

　ドレンパン４は、給気側熱交換器３３の近くに配置され、給気側熱交換器３３で発生した結露水を、ドレンホース（図示せず）などを介して回収するものである。

　給気側温湿度センサ２１は、全熱交換器１０の給気側出口１１の下流側かつ給気側熱交換器３３の上流側に設けられ、給気側出口１１から流出した空気の温湿度を検知するものである。第一取込側温湿度センサ２２は、全熱交換器１０の排気側入口１２の上流側かつ第一取込側熱交換器３５ａの下流側に設けられ、排気側入口１２に流入する空気の温湿度を検知するものである。第二取込側温湿度センサ２３は、全熱交換器１０の給気側入口１３の上流側に設けられ、給気側入口１３に流入する空気の温湿度を検知するものである。

　制御装置５０は、各温湿度センサが検知した温湿度に基づいて、風路切替手段５、冷媒回路２００などを制御するものである。この制御装置５０は、例えば、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）で構成される。

　圧縮機３１は、冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にするものであり、例えば周波数が可変できるインバータ圧縮機である。流路切替装置３２は、冷媒の流通方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。図２に示すように、流路切替装置３２が第一切替状態の場合、給気側熱交換器３３が凝縮器として機能し、第一取込側熱交換器３５ａおよび排気側熱交換器３５ｂが蒸発器として機能する。また、図３に示すように、流路切替装置３２が第二切替状態の場合、給気側熱交換器３３が蒸発器として機能し、第一取込側熱交換器３５ａおよび排気側熱交換器３５ｂが凝縮器として機能する。

　第一取込側絞り装置３４ａは、それに流れ込む冷媒を減圧する装置であり、例えば電子膨張弁である。また、第一取込側絞り装置３４ａは、第一取込側熱交換器３５ａへの冷媒の流入の有無を開閉により切り替えるものである。排気側絞り装置３４ｂは、それに流れ込む冷媒を減圧する装置であり、例えば電子膨張弁である。また、排気側絞り装置３４ｂは、排気側熱交換器３５ｂへの冷媒の流入の有無を開閉により切り替えるものである。

　図４は、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の風路切替手段５が第一切替状態の構成図である。図５は、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の風路切替手段５が第二切替状態の構成図である。
　風路切替手段５は、外気（ＯＡ）および環気（ＲＡ）の流出先を給気側と排気側とに切り替えるものであり、例えばダンパ、弁などで構成されている。

　図４に示すように、風路切替手段５が第一切替状態の場合、ケーシング１内に外気取込経路が形成され、環気（ＲＡ）は、全熱交換器１０を通過後、排気側に流れ、外気（ＯＡ）は、全熱交換器１０を通過後、給気側に流れる。また、図５に示すように、風路切替手段５が第二切替状態の場合、ケーシング１内に内気循環経路が形成され、環気（ＲＡ）は、全熱交換器１０を通過後、給気側に流れ、外気（ＯＡ）は、全熱交換器１０を通過後、排気側に流れる。

　制御装置５０は、例えばガス濃度検知センサーが検知した室内の二酸化炭素などのガス濃度をリアルタイムで監視し、その検知値があらかじめ設定された基準濃度を超えた場合、つまり室内換気が必要な場合は、室内に外気（ＯＡ）を取り込むように、風路切替手段５を第一切替方向に切り替え、室外から取り込んだ外気（ＯＡ）を給気（ＳＡ）として室内に供給して換気を行う。一方、制御装置５０は、ガス濃度検知センサーの検知値があらかじめ設定された基準濃度以下である場合、つまり室内換気が不要な場合は、室内を環気（ＲＡ）が循環するように、風路切替手段５を第二切替方向に切り替え、室内から取り込んだ環気（ＲＡ）を給気（ＳＡ）として室内に供給して換気を行う。

　また、制御装置５０は、例えば室内の床面積などから求めた必要換気量に基づいて、室内の換気量を十分に満たすように、風路切替手段５を外気取込経路と内気循環経路とに時間軸で切り替える。

　このように、状況に応じて風路切替手段５を切り替えることで、十分な換気量を確保しつつ、室外の温湿度の影響を受けづらくすることができる。そのため、室内外の温湿度差が大きいときに全熱交換することにより生じる室内環境の変動を抑制することができる。また、内気循環経路となるように風路切替手段５を切り替えても、外気（ＯＡ）との全熱交換は可能であるため、要求に応じて換気（ＲＡ）と外気（ＯＡ）とで熱交換させて、給気（ＳＡ）の温湿度を調整することができる。

