WO2021005771A1 - 空気処理装置 - Google Patents

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WO2021005771A1
WO2021005771A1 PCT/JP2019/027425 JP2019027425W WO2021005771A1 WO 2021005771 A1 WO2021005771 A1 WO 2021005771A1 JP 2019027425 W JP2019027425 W JP 2019027425W WO 2021005771 A1 WO2021005771 A1 WO 2021005771A1
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WO
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damper
air
outside air
heat exchanger
return air
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Application number
PCT/JP2019/027425
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English (en)
French (fr)
Inventor
勇人 堀江
守 濱田
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/147Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification with both heat and humidity transfer between supplied and exhausted air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00Ventilation
    • F24F7/04Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F24F7/08Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit with separate ducts for supplied and exhausted air with provisions for reversal of the input and output systems

Definitions

  • the present invention relates to an air treatment device provided with a static desiccant.
  • Ventilation devices that use desiccants are known for the purpose of dehumidifying the room.
  • a sheet coated with desiccant is formed into a rotor shape, and the rotor is rotated to dehumidify the outside air and regenerate the desiccant.
  • energy efficiency such as the need for a motor to rotate the rotor and the potential for air leaks between the regenerator and the dehumidifier.
  • Non-Patent Document 1 a system has been proposed in which a sheet coated with a desiccant material is molded into a block shape and the air passage is switched to dehumidify the outside air and regenerate the desiccant material.
  • This system eliminates the need for motors, which is a challenge in using rotors, and can reduce air leaks.
  • the position of the desiccant material does not change unlike the rotor type. Therefore, in order to perform continuous dehumidification operation, among a plurality of desiccant materials, the desiccant that passes the air that has passed through the heater is switched at an appropriate timing, and the air that has passed through the heater is passed through the saturated desiccant material. There is a need. Regarding the switching of desiccants, it is a method of switching the air passage through which the heated air flows and applying warm air to different desiccant materials.
  • the method of switching the air passage through which the heated air flows is that if the length of the air passage through which the air passes and the object through which it passes are different before and after the air passage is switched, the air pressure loss will be different, and as a result, before and after the air passage switching.
  • the present invention is an air treatment device equipped with a static dehumidification device that stabilizes the air supply / exhaust air volume, maintains indoor air quality, and improves energy efficiency in an air treatment machine that continuously dehumidifies by switching air passages. For the purpose of providing.
  • the air treatment apparatus of the present invention An inflow device having a return airflow inlet into which the return air flows in and an outside airflow inlet in which the outside air flows in, A heat supply device having a first heat exchanger and a second heat exchanger, With the first damper, A composite dehumidifying device having a first static dehumidifying device and a second static dehumidifying device, With the second damper, An outflow device having a return airflow outlet from which the return air flows out and an outside airflow outlet from which the outside air flows out is provided.
  • the return air Flowing along a return air flow path through the inflow device, the first heat exchanger, the first damper, the composite dehumidifying device, the second damper and the outflow device,
  • the outside air is Flowing along an outside air flow path through the inflow device, the second heat exchanger, the first damper, the composite dehumidifying device, the second damper and the outflow device,
  • the first damper and the second damper are By interlocking, the return air flow path and the outside air flow path can be switched.
  • the return air flow path is According to the switching, the first static dehumidifying device and the second static dehumidifying device are alternately passed, and the portion corresponding to the change in the flow direction of the return air is provided before and after the switching.
  • the outside air flow path is According to the switching, the first static dehumidifying device and the second static dehumidifying device are alternately passed so as to pass through a static dehumidifying device different from the static dehumidifying device through which the return air flow path passes. , The portion corresponding to the change in the flow direction of the outside air is provided before and after the switching.
  • the air treatment device of the present invention it is possible to provide an air treatment device in which air pressure loss is unlikely to occur before and after switching the air passage.
  • FIG. 5 is a schematic view of the first embodiment through the air treatment device in the first damper state.
  • FIG. 5 is a schematic view of the first embodiment through the air treatment device in the second damper state.
  • FIG. 6 is a schematic left side view of the first embodiment through the air treatment device in the first damper state.
  • FIG. 1 is a schematic left side view of the first embodiment through the air treatment device in the second damper state.
  • FIG. 5 is a diagram showing a hardware configuration of a control device in the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic front view of an air treatment device according to a first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic rear view of the air treatment apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic transmission diagram showing a first damper state in the first modification in the figure of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic transmission diagram showing a second damper state in the first modification in the figure of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic top view showing a second damper state in the first modification in the figure of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic bottom view showing a second damper state in the first modification in the figure of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic side view showing a bypass path in the first modification in the figure of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view showing a bypass path in the first modification in the figure of the first embodiment.
  • FIG. FIG. 6 is a diagram of the first embodiment, showing an air diagram of the outside air in the bypass.
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing a hardware configuration of a modified example of the control device in the figure of the first embodiment.
  • the return air flow path in the first damper state is referred to as the return air flow path RA (1)
  • the return air flow path in the second damper state is referred to as the return air flow path RA (2)
  • the first The outside air flow path in the damper state is referred to as an outside air flow path OA (1)
  • the return air flow path in the second damper state is referred to as an outside air flow path OA (2).
  • the sub dampers 20a and 20d of the four sub dampers of the upstream damper 20 are in the open state
  • the sub dampers 21b and 21c of the four sub dampers of the downstream damper 21 are in the open state.
  • the sub dampers 20b and 20c of the four sub dampers of the upstream damper 20 are in the open state, and the sub dampers 21a and 21d of the four sub dampers of the downstream damper 21 are in the open state. Say the case.
  • FIG. 1 shows an air treatment device 500 in a first damper state.
  • FIG. 2 shows an air treatment device 500 in a second damper state.
  • the return air flow path RA (1) bends once at position P (1).
  • the return air flow path RA (2) bends once at position P (2).
  • the outside air flow path OA (1) bends once at the position P (1).
  • the outside air flow path OA (2) bends once at the position P (2).
  • the return air flow path RA (1) has the positions P (1) and the positions P (2) corresponding to the changes in the return air flow direction. Has a part of.
  • the outside air flow path OA (1) is a portion between the position P (1) and the position P (2) corresponding to the change in the flow direction of the outside air.
  • the return air flow path RA (1) and the outside air flow path OA (1) are located at positions P (1) in which the change in the return air flow direction and the change in the outside air flow direction correspond to each other. ) Part.
  • the return air flow path RA (2) and the outside air flow path OA (2) are located at positions P (2) in which the change in the return air flow direction and the change in the outside air flow direction correspond to each other. It has the part of 2). That is, the return air flow path and the outside air flow path are the parts where the change in the return air flow direction and the change in the outside air flow direction correspond to each other in both the first damper state and the second damper state. Has. Hereinafter, the air treatment device 500 will be described in detail.
  • FIG. 3 schematically shows the left side surface in the first damper state.
  • FIG. 4 is schematically shown through the upper surface of the air treatment device 500 in the first damper state.
  • FIG. 5 schematically shows the left side surface in the second damper state.
  • FIG. 6 schematically shows the air processing device 500 passing through the upper surface in the second damper state.
  • the air treatment device 500 (1) Inflow device 210, (2) Heater 10, (3) Cooler 11, (4) Upstream damper 20, (5) First static desiccant 30, (6) Second static desiccant 31, It includes (7) downstream damper 21, (8) outflow device 220, (9) outside air detection sensor 80, (10) return air detection sensor 81, and (11) setting information storage unit 82. As shown in FIG. 1, from the heater 10 and the cooler 11, the downstream damper 21 is arranged inside the housing 400.