　また、制御装置５０は、給気側温湿度センサ２１、第一取込側温湿度センサ２２、および、第二取込側温湿度センサ２３が検知した空気の温湿度を取得する。そして、制御装置５０は、環気（ＲＡ）と外気（ＯＡ）との絶対湿度の差、要求される湿度（除湿または加湿）、要求される給気（ＳＡ）の温度（冷房または暖房）などに基づいて、流路切替装置３２を切り替える。

　制御装置５０は、環気（ＲＡ）と外気（ＯＡ）との絶対湿度の差に基づいて、給気（ＳＡ）の除湿が必要であると判定した場合、流路切替装置３２を第二切替状態とし、給気側熱交換器３３を蒸発器として機能させる。そして、給気（ＳＡ）の温度を下げることで、給気側熱交換器３３で結露させて給気（ＳＡ）を除湿し、その際に発生した結露水をドレンホース（図示せず）などでドレンパン４に回収する。こうすることで、給気（ＳＡ）を除湿することができる。なお、排気側熱交換器３５ｂを凝縮器として機能させることで、余剰な熱を廃棄することができる。

　また、制御装置５０は、環気（ＲＡ）と外気（ＯＡ）との絶対湿度の差に基づいて、給気（ＳＡ）の加湿が必要であると判定した場合、流路切替装置３２を第一切替状態とし、給気側熱交換器３３を凝縮器として機能させ、第一取込側熱交換器３５ａまたは排気側熱交換器３５ｂを蒸発器として機能させる。第一取込側熱交換器３５ａを蒸発器として機能させた場合、環気（ＲＡ）または外気（ＯＡ）を第一取込側熱交換器３５ａで冷却して結露水を発生させ、その結露水をドレンホース（図示せず）などでドレンパン４に回収する。一方、排気側熱交換器３５ｂを蒸発器として機能させた場合、排気（ＥＡ）を排気側熱交換器３５ｂで冷却して結露水を発生させ、その結露水をドレンホース（図示せず）などでドレンパン４に回収する。

　そして、その回収した結露水を含んだ気化フィルタ（図示せず）に、給気側熱交換器３３から流出した温かい風を当てて蒸発させ、給気（ＳＡ）を加湿する。こうすることで、給気（ＳＡ）を無給水加湿することができる。

　また、制御装置５０は、第一取込側熱交換器３５ａにより、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差を調整する。こうすることにより、湿度交換を促進または抑制し、室内外の湿度条件に関わらず、ユーザーにより設定された絶対湿度である要求湿度を実現することができる。

　また、制御装置５０は、「自然除湿」、「自然加湿」、「除湿促進」、および、「加湿促進」の４つのモードを有し、圧縮機３１の動作／停止、および、流路切替装置３２の切り替えにより、それら４つのモードのうちいずれかを実行する。

　「自然除湿」は、室内を除湿するモードの一つであり、給気（ＳＡ）の絶対湿度を環気（ＲＡ）の絶対湿度よりも下げる必要がある場合、つまり除湿が必要な場合において、室内の潜熱負荷が小さい（または大きくない）場合、かつ、全熱交換器１０における除加湿の方向が除湿方向である場合に実行される。ここで、全熱交換器１０における除加湿の方向とは、給気側に流出する空気が全熱交換器１０での全熱交換で除湿および加湿のどちらが行われるかを意味しており、加湿される場合は加湿方向、除湿される場合は除湿方向である。

　「自然加湿」は、室内を加湿するモードの一つであり、給気（ＳＡ）の絶対湿度を環気（ＲＡ）の絶対湿度よりも上げる必要がある場合、つまり加湿が必要な場合において、室内の潜熱負荷が小さい（または大きくない）場合、かつ、全熱交換器１０における除加湿の方向が加湿方向である場合に実行される。

　「除湿促進」は、室内を除湿するモードの一つであり、給気（ＳＡ）の絶対湿度を環気（ＲＡ）の絶対湿度よりも下げる必要がある場合、つまり除湿が必要な場合において、室内の潜熱負荷が大きい場合、または、室内の潜熱負荷が小さくても全熱交換器１０における除加湿の方向が加湿方向である場合に実行される。