  • the inflow device 210 is transparently shown.
  • the inflow device 210 will be described with reference to FIG.
  • the inflow device 210 has a rectangular parallelepiped shape with a hollow inside.
  • the inflow device 210 is divided into two rectangular parallelepiped spaces having the same shape by a partition plate 216.
  • the point P5 is the midpoint of the line segments P1 and P4, and the point P6 is the midpoint of the line segments P2 and P3.
  • the inflow device 210 has a return airflow inlet 211 into which the return air flows in, and an outside airflow inlet 213 in which the outside air flows.
  • the inflow device 210 has an outlet 212 which is an opening and an outlet 214 which is an opening.
  • the lower side of the outlet 212 is closed by a partition plate 217, and the upper side of the outlet 214 is closed by a partition plate 218.
  • the partition plate 217 and the partition plate 218 have the same shape and are located point-symmetrically with respect to the point P7.
  • the return airflow inlet 211 is circular, and the (Y, Z) coordinates of the center of the circle are as follows.
  • the Y coordinate is the midpoint of the line segments P3 and P6, and the Z coordinate is the midpoint of the line segments P3 and P4.
  • the outside airflow inlet 213 is circular, and the (Y, Z) coordinates of the center of the circle are as follows.
  • the Y coordinate is the midpoint of the line segments P2 and P6, and the Z coordinate is the midpoint of the line segments P2 and P1.
  • the return air flowing into the return airflow inlet 211 flows out in the X direction from the outflow port 212 formed in the upper left.
  • the outside air flowing into the outside airflow inlet 213 flows out in the X direction from the outflow port 214 formed in the lower right.
  • the left direction is the Y direction
  • the upward direction is the Z direction.
  • the heater 10 heats the return air into high-temperature, low-humidity air that regenerates desiccant.
  • the cooler 11 cools the outside air into low-temperature and high-humidity air that is dehumidified (adsorbed) by desiccant.
  • the upstream damper 20 switches between the return air and the desiccant in which the outside air flows.
  • the upstream damper 20 is the first damper.
  • the first stationary desiccant 30 dehumidifies the outside air when the outside air passes through.
  • the second stationary desiccant 31 dehumidifies the outside air when the outside air passes through.
  • the downstream damper 21 is switched according to the switching of the upstream damper 20, and the return air and the outside air pass through.
  • the downstream damper 21 is a second damper.
  • the outflow device 220 is transparently shown.
  • the outflow device 220 is divided into two upper and lower spaces by a third partition plate 803.
  • the outflow device 220 is connected to the downstream damper 21, corresponds to the sub dampers 21a, 21b, 21c, 21d, and has four openings having the same size as the sub dampers 21a, 21b, 21c, 21d. ..
  • the opening of the sub-damper 21c and the opening of the outflow device 220 corresponding to the sub-damper 21c overlap.
  • the outside airflow outlet 222 is formed on the left side of the upper space, and the return airflow outlet 221 is formed on the right side of the lower space.
  • the outside air detection sensor 80 detects the temperature and humidity of the outside air.
  • the return air detection sensor 81 detects the temperature and humidity of the return air.
  • the setting information storage unit 82 stores the set temperature and the set humidity, which are the setting information.
  • the heater 10 and the cooler 11 constitute a heat supply device 12.
  • the heater 10 is the first heat exchanger and the cooler 11 is the second heat exchanger.
  • the first static desiccant 30 is a first static dehumidifying device.
  • the second static desiccant 31 is a second static dehumidifying device.
  • the first static desiccant 30 and the second static desiccant 31 constitute a composite dehumidifying device 32.
  • the first static dehumidifying device, the first static desiccant 30, and the second static dehumidifying device, the second static desiccant 31 are horizontally adjacent to each other in a horizontally installed state. As shown in FIG.
  • the first stationary desiccant 30 and the second stationary desiccant 31 are in the outflow direction in which the return air and the outside air flow out from the first stationary desiccant 30 and the second stationary desiccant 31. On the other hand, they are arranged on the left and right.
  • the upstream damper 20 causes the return air to flow into one of the static dehumidifying device and the second static dehumidifying device, and the outside air to flow into the other static dehumidifying device. Further, the upstream damper 20 has a return air flow path and an outside air flow path so that the return air and the outside air pass through different static dehumidification devices of the first static dehumidification device and the second static dehumidification device. To switch.
  • the inflow device 210, the heat supply device 12, the upstream damper 20, the composite dehumidifying device 32, the downstream damper 21 and the outflow device 220 are the inflow device 210, the heat supply device 12, the upstream damper 20, and the composite dehumidifying device. 32, the downstream damper 21, and the outflow device 220 are arranged in this order.
  • the inflow device 210, the first heat exchanger heater 10, the upstream damper 20, the composite dehumidifying device 32, the downstream damper 21, and the outflow device 220 are upstream of the return air flow path through which the return air flows. From to the downstream, the inflow device 210 is arranged in the return air flow path in this order.
  • the inflow device 210 the cooler 11 which is the second heat exchanger, the upstream damper 20, the composite dehumidifying device 32, the downstream dampers 21 and 0220 flow in from the upstream to the downstream of the outside air flow path through which the outside air flows. They are arranged in the outside air flow path in order from the device 210.
  • the first partition plate 801 divides the inside of the housing 400 between the inflow device 210 and the upstream damper 20 into upper and lower parts.
  • the heater 10 is located above the first partition plate 801 and the cooler 11 is located below the first partition plate 801.
  • the first partition plate 801 is a quadrangle represented by A, B, C, and D.
  • the second partition plate 802 divides the inside of the housing 400 from the upstream damper 20 to the downstream damper 21 into left and right.
  • the first stationary desiccant 30 is located on the left side of the second partition plate 802, and the second stationary desiccant 31 is located on the right side of the second partition plate 802.
  • the second partition plate 802 is a quadrangle represented by E, F, G, and H.
  • the third partition plate 803 divides the inside of the outflow device 220 into upper and lower parts starting from the downstream damper 21.
  • the supply air flows out from the upper side of the third partition plate 803, and the exhaust gas flows out from the lower side of the third partition plate 803.
  • the third partition plate 803 is a quadrangle represented by I, J, K, and L.
  • the air treatment device 500 further includes an upstream damper opening / closing device 320, a downstream damper opening / closing device 321 and a partition plate opening / closing device 350.
  • the upstream damper opening / closing device 320 and the downstream damper opening / closing device 321 are opening / closing mechanisms for opening / closing each sub-damper of the upstream damper 20 and the downstream damper 21.
  • the upstream damper opening / closing device 320 opens / closes the sub dampers 20a, 20b, 20c, and 20d of the upstream damper 20.
  • the downstream damper opening / closing device 321 opens / closes the sub dampers 21a, 21b, 21c, and 21d of the downstream damper 21.
  • the partition plate opening / closing device 350 is an opening / closing mechanism for opening / closing the bypass path partition plate 804 described later. By opening the bypass path partition plate 804, the return air bypass path 50, which will be described later, is formed.
  • the air treatment device 500 further includes a control device 100 that controls an upstream damper opening / closing device 320, a downstream damper opening / closing device 321 and a partition plate opening / closing device 350.
  • the control device 100 includes an outside air detection sensor 80, a return air detection sensor 81, a setting information storage unit 82, an air supply detection sensor 83, an exhaust detection sensor 84, an upstream damper opening / closing device 320, and the like.
  • the downstream damper opening / closing device 321 and the partition plate opening / closing device 350 and the refrigeration cycle device 450 are connected.
  • FIG. 7 shows the hardware configuration of the control device 100.
  • the control device 100 is a computer.
  • the control device 100 is a bypass control device, a refrigerant control device, and a damper control device.
  • the control device 100 includes a processor 110 and other hardware such as a main storage device 120, an auxiliary storage device 130, an input interface 140, an output interface 150, and a communication interface 160. In the following, the interface will be referred to as IF.
  • the processor 110 is connected to other hardware via the signal line 170 and controls these other hardware.
  • the control device 100 switches between the open / closed state of the plurality of sub dampers of the upstream damper 20 and the open / closed state of the plurality of sub dampers of the downstream damper 21 in conjunction with each other.
  • the control device 100 includes a damper control unit 111, a partition plate control unit 112, and a refrigerant control unit 113 as functional elements.
  • the functions of the damper control unit 111, the partition plate control unit 112, and the refrigerant control unit 113 are realized by the control program 101.
  • the control program 101 is stored in the auxiliary storage device 130.
  • the processor 110 is a device that executes the control program 101.
  • the control program 101 is a program that realizes the functions of the damper control unit 111, the partition plate control unit 112, and the refrigerant control unit 113.
  • the processor 110 is an IC (Integrated Circuit) that performs arithmetic processing. Specific examples of the processor 110 are a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • the main storage device 120 is a storage device that stores data. Specific examples of the main storage device 120 are a SRAM (Static Random Access Memory) and a DRAM (Dynamic Random Access Memory). The main storage device 120 holds the calculation result of the processor 110.
  • the auxiliary storage device 130 is a storage device that stores data in a non-volatile manner. A specific example of the auxiliary storage device 130 is an HDD (Hard Disk Drive). Further, the auxiliary storage device 130 is a portable recording medium such as an SD (registered trademark) (Secure Digital) memory card, a NAND flash, a flexible disk, an optical disk, a compact disc, a Blu-ray (registered trademark) disc, or a DVD (Digital Versaille Disk). There may be.
  • the input IF 140 is a port to which various devices are connected and data of various devices are input.
  • the output IF 150 is a port to which various devices are connected and a control signal is output to the various devices by the processor 110.
  • the communication IF 160 is a communication port through which various devices and the processor 110 communicate with each other.
  • the communication IF 160 includes an outside air detection sensor 80, a return air detection sensor 81, a setting information storage unit 82, an air supply detection sensor 83, an exhaust detection sensor 84, an upstream damper opening / closing device 320, a downstream damper opening / closing device 321 and a partition.
  • the plate switchgear 350 and the refrigeration cycle device 450 are connected.
  • the processor 110 loads the control program 101 from the auxiliary storage device 130 into the main storage device 120, and reads and executes the control program 101 from the main storage device 120.
  • the main storage device 120 not only the control program 101 but also the OS (Operating System) is stored.
  • the processor 110 executes the control program 101 while executing the OS.
  • the control device 100 may include a plurality of processors that replace the processor 110.
  • the plurality of processors share the execution of the control program 101.
  • Each processor is a device that executes the control program 101 in the same manner as the processor 110.
  • Data, information, signal values and variable values used, processed or output by the control program 101 are stored in the main storage device 120, the auxiliary storage device 130, or the register or cache memory in the processor 110.
  • the control program 101 reads each process, each procedure, or each process in which the "unit" of each part of the damper control unit 111, the partition plate control unit 112, and the refrigerant control unit 113 is read as "process”, “procedure”, or "process”. It is a program to be executed by a computer.
  • the control method is a method performed by the control device 100, which is a computer, executing the control program 101.
  • the control program 101 may be stored in a computer-readable recording medium and provided, or may be provided as a program product.
  • the operation of the control device 100 corresponds to the control method.
  • the operation of the control device 100 corresponds to the processing of the control program.
  • the upstream damper 20 switches between the return air flow path and the outside air flow path so that the return air and the outside air pass through different static dehumidifying desiccants of the first static desiccant 30 and the second static desiccant 31.
  • the return air flow path RA (1) flows into the second stationary desiccant 31
  • the outside air flow path OA (1) flows into the first stationary desiccant 30.
  • the heater 10 is installed above the cooler 11. Specifically, the heater 10 is arranged above the cooler 11 with reference to the direction of gravity. On the contrary, the cooler 11 may be arranged above the heater 10 with reference to the direction of gravity.
  • the outside air and the return air are returned from the outside airflow outlet 222 and the return airflow outlet 221 which are on a straight line as they are, and the outside air is supplied and returned. Outflows as exhaust.
  • the course of return air in the first damper state is as follows. (1) The return air flows in from the return airflow inlet 211 of the inflow device 210, flows out from the outflow port 212 of the inflow device 210, and flows over the first partition plate 801. (2) The returning air flows into the heater 10 and then into the upstream damper 20. (3) In the upstream damper 20, as shown in FIG. 1, of the four sub dampers 20a, 20b, 20c and 20d, the sub dampers 20a and 20c are on the upper side of the first partition plate 801.
  • the return air passes through the sub-damper 20a, heads for the second stationary desiccant 31, and flows into the second static desiccant 31.
  • the sub damper 21b is open among the sub dampers 21a and 21b on the right side. Therefore, the return air that has flowed into the second stationary desiccant 31 passes through the sub-damper 21b, flows into the outflow device 220, and flows out from the return airflow outlet 221 of the outflow device 220.
  • the course of the outside air in the first damper state is as follows. (1) The outside air flows in from the outside airflow inlet 213 of the inflow device 210, flows out from the outflow port 214 of the inflow device 210, and flows under the first partition plate 801. (2) The outside air flows into the cooler 11 and then into the upstream damper 20. (3) In the upstream damper 20, since the sub damper 20d of the sub dampers 20b and 20d is open, the outside air passes through the sub damper 20d, heads for the first stationary desiccant 30, and goes to the first static desiccant 30. Inflow. (4) In the downstream damper 21, the sub damper 21c is open among the left sub dampers 21c and 21d. Therefore, the outside air that has flowed into the first stationary desiccant 30 passes through the sub-damper 21c, flows into the outflow device 220, and flows out from the outside airflow outlet 222 of the outflow device 220.
  • the course of return air in the second damper state is as follows. (1) The return air flows in from the return airflow inlet 211 of the inflow device 210, flows out from the outflow port 212 of the inflow device 210, and flows over the first partition plate 801. (2) The returning air flows into the heater 10 and then into the upstream damper 20. (3) In the upstream damper 20, as shown in FIG. 2, since the sub-damper 20c is open, the return air passes through the sub-damper 20c and heads for the first stationary desiccant 30, and the first stationary desiccant 30. Inflow to. (4) In the downstream damper 21, the sub damper 21d is open. Therefore, the return air that has flowed into the first stationary desiccant 30 passes through the sub-damper 21d, flows into the outflow device 220, and flows out from the return airflow outlet 221 of the outflow device 220.
  • the course of the outside air in the second damper state is as follows. (1) The outside air flows in from the outside airflow inlet 213 of the inflow device 210, flows out from the outflow port 214 of the inflow device 210, and flows under the first partition plate 801. (2) The outside air flows into the cooler 11 and then into the upstream damper 20. (3) In the upstream damper 20, since the sub damper 20b out of the sub dampers 20b and 20d is open, the outside air passes through the sub damper 20b, heads for the second static desiccant 31, and goes to the second static desiccant 31. Inflow. (4) In the downstream damper 21, the sub damper 21a of the left sub dampers 21a and 21b is open. Therefore, the outside air that has flowed into the second stationary desiccant 31 passes through the sub-damper 21a, flows into the outflow device 220, and flows out from the outside airflow outlet 222 of the outflow device 220.