　「加湿促進」は、室内を加湿するモードの一つであり、給気（ＳＡ）の絶対湿度を環気（ＲＡ）の絶対湿度よりも下げる必要がある場合、つまり加湿が必要な場合において、室内の潜熱負荷が大きい場合、または、室内の潜熱負荷が小さくても全熱交換器１０における除加湿の方向が除湿方向である場合に実行される。

　なお、「自然除湿」および「自然加湿」では、全熱交換器１０での全熱交換のみで湿度調整が可能なため、圧縮機３１を停止させる。一方、「除湿促進」および「加湿促進」では、全熱交換器１０での全熱交換のみでは湿度調整が不可能なため、圧縮機３１を動作させる。また、「除湿促進」では、流路切替装置３２を第二切替状態とする。一方、「加湿促進」では、流路切替装置３２を第一切替状態とする。なお、必須ではないが、「自然除湿」では、流路切替装置３２を第二切替状態としてもよいし、「自然加湿」では、流路切替装置３２を第一切替状態としてもよい。

　また、４つのモードを実行する際に、風路切替手段５が外気取込経路に切り替えられる場合と、内気循環経路に切り替えられる場合とが考えられるが、上述の通り、室内のガス濃度および必要換気量などの状況に応じて切り替えられる。

　図６は、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の制御フローを示す図である。なお、図６中のＱは、全熱交換器１０での全熱交換で対応できる負荷を表している。
　次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１００の制御フローについて、図６を用いて説明する。

（ステップＳ１）
　制御装置５０は、外気取込経路の場合は第一取込側温湿度センサ２２、内気循環経路の場合は第二取込側温湿度センサ２３、が検知した環気（ＲＡ）の絶対湿度、つまり室内湿度が、要求湿度よりも大きいかどうかを判定する。制御装置５０が、室内湿度の方が大きいと判定した場合、ステップＳ２へ進む。一方、制御装置５０が、室内湿度の方が大きくない判定した場合、ステップＳ６へ進む。

（ステップＳ２）
　制御装置５０は、室内湿度と要求湿度との差により求めた潜熱負荷が、Ｑよりも大きいかどうかを判定する。制御装置５０が、潜熱負荷がＱよりも大きいと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器１０だけでは対応できない場合、ステップＳ３へ進む。一方、制御装置５０が、潜熱負荷がＱよりも大きくないと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器１０だけで対応できる場合、ステップＳ４へ進む。

（ステップＳ３）
　制御装置５０は、「除湿促進」を実行する。制御装置５０は、圧縮機３１を動作させ、流路切替装置３２を第二切替状態とする。そして、給気側熱交換器３３が蒸発器として機能することで、給気（ＳＡ）の温度が下がって結露水として水分が回収されるため、給気（ＳＡ）の絶対湿度を低下させることができる。また、第一取込側熱交換器３５ａが凝縮器として機能することで、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差を上昇または低下させることができる。つまり、外気（ＯＡ）と環気（ＲＡ）との相対湿度差を大きくするまたは小さくすることができる。これにより、全熱交換を促進または抑制することができる。ただし、第一取込側熱交換器３５ａを凝縮器として機能させると、給気（ＳＡ）の温度を上昇させる方向に作用するので、蒸発器として機能する給気側熱交換器３３側から見ると、負荷が上昇する。そのため、室内外の湿度条件によって第一取込側熱交換器３５ａでの給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整が必要ない場合には、第一取込側熱交換器３５ａの代わりに排気側熱交換器３５ｂを凝縮器として機能させることで、余剰な熱を廃棄することができる。

（ステップＳ４）
　制御装置５０は、第一取込側温湿度センサ２２および第二取込側温湿度センサ２３が検知した環気（ＲＡ）および外気（ＯＡ）の絶対湿度から、全熱交換器１０における除加湿の方向が除湿方向であるかどうかを判定する。制御装置５０が、全熱交換器１０における除加湿の方向が除湿方向であると判定した場合、ステップＳ５へ進む。一方、制御装置５０が、全熱交換器１０における除加湿の方向が除湿方向ではない、つまり加湿方向であると判定した場合、ステップＳ３へ進む。