  • the upstream damper 20 which is the first damper and the downstream damper 21 which is the second damper are interlocked to switch between the return air flow path and the outside air flow path.
  • the return air flow path alternately passes through the first static dehumidifying device, the first static desiccant 30, and the second static dehumidifying device, the second static desiccant 31, and returns as the switching. It has a part corresponding to the change in the direction of air flow before and after switching.
  • the outside air flow path alternately passes through the first static desiccant 30 and the second static desiccant 31 so as to pass through a static dehumidifying device different from the static dehumidifying device through which the return air flow path passes according to the switching. At the same time, it has a portion corresponding to the change in the flow direction of the outside air before and after the switching.
  • FIG. 8 is a schematic front view of the air treatment device 500.
  • FIG. 9 is a schematic rear view of the air treatment device 500.
  • FIG. 8 shows a state in which the heater 10 into which the return air flows is arranged on the cooler 11 in which the outside air flows.
  • the sub dampers 21a and 21d are open, and the sub dampers 21b and 21c are closed.
  • the upstream damper 20 and the downstream damper 21 are a set of four sub-dampers. That is, the upstream damper 20 includes sub-dampers 20a, 20b, 20c, 20d, and the downstream damper 21 includes sub-dampers 21a, 21b, 21c, 21d.
  • the heater 10 may be a water / air heat exchanger through which hot water flows, or a direct expansion type refrigerant / air heat exchanger through which a high temperature refrigerant flows.
  • the cooler 11 may be a water / air heat exchanger through which cold water flows, or a direct expansion type refrigerant / air heat exchanger through which a low temperature refrigerant flows.
  • Embodiment 1 *** Effect of Embodiment 1 ***
  • the outside air and the return air bend once in the Y direction only at the position P (1) or the position (2) in either the first damper state or the second damper state. Therefore, the pressure loss of the outside air and the return air is the same regardless of which of the damper state is the first damper state and the second damper state, and the air volumes of the supply air and the exhaust air do not change. Therefore, the air treatment device 500 has the effects of being able to stably maintain the specified ventilation volume, stabilizing the indoor air quality, and performing dehumidifying operation with high energy efficiency. Further, the first stationary desiccant 30 and the second stationary desiccant 31 are arranged separately on the left and right.
  • the height of the desiccant material is needed when it is needed. It is possible to make desiccant material long in the direction. Further, when the housing of the air treatment device 500 is housed in a narrow space such as the ceiling, the desiccant material can be easily inserted into and removed from the side surface to the housing, and maintainability is improved. In the air treatment device 500, since the lengths of the return air flow path and the outside air flow path do not change, the pressure loss can be reduced.
  • the first modification is a total heat exchanger in the air treatment device 500 so as to straddle the air supply flow path and the return air flow path between the heat supply device 12 including the heater 10 and the cooler 11 and the inflow device 210. It is a configuration in which 40 is arranged. In the total heat exchanger 40, the return air flowing out of the inflow device 210 flows in, the return air flows into the heater 10, the outside air flowing out of the inflow device 210 flows in, and the outside air flows into the cooler 11.
  • FIG. 10 shows the air treatment device 500 of the modified example 1 in the first damper state.
  • FIG. 11 shows the air treatment device 500 of the first modification in the second damper state.
  • the configuration of the inflow device 210 is different.
  • the outflow port 212 from which the 2 return air flows out is formed in the lower left, and the outflow port 214 from which the 2 outside air flows out is formed in the upper right in the inflow device 210. This is because the return air needs to flow under the first partition plate 801 and the outside air needs to flow over the first partition plate 801.
  • the heat exchange mode means that the return air and the outside air perform total heat exchange in the total heat exchanger 40.
  • the outside air and the return air having a lower temperature and humidity than the outside air flow into the total heat exchanger 40.
  • the bypass path partition plate 804 forming the bypass path 50 is closed, and the return air does not bypass the total heat exchanger 40. That is, when the bypass path partition plate 804 is closed, the return air flows into the total heat exchanger 40 and flows from the total heat exchanger 40 into the heater 10.
  • the return air flowing into the heater 10 has a high temperature and a low relative humidity.
  • the four sub-dampers 20a, 20b, 20c, 20d of the upstream damper 20 can be controlled to open and close, and the four sub-dampers 21a, 21b, 21c, 21d of the downstream damper 21 can also be controlled to open and close. It is possible.
  • the sub dampers 21a, 21b, 21c, 21d of the downstream damper 21 are in an open / closed state opposite to the open / closed state of the sub dampers 20a, 20b, 20c, 20d of the upstream damper 20.
  • the upstream damper opening / closing device 320 is connected to the sub dampers 20a, 20b, 20c, 20d, and the downstream damper opening / closing device 321 is connected to the sub dampers 21a, 21b, 21c, 21d.
  • the upstream damper opening / closing device 320 opens / closes the sub dampers 20a, 20b, 20c, and 20d.
  • the downstream damper opening / closing device 321 opens / closes the sub dampers 21a, 21b, 21c, and 21d.
  • the damper control unit 111 of the control device 100 controls the opening and closing of the sub dampers 20a, 20b, 20c, 20d by controlling the upstream damper opening / closing device 320, and controls the downstream damper opening / closing device 321 to control the sub dampers 21a, 21b. , 21c, 21d are controlled to open and close.
  • the sub-damper 20b and the sub-damper 20c of the upstream damper 20 are open, and the sub-damper 20a and the sub-damper 20d are closed.
  • the sub damper 21a and the sub damper 21d are open, and the sub damper 21b and the sub damper 21c are closed.
  • the return air flows into either the first stationary desiccant 30 or the second stationary desiccant 31.
  • the adsorbed water evaporates and dries.
  • the return air flowing into the first stationary desiccant 30 has a lower temperature and an increased relative humidity.
  • the return air that has flowed into the first stationary desiccant 30 is exhausted through the downstream damper 21. As shown in FIG. 11, when the sub-damper 21d is open, the return air is exhausted from the sub-damper 21d as exhaust gas.
  • the outside air flows into the total heat exchanger 40 and then into the cooler 11, resulting in a low temperature and a high relative humidity.
  • the outside air After passing through the upstream damper 20, the outside air flows into the first stationary desiccant 30 or the second static desiccant 31 according to the open / closed state of the sub dampers 20b and 20d.
  • the sub damper 20b since the sub damper 20b is open, the outside air flows into the second stationary desiccant 31.
  • the second static desiccant 31 into which the outside air flows, the second static desiccant 31 adsorbs the moisture of the outside air and dehumidifies the outside air.
  • the temperature of the outside air that has flowed into and passed through the second stationary desiccant 31 rises, and the relative humidity decreases.
  • the outside air that has passed through the second stationary desiccant 31 is exhausted through the downstream damper 21. Since the sub damper 21a is open in FIG. 11, the outside air is supplied from the sub damper 21a as supply air.
  • the sub dampers 20b and 20c are in the open state.
  • the sub dampers 21a and 20d are in the open state and the sub damper 21b, 21c is in the closed state.
  • the state of the upstream damper 20 and the downstream damper 21 is referred to as a second damper state (FIG. 11).
  • the sub dampers 20a and 20d are in the open state
  • the sub dampers 20b and 20c are in the closed state.
  • the sub dampers 21a and 20d are in the closed state and the sub dampers 21b and 21c are open. It is in a state.
  • the state of the upstream damper 20 and the downstream damper 21 is referred to as a first damper state (FIG. 10).
  • the first damper state is a state in which the return air flows into the second stationary desiccant 31 and the outside air flows into the first stationary desiccant 30 (FIG. 10).
  • the second damper state is a state in which the return air flows into the first stationary desiccant 30 and the outside air flows into the second stationary desiccant 31 (FIG. 11).
  • Such a first damper state and a second damper state may be switched after a predetermined time has elapsed. After a predetermined time has elapsed, the damper control unit 111 of the control device 100 passes through the upstream damper opening / closing device 320 and the downstream damper opening / closing device 321 to open / close the sub-damper in the first damper state and the second.
  • the damper control unit 111 opens / closes the upstream damper opening / closing device 320 and the downstream damper according to the air temperature / humidity detected by the air supply detection sensor 83 (FIG. 7) or the exhaust temperature / humidity detected by the exhaust detection sensor 84 (FIG. 7).
  • a method of switching between the first damper state and the second damper state may also be used via the device 321.
  • the desiccant that adsorbs water and the desiccant that is regenerated are switched.
  • the desiccant that adsorbs water is a desiccant that allows the outside air to pass through, and the desiccant that is regenerated is a desiccant that allows the return air heated by the heater 10 to pass through. Therefore, in the air treatment device 500, the dehumidifying operation can be continuously performed.
  • FIG. 12 is a schematic top view showing the second damper state in the first modification.
  • FIG. 13 is a schematic bottom view showing the second damper state in the first modification.
  • FIG. 14 is a schematic side view of the air treatment device 500 when the bypass path 50 is formed.
  • FIG. 15 is a schematic perspective view of the air treatment device 500 when the bypass path 50 is formed.
  • the bypass mode is a mode in which the return air flows into the heater 10 without flowing into the total heat exchanger 40, and the return air does not exchange total heat with the outside air at the total heat exchanger 40.
  • the air treatment device 500 has a bypass path 50 in which the return air bypasses the total heat exchanger 40 and goes to the heater 10.
  • the bypass path 50 switches between an on state in which the return air is bypassed and an off state in which the return air is not bypassed.
  • the state in which the bypass path partition plate 804 is open is the on state of the bypass path 50.
  • the state in which the bypass path partition plate 804 is closed is the off state of the bypass path 50.
  • the partition plate opening / closing device 350 opens / closes the bypass path partition plate 804
  • the return air bypass path 50 is turned on / off.
  • the partition plate control unit 112 of the control device 100 controls the partition plate opening / closing device 350 to open / close the bypass path partition plate 804.
  • the control device 100 is a bypass control device.
  • the partition plate control unit 112 of the control device 100 switches the bypass path 50 between an on state and an off state based on the temperature and humidity of the outside air and the temperature and humidity of the return air.
  • the bypass path partition plate 804, the plate 805, and the opening 806 will be described below.
  • FIGS. 10 and 11 these are shown by solid lines.
  • an opening 806 represented by a quadrangle of m, n, o, and p is formed in a part of the first partition plate 801.
  • plates 805 represented by n, o, r, and q are arranged in the Y-axis direction with respect to the total heat exchanger 40.
  • the plate 805 is fixed at a position in the Y-axis direction of the total heat exchanger 40 and does not rotate.
  • the plate 805 prevents outside air from flowing into the side where the heater 10 is arranged without passing through the total heat exchanger 40.
  • a bypass path partition plate 804 represented by n, o, t, and s is arranged below the first partition plate 801.
  • the bypass path partition plate 804 of FIGS. 10 and 11 is in a closed state.
  • the bypass path partition plate 804 is arranged symmetrically with respect to the first partition plate 801 in a closed state, that is, in a state where the bypass path 50 is not formed, and the return air does not pass through the total heat exchanger 40. It prevents the cooler 11 from flowing into the side where the cooler 11 is arranged.
  • FIG. 15 shows a state in which the bypass path partition plate 804 is open and the bypass path 50 is formed.
  • the bypass path partition plate 804 is rotated by the partition plate opening / closing device 350 with n and o as axes of rotation.
  • bypass path partition plate 804 Due to the rotation, t and s of the bypass path partition plate 804 approach r and q of the plate 805, and finally overlap with r and q.
  • the bypass path partition plate 804 When the bypass path partition plate 804 is open, the return air flowing in from the lower part of the total heat exchanger 40 does not flow into the total heat exchanger 40, but the opening 806 (opening 806) that appears due to the open state of the bypass path partition plate 804. It passes through m, n, o, p) and flows into the heater 10. This return air flow path is the bypass path 50.
  • the partition plate control unit 112 determines whether or not to bypass the return air as follows.
  • the partition plate control unit 112 determines whether to bypass the return air according to the values detected by the outside air detection sensor 80 and the return air detection sensor 81 and the values set in the setting information storage unit 82.
  • FIG. 16 is a bypass determination table showing bypass determination information included in the partition plate control unit 112.
  • the bypass determination table is stored in the auxiliary storage device 130.
  • V1 to v12 shown in the bypass determination table indicate a range of values.
  • the partition plate control unit 112 acquires values from the outside air detection sensor 80, the return air detection sensor 81, and the setting information storage unit 82, and the acquired values are the first row v1, v2, v3, and third rows in the bypass determination table. If it corresponds to v7, v8, v9 of, the return air is bypassed. In this case, the partition plate control unit 112 controls the partition plate opening / closing device 350 to open the bypass path partition plate 804.
  • FIG. 17 shows the movement of the outside air on the psychrometric chart.
  • Lo_OA Outlet outside air of total heat exchanger 40
  • Lo_RA Outlet return air of total heat exchanger 40
  • HEXo Outlet air of cooler 11
  • I Air enthalpy
  • ⁇ I_Lo Change in enthalpy required by cooler 11 when passing through total heat exchanger 40
  • ⁇ I_bypass The enthalpy change required by the cooler 11 when bypassing the total heat exchanger 40.
  • the specific enthalpy change ⁇ I_bypass required in the cooler 11 is reduced to ⁇ I_Lo. That is, the cooling capacity required by the cooler 11 is reduced.
  • the return air that has passed through the total heat exchanger 40 becomes indoor air (air that is hotter and more humid than the return air (Lo_RA) and flows into the heater 10. In the heater 10, it flows in to regenerate the stationary desiccant. Since the heating capacity is controlled so that the air becomes lower than a constant relative humidity, the higher the humidity of the air, the larger the heating capacity required by the heater 10. Therefore, the return air flows into the total heat exchanger 40. This increases the heating capacity required in the heater 10.
  • the required heating capacity and cooling capacity that is, the required energy, changes depending on the state of the outside air and whether the returned air flows into the total heat exchanger 40. Therefore, there is a situation where the bypass mode requires less energy than the heat exchange mode.
  • the partition plate is controlled.
  • the portion 112 opens the bypass path partition plate 804 to form the bypass path 50.
  • the condensed water generated by the cooler 11 does not cover the heater 10, so that the condensed water can be easily recovered.
  • FIG. 18 shows the configuration of the second modification.
  • the air treatment device 500 further includes a compressor, a condenser which is a first heat exchanger, an expansion valve, and an evaporator which is a second heat exchanger, and may include a refrigeration cycle device in which a refrigerant circulates. Good.
  • the air treatment device 500 connects the compressor 71, the first heat exchanger, the expansion valve 70, and the second heat exchanger with pipes to circulate the refrigerant.
  • a refrigeration cycle device 450 is provided.
  • the air treatment device 500 uses the first heat exchanger as the heater 10 and the second heat exchanger as the cooler 11.
  • the control device 100 is a refrigerant control device.
  • the refrigerant control unit 113 of the control device 100 controls the flow rate and temperature of the refrigerant flowing into the first heat exchanger, which is a condenser, and the evaporator, which is a second heat exchanger.