　ここで、空気中の水分は、絶対湿度の高い方から低い方へと移動する。このため、外気取込経路の場合において、外気（ＯＡ）の絶対湿度ＡＨｏａ＜環気（ＲＡ）の絶対湿度ＡＨｒａの時は、給気側に流出する空気の全熱交換による湿度変化は加湿方向となる。つまり、全熱交換器１０における除加湿の方向は加湿方向である。逆に、外気（ＯＡ）の絶対湿度ＡＨｏａ＞環気（ＲＡ）の絶対湿度ＡＨｒａの時は、給気側に流出する空気の全熱交換による湿度変化は除湿方向となる。つまり、全熱交換器１０における除加湿の方向は除湿方向である。一方、内気循環経路の場合において、外気（ＯＡ）の絶対湿度ＡＨｏａ＜環気（ＲＡ）の絶対湿度ＡＨｒａの時は、給気側に流出する空気の全熱交換による湿度変化は除湿方向となる。つまり、全熱交換器１０における除加湿の方向は除湿方向である。逆に、外気（ＯＡ）の絶対湿度ＡＨｏａ＞環気（ＲＡ）の絶対湿度ＡＨｒａの時は、給気側に流出する空気の全熱交換による湿度変化は加湿方向となる。つまり、全熱交換器１０における除加湿の方向は加湿方向である。

（ステップＳ５）
　制御装置５０は、「自然除湿」を実行する。制御装置５０は、圧縮機３１を停止させる。

（ステップＳ６）
　制御装置５０は、室内湿度と要求湿度との差により求めた潜熱負荷が、Ｑよりも大きいかどうかを判定する。制御装置５０が、潜熱負荷がＱよりも大きいと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器１０だけでは対応できない場合、ステップＳ７へ進む。一方、制御装置５０が、潜熱負荷がＱよりも大きくないと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器１０だけで対応できる場合、ステップＳ８へ進む。

（ステップＳ７）
　制御装置５０は、「加湿促進」を実行する。制御装置５０は、圧縮機３１を動作させ、流路切替装置３２を第一切替状態とする。そして、第一取込側熱交換器３５ａが蒸発器として機能することで、第一取込側熱交換器３５ａで外気（ＯＡ）または環気（ＲＡ）を冷却することにより発生した結露水をドレンパン４に回収する。そして、その回収した結露水を含んだ気化フィルタ（図示せず）に、給気側熱交換器３３から流出した温かい風を当てて蒸発させることで、給気（ＳＡ）の絶対湿度を上昇させることができる。また、第一取込側熱交換器３５ａが蒸発器として機能することで、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差を上昇または低下させることができる。つまり、外気（ＯＡ）と環気（ＲＡ）との相対湿度差を大きくするまたは小さくすることができる。これにより、全熱交換を促進または抑制することができる。ただし、第一取込側熱交換器３５ａを蒸発器として機能させると、給気（ＳＡ）の温度を低下させる方向に作用するので、凝縮器として機能する給気側熱交換器３３側から見ると、負荷が上昇する。そのため、室内外の湿度条件によって第一取込側熱交換器３５ａでの給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整が必要ない場合には、第一取込側熱交換器３５ａの代わりに排気側熱交換器３５ｂを蒸発器として機能させ、結露させて発生した結露水をドレンパン４に回収することで、無給水加湿を実現することができる。

（ステップＳ８）
　制御装置５０は、第一取込側温湿度センサ２２および第二取込側温湿度センサ２３が検知した環気（ＲＡ）および外気（ＯＡ）の絶対湿度から、全熱交換器１０における除加湿の方向が加湿方向であるかどうかを判定する。制御装置５０が、全熱交換器１０における除加湿の方向が加湿方向であると判定した場合、ステップＳ９へ進む。一方、制御装置５０が、全熱交換器１０における除加湿の方向が加湿方向ではない、つまり除湿方向であると判定した場合、ステップＳ７へ進む。

（ステップＳ９）
　制御装置５０は、「自然加湿」を実行する。制御装置５０は、圧縮機３１を停止させ、流路切替装置３２を第一切替状態とする。

　従来、室内外の湿度条件によっては、全熱交換することで給気（ＳＡ）の絶対湿度がユーザーの除加湿要求とアンマッチになる場合があった。しかし、本実施の形態１では、あえて湿度交換効率を低下させる制御を行うなど、上記のように空気調和装置１００を制御することで、室内外の湿度条件に関わらずユーザーの要求にあった空調を行うことができる。また、本実施の形態１に係る空気調和装置１００では、室内外の湿度条件および潜熱負荷によって実行するモードを選択することで、ユーザーの除加湿要求を満たしつつ、省エネ運転を行うことができる。また、第一取込側熱交換器３５ａおよび排気側熱交換器３５ｂのうち、どちらで熱交換を行うか切り替えることができるため、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整の有無を選択して、より効率的な制御を実行することができる。