  • the refrigerant control unit 113 of the control device 100 adjusts the rotation speed of the compressor 71 and the opening degree of the expansion valve 70 to increase the heating capacity of the condenser, which is the heater 10, and the evaporator, which is the cooler 11. Control the cooling capacity.
  • the heating capacity and the cooling capacity are detected by the outside air detection sensor 80, the return air detection sensor 81, and the setting information storage unit 82, or are set by the setting information storage unit 82, and the refrigerant control unit 113 shown in FIG. decide.
  • heating and cooling can be performed by a single refrigerant circuit, so that the air treatment device 500 can be compactly configured. Further, since the exhaust heat generated when the cold heat is generated is used for the heater 10, the energy efficiency can be improved.
  • an outdoor unit equipped with a heat exchanger and a blower fan may be installed between the heater 10 and the compressor 71 so that the heating capacity can be adjusted.
  • FIG. 19 shows a modification 3.
  • the inflow device 210 is omitted.
  • the refrigeration cycle apparatus 450 includes a four-way valve that causes the condenser, which is the first heat exchanger, to function as an evaporator, and the evaporator, which is the second heat exchanger, to function as a condenser.
  • the air treatment device 500 is further arranged downstream of the composite dehumidifying device 32 in the outside air flow path, and includes a humidifying device 90 through which the outside air passes and humidifies the passing outside air when the condenser functions as an evaporator.
  • a four-way valve 72 is added to the refrigeration cycle device 450 of the second modification, and a humidifying device 90 for humidifying the outside air is further installed downstream of the downstream damper 21.
  • the operation during dehumidification is the same as in the modified example 2.
  • the second heat exchanger is used as a condenser (heater).
  • the outside air is heated by the second heat exchanger and then flowed into the humidifying device 90 to perform humidification.
  • the desiccant When the desiccant is used, it is humidified by the moisture released from the desiccant by the outside air, contrary to the dehumidification, and further humidified by the humidifying device 90.
  • FIG. 20 shows a hardware configuration of a modified example of the control device 100.
  • the electronic circuit 600 of FIG. 20 is a dedicated electronic circuit that realizes the functions of the damper control unit 111, the partition plate control unit 112, the refrigerant control unit 113, the main storage device 120, the auxiliary storage device 130, the input IF140, the output IF150, and the communication IF160. It is a circuit.
  • the electronic circuit 600 is connected to the signal line 601.
  • the electronic circuit 600 is specifically a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, a logic IC, a GA, an ASIC, or an FPGA.
  • GA is an abbreviation for Gate Array.
  • ASIC is an abbreviation for Application Specific Integrated Circuit.
  • FPGA is an abbreviation for Field-Programmable Gate Array.
  • the functions of the components of the control device 100 may be realized by one electronic circuit, or may be distributed and realized by a plurality of electronic circuits. As another modification, some functions of the components of the control device 100 may be realized by an electronic circuit, and the remaining functions may be realized by software.
  • Each of the processor 110 and the electronic circuit 600 is also called a processing circuit.
  • the functions of the damper control unit 111, the partition plate control unit 112, and the refrigerant control unit 113 may be realized by the processing circuit.
  • the functions of the damper control unit 111, the partition plate control unit 112, the refrigerant control unit 113, the main storage device 120, the auxiliary storage device 130, the input IF140, the output IF150, and the communication IF160 may be realized by the processing circuit.
  • first embodiment including a plurality of modified examples has been described above, one of the first embodiments including a plurality of modified examples may be partially implemented. Alternatively, two or more of the first embodiments including a plurality of modifications may be partially combined and carried out. The present invention is not limited to the first embodiment, and various modifications can be made as needed.