　以上、本実施の形態１に係る空気調和装置１００は、ケーシング１と、ケーシング１内に取り込まれた外気（ＯＡ）と環気（ＲＡ）との熱交換を行う全熱交換器１０と、ケーシング１内に外気（ＯＡ）または環気（ＲＡ）を取り込み、全熱交換器１０で全熱交換後、給気（ＳＡ）として室内に供給する第一送風機２と、ケーシング１内に外気（ＯＡ）または環気（ＲＡ）を取り込み、全熱交換器１０で全熱交換後、排気（ＥＡ）として室外に排出する第二送風機３と、ケーシング１内に取り込まれた外気（ＯＡ）および環気（ＲＡ）の流出先を給気側と排気側とに切り替える風路切替手段５と、を備えたものである。

　本実施の形態１に係る空気調和装置１００によれば、風路切替手段５により、ケーシング１内に取り込まれた外気（ＯＡ）および環気（ＲＡ）の流出先を給気側と排気側とに切り替えることができるため、必要以上の換気を行わないようにすることで、十分な換気量を確保しつつ、室内外の温湿度差による室内環境の変動を抑制することができる。

　実施の形態２．
　以下、本発明の実施の形態２について説明するが、実施の形態１と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。

　図７は、本実施の形態２に係る空気調和装置１０１の構成図である。図８は、本実施の形態２に係る空気調和装置１０１の冷媒回路図である。
　本実施の形態２に係る空気調和装置１０１では、実施の形態１に係る空気調和装置１００に対して、第二取込側熱交換器３５ｃが追加されている。第二取込側熱交換器３５ｃは、全熱交換器１０の給気側入口１３の上流側に設けられている。なお、給気側入口１３には、外気取込経路の場合は外気（ＯＡ）が流入し、内気循環経路の場合は環気（ＲＡ）が流入する。

　また、空気調和装置１０１は、図８に示すように、冷媒が循環する冷媒回路２０１を備えている。冷媒回路２０１は、実施の形態１に係る冷媒回路２００に対して、給気側絞り装置３４ｄ、第二取込側熱交換器３５ｃ、および、第二取込側絞り装置３４ｃが追加されている。

　冷媒回路２０１は、圧縮機３１、流路切替装置３２、給気側熱交換器３３、給気側絞り装置３４ｄ、第一取込側絞り装置３４ａ、第一取込側熱交換器３５ａが、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された排気側絞り装置３４ｂおよび排気側熱交換器３５ｂが、第一取込側絞り装置３４ａおよび第一取込側熱交換器３５ａに対して並列に配管接続されるとともに、直列に配管接続された第二取込側熱交換器３５ｃおよび第二取込側絞り装置３４ｃが、給気側絞り装置３４ｄおよび第一取込側絞り装置３４ａに対して並列に配管接続されることにより、構成されている。

　制御装置５０は、給気側絞り装置３４ｄおよび第二取込側絞り装置３４ｃを制御することで、給気側熱交換器３３および第二取込側熱交換器３５ｃのうち、熱交換が必要などちらか一方あるいは両方に冷媒を流すとともに、その流す流量を調整する。第二取込側熱交換器３５ｃは、全熱交換器１０の給気側入口１３の上流側に設けられ、ケーシング１内に取り込まれた外気（ＯＡ）または環気（ＲＡ）と冷媒とで熱交換させ、全熱交換器１０の給気側入口１３に流入する空気の温湿度を調整するものである。この第二取込側熱交換器３５ｃは、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との湿度交換を促進または抑制する。

　本実施の形態２に係る空気調和装置１０１では、給気（ＳＡ）を、給気側熱交換器３３で冷却または加熱する代わりに、第二取込側熱交換器３５ｃで冷却または加熱することで、給気側熱交換器３３で冷却または加熱するよりも給気（ＳＡ）の絶対湿度の変化量を抑えることができる。そのため、室内湿度と要求湿度との差が小さいときなどは、微少な湿度変化とすることができる。また、冷房または暖房の顕熱要求によっては、給気側熱交換器３３の制御が顕熱負荷となる場合がある。このような場合において、顕熱負荷と潜熱負荷との大きさを比較して、顕熱負荷の方を優先すべき場合は、給気側熱交換器３３ではなく第二取込側熱交換器３５ｃを使用する。