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Abstract

上流ダンパー(20)と、下流ダンパー(21)とは、連動することで、還気流路と外気流路とを切り替える。還気流路は、切り替えに従って、第1の静止型デシカント(30)と第2の静止型デシカント(31)とを交互に通過すると共に、還気の流れる方向の変化が対応する部分を切り替え前後で有する。外気流路は、切り替えに従って、還気流路が通過するデシカントと異なるデシカントを通過するように、第1の静止型デシカント(30)と第2の静止型デシカント(31)とを交互に通過すると共に、外気の流れる方向の変化が対応する部分を切り替え前後で有する。

Description

空気処理装置
 本発明は、静止型デシカントを備えた空気処理装置に関する。
 室内の除湿を目的して、デシカントを利用する換気装置が知られている。この換気装置では、デシカントを塗布したシートをローター状に成形し、ローターを回転させることで、外気の除湿及びデシカントの再生を行う。ローターを回転させるためモーターが必要であること、及び、再生部と除湿部との間で空気漏れが生じ得ることのような、エネルギー効率が低下する要因が存在する。
 そこで、デシカント材を塗布したシートをブロック状に成型し、風路の切り替えを行う事で、外気の除湿及び、デシカント材の再生を行うシステムが提案されている(例えば、非特許文献1)。このシステムによれば、ローターを使用する上で課題となるモーターが不要になり、空気漏れも減少させることができる。
プレリリース添付資料、収着型調湿システム開発プロジェクトの開始について、平成21年11月27日 岡山大学、[平成31年2月12日検索]インターネット(https://www.okayama-u.ac.jp/up_load_files/soumu-pdf/press-091127-9-2.pdf)
 静止型除湿デバイスであるブロック状のデシカント材を用いた外気処理機では、ローター型と異なりデシカント材の位置が変化しない。このため、連続的に除湿運転するには、複数のデシカント材のうち、加熱器を通過した空気を通過させるデシカントを適当なタイミングで切り替え、加熱器を通過した空気を飽和したデシカント材に通過させる必要がある。デシカントの切り替えに関して、加熱された空気が流れる風路を切り替え、異なるデシカント材へ温風を当てる方法である。加熱された空気が流れる風路を切り替える方法は、風路を切り替える前後で空気が通過する風路の長さや通過する物体が異なると、空気の圧力損失が異なり、結果的に風路切り替えの前後で室内への吹出し風量が変わってしまうという課題がある。室内への吹出し風量が変化すると、規定の換気量が得られずに室内の二酸化炭素濃度が上昇し、あるいはファン入力が増加することで消費電力が増加するおそれがある。
 この発明は、静止型除湿デバイスを搭載し、風路切り替えによって連続的に除湿する空気処理機において、給排気風量を安定的させ、室内の空気質の維持とエネルギー効率を向上させる空気処理装置の提供を目的とする。
 この発明の空気処理装置は、
 還気が流入する還気流入口と、外気が流入する外気流入口とを有する流入装置と、
 第1の熱交換器と第2の熱交換器とを有する熱供給装置と、
 第1のダンパーと、
 第1の静止型除湿デバイスと第2の静止型除湿デバイスとを有する複合除湿デバイスと、
 第2のダンパーと、
 前記還気が流出する還気流出口と、前記外気が流出する外気流出口とを有する流出装置と
を備え、
 前記還気は、
 前記流入装置、前記第1の熱交換器、前記第1のダンパー、前記複合除湿デバイス、第2のダンパー及び流出装置を通過する還気流路に沿って流れ、
 前記外気は、
 前記流入装置、前記第2の熱交換器、前記第1のダンパー、前記複合除湿デバイス、第2のダンパー及び流出装置を通過する外気流路に沿って流れ、
 前記第1のダンパーと、前記第2のダンパーとは、
 連動することで、前記還気流路と前記外気流路とを切り替え、
 前記還気流路は、
 切り替えに従って、前記第1の静止型除湿デバイスと前記第2の静止型除湿デバイスとを交互に通過すると共に、前記還気の流れる方向の変化が対応する部分を切り替え前後で有し、
 前記外気流路は、
 切り替えに従って、前記還気流路が通過する静止型除湿デバイスと異なる静止型除湿デバイスを通過するように、前記第1の静止型除湿デバイスと前記第2の静止型除湿デバイスとを交互に通過すると共に、前記外気の流れる方向の変化が対応する部分を切り替え前後で有する。
 本発明の空気処理装置によれば、風路を切り替える前後で空気の圧力損失が生じにくい空気処理装置を提供できる。
実施の形態1の図で、第1のダンパー状態の空気処理装置を透過した模式的な図。 実施の形態1の図で、第2のダンパー状態の空気処理装置を透過した模式的な図。 実施の形態1の図で、第1のダンパー状態の空気処理装置を透過し模式的な左側面図。 実施の形態1の図で、第1のダンパー状態の空気処理装置の上面を透過した模式的な上面図。 実施の形態1の図で、第2のダンパー状態の空気処理装置を透過し模式的な左側面図。 実施の形態1の図で、第2のダンパー状態の空気処理装置の上面を透過した模式的な上面図。 実施の形態1の図で、制御装置のハードウェア構成を示す図。 実施の形態1の図で、空気処理装置の模式的な正面図。 実施の形態1の図で、空気処理装置の模式的な背面図。 実施の形態1の図で、変形例1における第1のダンパー状態を示す模式的な透過図。 実施の形態1の図で、変形例1における第2のダンパー状態を示す模式的な透過図。 実施の形態1の図で、変形例1における第2のダンパー状態を示す模式的な上面図。 実施の形態1の図で、変形例1における第2のダンパー状態を示す模式的な下面図。 実施の形態1の図で、変形例1におけるバイパス経路を示す模式的な側面図。 実施の形態1の図で、変形例1におけるバイパス経路を示す模式的な斜視図。 実施の形態1の図で、変形例1におけるバイパス判定テーブルを示す図。 実施の形態1の図で、バイパスにおける外気の空気線図を示す図。 実施の形態1の図で、変形例2を示す図。 実施の形態1の図で、変形例3を示す図。 実施の形態1の図で、制御装置の変形例のハードウェア構成を示す図。
 以下、本発明に係る空気処理装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。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。
 図面にXYZ座標の記載がある場合、図面間でXYZ座標は同一の座標系である。図面では、還気をRA、外気をOA、排気をEA及び給気をSAと表記している。また図面において外気OAを白の矢印、還気RAを斜線の矢印で示している。
 以下の説明では、第1のダンパー状態における還気流路を還気流路RA(1)と表記し、第2のダンパー状態における還気流路を還気流路RA(2)と表記し、第1のダンパー状態における外気流路を外気流路OA(1)と表記し、第2のダンパー状態における還気流路を外気流路OA(2)と表記する。
 第1のダンパー状態とは、上流ダンパー20の4つのサブダンパーのうち、サブダンパー20a,20dが開状態、かつ、下流ダンパー21の4つのサブダンパーのうち、サブダンパー21b,21cが開状態の場合をいう。
 第2のダンパー状態とは、上流ダンパー20の4つのサブダンパーのうち、サブダンパー20b,20cが開状態、かつ、下流ダンパー21の4つのサブダンパーのうち、サブダンパー21a,21dが開状態の場合をいう。
 実施の形態1.
***構成の説明***
 以下に図面を参照して空気処理装置500を説明する。空気処理装置500の特徴は以下のとおりである。
 図1は、第1のダンパー状態の空気処理装置500を示す。
 図2は、第2のダンパー状態の空気処理装置500を示す。
第1のダンパー状態では還気流路RA(1)は、位置P(1)で一度曲がる。第2のダンパー状態では還気流路RA(2)は、位置P(2)で一度曲がる。第1のダンパー状態では外気流路OA(1)は、位置P(1)で一度曲がる。第2のダンパー状態では外気流路OA(2)は、位置P(2)で一度曲がる。
 このように、第1のダンパー状態と第2のダンパー状態とで、還気流路RA(1)は、還気の流れる方向の変化が対応する位置P(1)と、位置P(2)との部分を有する。同様に、第1のダンパー状態と第2のダンパー状態とで、外気流路OA(1)は、外気の流れる方向の変化が対応する位置P(1)と、位置P(2)との部分を有する。
 また、第1のダンパー状態において、還気流路RA(1)と外気流路OA(1)とは、還気の流れる方向の変化と、外気の流れる方向の変化とが対応する位置P(1)の部分を有する。同様に、第2のダンパー状態において、還気流路RA(2)と外気流路OA(2)とは、還気の流れる方向の変化と、外気の流れる方向の変化とが対応する位置P(2)の部分を有する。つまり、還気流路と外気流路とは、第1のダンパー状態と、第2のダンパー状態との両方の状態において、還気の流れる方向の変化と外気の流れる方向の変化とが対応する部分を有する。
 以下、空気処理装置500を詳しく説明する。
 図3は、第1のダンパー状態において、左側面を透過して模式的に示す。
 図4は、第1のダンパー状態において、空気処理装置500の上面を透過して模式的に示す。
 図5は、第2のダンパー状態において、左側面を透過して模式的に示す。
 図6は、第2のダンパー状態において、空気処理装置500の上面を透過して模式的に示す。
 空気処理装置500は、
(1)流入装置210、(2)加熱器10、(3)冷却器11、(4)上流ダンパー20、(5)第1の静止型デシカント30、(6)第2の静止型デシカント31、(7)下流ダンパー21、(8)流出装置220、(9)外気検知センサー80、(10)還気検知センサー81、(11)設定情報記憶部82を備える。図1に示すように、加熱器10及び冷却器11から、下流ダンパー21は筐体400の内部に配置されている。
(1)図1及び図2では、流入装置210を透過的に示している。