　そうすることで、給気側に流出する空気と排気側に流出する空気との相対湿度差の調整により湿度交換効率を調整しつつも、給気（ＳＡ）を直接的に冷却または加熱しないため、顕熱負荷を軽減できる場合がある。また、給気（ＳＡ）を、給気側熱交換器３３で冷却または加熱する際に、合わせて第二取込側熱交換器３５ｃで冷却または加熱することで、除加湿能力を促進することができる。

　実施の形態３．
　以下、本発明の実施の形態３について説明するが、実施の形態１および２と重複するものについては説明を省略し、実施の形態１および２と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付す。

　本実施の形態３に係る空気調和装置１０２では、除湿モードおよび加湿モードを備え、ユーザーにより要求湿度が設定される代わりに、除湿モードまたは加湿モードが設定される。

　図９は、本実施の形態３に係る空気調和装置１０２の制御フローを示す図である。なお、図９中のＱは、全熱交換器１０での全熱交換で対応できる負荷を表している。
　以下、本実施の形態３に係る空気調和装置１０２の制御フローについて、図９を用いて説明する。なお、ステップＳ３～Ｓ５、Ｓ７～Ｓ９については、実施の形態１で説明した内容と同じであるため、説明を省略する。

（ステップＳ２１）
　制御装置５０は、ユーザーにより除湿モードまたは加湿モードの設定（以下、除加湿モード設定と称する）がされているかどうかを判定する。制御装置５０が、ユーザーにより除加湿モードの設定がされていると判定した場合、ステップＳ２２へ進む。一方、制御装置５０が、ユーザーにより除加湿モードの設定がされていないと判定した場合、ステップＳ２１を繰り返す。

（ステップＳ２２）
　制御装置５０は、設定されているモードを判定し、除湿モードが設定されていると判定した場合はステップＳ２３へ進み、加湿モードが設定されていると判定した場合はステップＳ２４へ進む。

（ステップＳ２３）
　制御装置５０は、室内湿度とあらかじめ設定された基準湿度との差により潜熱負荷を求め、その潜熱負荷がＱよりも大きいかどうかを判定する。制御装置５０が、潜熱負荷がＱよりも大きいと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器１０だけでは対応できない場合、ステップＳ３へ進む。一方、制御装置５０が、潜熱負荷がＱよりも大きくないと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器１０だけで対応できる場合、ステップＳ４へ進む。

（ステップＳ２４）
　制御装置５０は、室内湿度とあらかじめ設定された基準湿度との差により潜熱負荷を求め、その潜熱負荷がＱよりも大きいかどうかを判定する。制御装置５０が、潜熱負荷がＱよりも大きいと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器１０だけでは対応できない場合、ステップＳ７へ進む。一方、制御装置５０が、潜熱負荷がＱよりも大きくないと判定した場合、つまり、潜熱負荷が全熱交換器１０だけで対応できる場合、ステップＳ８へ進む。

　以上、本実施の形態３に係る空気調和装置１０２によれば、実施の形態１と同じ効果が得られる。

　１　ケーシング、２　第一送風機、３　第二送風機、４　ドレンパン、５　風路切替手段、１０　全熱交換器、１１　給気側出口、１２　排気側入口、１３　給気側入口、１４　排気側出口、２１　給気側温湿度センサ、２２　第一取込側温湿度センサ、２３　第二取込側温湿度センサ、３１　圧縮機、３２　流路切替装置、３３　給気側熱交換器、３４ａ　第一取込側絞り装置、３４ｂ　排気側絞り装置、３４ｃ　第二取込側絞り装置、３４ｄ　給気側絞り装置、３５ａ　第一取込側熱交換器、３５ｂ　排気側熱交換器、３５ｃ　第二取込側熱交換器、５０　制御装置、１００　空気調和装置、１０１　空気調和装置、１０２　空気調和装置、２００　冷媒回路、２０１　冷媒回路。

Claims

　ケーシングと、
　前記ケーシング内に取り込まれた外気と環気との熱交換を行う全熱交換器と、
　前記ケーシング内に外気または環気を取り込み、前記全熱交換器で全熱交換後、給気として室内に供給する第一送風機と、
　前記ケーシング内に外気または環気を取り込み、前記全熱交換器で全熱交換後、排気として室外に排出する第二送風機と、
　前記ケーシング内に取り込まれた外気および環気の流出先を給気側と排気側とに切り替える風路切替手段と、を備えた
　空気調和装置。
　前記全熱交換器から流出した空気と冷媒との熱交換を行い、前記給気の温湿度を調整する給気側熱交換器と、
　前記全熱交換器から流出した空気と冷媒との熱交換を行い、前記排気の温湿度を調整する排気側熱交換器と、
　前記ケーシング内に取り込まれた前記外気または前記環気と冷媒との熱交換を行い、前記全熱交換器の排気側入口に流入する空気の温湿度を調整する第一取込側熱交換器と、を備えた
　請求項１に記載の空気調和装置。
　圧縮機、流路切替装置、前記給気側熱交換器、第一取込側絞り装置、前記第一取込側熱交換器が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された排気側絞り装置および前記排気側熱交換器が、前記第一取込側絞り装置および前記第一取込側熱交換器に対して並列に配管接続された冷媒回路を備えた
　請求項２に記載の空気調和装置。
　前記ケーシング内に取り込まれた前記外気または前記環気と冷媒との熱交換を行い、前記全熱交換器の給気側入口に流入する空気の温湿度を調整する第二取込側熱交換器と、
　圧縮機、流路切替装置、前記給気側熱交換器、給気側絞り装置、第一取込側絞り装置、前記第一取込側熱交換器が、順次配管で接続され、さらに、直列に配管接続された排気側絞り装置および前記排気側熱交換器が、前記第一取込側絞り装置および前記第一取込側熱交換器に対して並列に配管接続されるとともに、直列に配管接続された前記第二取込側熱交換器および第二取込側絞り装置が、前記給気側絞り装置および前記給気側絞り装置に対して並列に配管接続された冷媒回路と、を備えた
　請求項２に記載の空気調和装置。
　前記圧縮機および前記流路切替装置を制御する
　制御装置を備えた
　請求項３または４に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　室内湿度が要求湿度よりも大きいかどうかを判定し、前記室内湿度が前記要求湿度よりも大きいと判定した場合、または、除湿モードが設定されている場合は、
　潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいかどうかを判定し、
　前記潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいと判定した場合は、
　前記圧縮機を動作させ、前記流路切替装置を前記給気側熱交換器が蒸発器として機能するように切り替える
　請求項５に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　室内湿度が要求湿度よりも大きいかどうかを判定し、前記室内湿度が前記要求湿度よりも大きいと判定した場合、または、除湿モードが設定されている場合は、
　潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいかどうかを判定し、
　前記潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きくないと判定した場合は、
　給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で除湿されるかどうかを判定する
　請求項５または６に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で除湿されると判定した場合は、前記圧縮機を停止させる
　請求項７に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で除湿されないと判定した場合は、前記圧縮機を動作させ、前記流路切替装置を前記給気側熱交換器が蒸発器として機能するように切り替える
　請求項７または８に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　室内湿度が要求湿度よりも大きいかどうかを判定し、前記室内湿度が前記要求湿度よりも大きくないと判定した場合、または、加湿モードが設定されている場合は、
　潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいかどうかを判定し、
　前記潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいと判定した場合は、
　前記圧縮機を動作させ、前記流路切替装置を前記給気側熱交換器が凝縮器として機能するように切り替える
　請求項５～９のいずれか一項に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　室内湿度が要求湿度よりも大きいかどうかを判定し、前記室内湿度が前記要求湿度よりも大きくないと判定した場合、または、加湿モードが設定されている場合は、
　潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きいかどうかを判定し、
　前記潜熱負荷が前記全熱交換器で対応できる負荷よりも大きくないと判定した場合は、
　給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で加湿されるかどうかを判定する
　請求項９または１０に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で加湿されると判定した場合は、前記圧縮機を停止させる
　請求項１１に記載の空気調和装置。
　前記制御装置は、
　給気側に流出する空気が前記全熱交換器での全熱交換で加湿されないと判定した場合は、前記圧縮機を動作させ、前記流路切替装置を前記給気側熱交換器が凝縮器として機能するように切り替える
　請求項１１または１２に記載の空気調和装置。