 図1を参照して流入装置210を説明する。流入装置210は内部が中空の直方体の形状である。流入装置210は、仕切り板216によって、同じ形状の2つの直方体の空間に分けられている。点P5は線分P1、P4の中点であり、点P6は線分P2、P3の中点である。流入装置210は、還気が流入する還気流入口211と、外気が流入する外気流入口213とを有する。
 また、流入装置210は、開口である流出口212及び開口である流出口214を有する。流出口212の下側は仕切り板217で塞がれており、流出口214の上側は仕切り板218で塞がれている。仕切り板217と仕切り板218は同一の形状であり、点P7に対して点対称に位置する。還気流入口211は円形であり、円の中心の(Y,Z)座標は、以下のようである。Y座標は線分P3,P6の中点であり、Z座標は線分P3,P4の中点である。同様に、外気流入口213は円形であり、円の中心の(Y,Z)座標は、以下のようである。Y座標は線分P2,P6の中点であり、Z座標は線分P2,P1の中点である。還気流入口211に流入した還気は、左上に形成された流出口212からX方向へ流出する。外気流入口213に流入した外気は、右下に形成された流出口214からX方向へ流出する。なお、左方向はY方向、上方向はZ方向である。
(2)加熱器10は、還気を加熱して、デシカントを再生させる高温低湿の空気にする。
(3)冷却器11は、外気を冷却し、デシカントによって除湿(吸着)される低温高湿の空気にする。
(4)上流ダンパー20は、還気と外気が流入するデシカントを切り替える。
上流ダンパー20は第1のダンパーである。
(5)第1の静止型デシカント30は、外気が通る場合に外気を除湿する。
(6)第2の静止型デシカント31は、外気が通る場合に外気を除湿する。
(7)下流ダンパー21は、上流ダンパー20の切り替えに応じて切り替わり、還気及び外気が通る。下流ダンパー21は第2のダンパーである。
(8)図1及び図2では、流出装置220を透過的に示している。流出装置220は、第3仕切り板803によって、上下の2つの空間に分けら得ている。流出装置220は、下流ダンパー21に接続しており、サブダンパー21a,21b,21c,21dに対応し、サブダンパー21a,21b,21c,21dと同等の大きさの4つの開口が形成されている。例えばサブダンパー21cが開状態であれば、サブダンパー21cの開口と、サブダンパー21cに対応する流出装置220の開口は重なる。上流ダンパー20では上側の空間の左側に外気流出口222が形成されており、下側の空間の右側に還気流出口221が形成されている。
(9)外気検知センサー80は、外気の温度及び湿度を検出する。
(10)還気検知センサー81は、還気の温度及び湿度を検出する。
(11)設定情報記憶部82は、設定情報である設定温度及び設定湿度を記憶する。
 加熱器10と冷却器11とは熱供給装置12を構成する。加熱器10は第1の熱交換器であり、冷却器11は第2の熱交換器である。第1の静止型デシカント30は第1の静止型除湿デバイスである。
 第2の静止型デシカント31は第2の静止型除湿デバイスである。第1の静止型デシカント30と第2の静止型デシカント31とは、複合除湿デバイス32を構成する。
 第1の静止型除湿デバイスである第1の静止型デシカント30と、第2の静止型除湿デバイスである第2の静止型デシカント31とは、水平に設置された状態で水平方向で隣接する。図1に示すように、第1の静止型デシカント30と第2の静止型デシカント31は、第1の静止型デシカント30及び第2の静止型デシカント31から還気及び外気が流出する流出方向に対して左右に配置されている。
 上流ダンパー20は、第1の静止型除湿デバイスと第2の静止型除湿デバイスとのうち、一方の静止型除湿デバイスに還気を流入させ、他方の前記静止型除湿デバイスに外気を流入させる。また、上流ダンパー20は、還気と外気とが第1の静止型除湿デバイスと第2の静止型除湿デバイスとのうち異なる静止型除湿デバイスを通過するように、還気流路と外気流路とを切り替える。
 図1に示すように、流入装置210、熱供給装置12、上流ダンパー20、複合除湿デバイス32、下流ダンパー21及び流出装置220は、流入装置210、熱供給装置12、上流ダンパー20、複合除湿デバイス32、下流ダンパー21及び流出装置220の順に、配置されている。図1に示すように、流入装置210、第1の熱交換器である加熱器10、上流ダンパー20、複合除湿デバイス32、下流ダンパー21及び流出装置220は、還気の流れる還気流路の上流から下流に向かって、流入装置210から順に、還気流路に配置されている。同様に、流入装置210、第2の熱交換器である冷却器11、上流ダンパー20、複合除湿デバイス32、下流ダンパー21及び0220は、外気の流れる外気流路の上流から下流に向かって、流入装置210から順に、外気流路に配置されている。
<仕切り板>
 図1に示すように、第1仕切り板801は、流入装置210と上流ダンパー20との間の筐体400の内部を、上下に分けている。第1仕切り板801の上部には加熱器10が位置し、第1仕切り板801の下部には冷却器11が位置する。第1仕切り板801は、A、B,C,Dで示される四角形である。
 第2仕切り板802は、上流ダンパー20から下流ダンパー21までの筐体400の内部を左右に分けている。第2仕切り板802の左側には第1の静止型デシカント30が位置し、第2仕切り板802の右側には第2の静止型デシカント31が位置する。第2仕切り板802は、E,F,G,Hで示される四角形である。
 第3仕切り板803は、下流ダンパー21を起点として流出装置220の内部を上下に分けている。流出装置220において、第3仕切り板803の上側から給気が流出し、第3仕切り板803の下側から排気が流出する。第3仕切り板803は、I,J,K,Lで示される四角形である。
<ダンパー開閉装置、仕切り板開閉装置>
 空気処理装置500は、さらに、上流ダンパー開閉装置320、下流ダンパー開閉装置321、仕切り板開閉装置350を備える。上流ダンパー開閉装置320及び下流ダンパー開閉装置321は、上流ダンパー20及び下流ダンパー21の各サブダンパーを開閉させる開閉機構である。上流ダンパー開閉装置320は、上流ダンパー20の有するサブダンパー20a、20b、20c、20dを開閉する。下流ダンパー開閉装置321は、下流ダンパー21の有するサブダンパー21a、21b、21c、21dを開閉する。仕切り板開閉装置350は、後述するバイパス路仕切り板804を開閉させる開閉機構である。バイパス路仕切り板804が開くことで、後述する還気のバイパス路50が形成される。
<制御装置>
 空気処理装置500は、さらに、上流ダンパー開閉装置320、下流ダンパー開閉装置321及び仕切り板開閉装置350を制御する制御装置100を備える。後述する図7で説明するように、制御装置100には、外気検知センサー80、還気検知センサー81、設定情報記憶部82、給気検知センサー83、排気検知センサー84、上流ダンパー開閉装置320、下流ダンパー開閉装置321、仕切り板開閉装置350及び冷凍サイクル装置450が接続している。
***構成の説明***
 図7は、制御装置100のハードウェア構成を示す。制御装置100はコンピュータである。制御装置100は、バイパス制御装置であり、冷媒制御装置であり、ダンパー制御装置である。制御装置100は、プロセッサ110を備えるとともに、主記憶装置120、補助記憶装置130、入力インタフェース140、出力インタフェース150及び通信インタフェース160といった他のハードウェアを備える。以下ではインタフェースはIFと表記する。プロセッサ110は、信号線170を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。
 制御装置100はダンパー制御装置として、上流ダンパー20の複数のサブダンパーの開閉状態と、下流ダンパー21の複数のサブダンパーの開閉とを、連動して切り替える。
 制御装置100は、機能要素として、ダンパー制御部111、仕切り板制御部112及び冷媒制御部113を備える。ダンパー制御部111、仕切り板制御部112及び冷媒制御部113の機能は、制御プログラム101により実現される。制御プログラム101は補助記憶装置130に格納されている。
 プロセッサ110は、制御プログラム101を実行する装置である。制御プログラム101は、ダンパー制御部111、仕切り板制御部112及び冷媒制御部113の機能を実現するプログラムである。プロセッサ110は、演算処理を行うIC(Integrated Circuit)である。プロセッサ110の具体例は、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)である。
 主記憶装置120は、データを記憶する記憶装置である。主記憶装置120の具体例は、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)である。主記憶装置120は、プロセッサ110の演算結果を保持する。
 補助記憶装置130は、データを不揮発的に保管する記憶装置である。補助記憶装置130の具体例は、HDD(Hard Disk Drive)である。また、補助記憶装置130は、SD(登録商標)(Secure Digital)メモリカード、NANDフラッシュ、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ブルーレイ(登録商標)ディスク、DVD(Digital Versatile Disk)といった可搬記録媒体であっても良い。
 入力IF140は、各種機器が接続され、各種機器のデータが入力されるポートである。
 出力IF150は、各種機器が接続され、各種機器にプロセッサ110により制御信号が出力されるポートである。
 通信IF160は、各種機器とプロセッサ110とが通信する通信ポートである。図7では、通信IF160には、外気検知センサー80、還気検知センサー81、設定情報記憶部82、給気検知センサー83、排気検知センサー84、上流ダンパー開閉装置320、下流ダンパー開閉装置321、仕切り板開閉装置350及び冷凍サイクル装置450が接続している。
 プロセッサ110は補助記憶装置130から制御プログラム101を主記憶装置120にロードし、主記憶装置120から制御プログラム101を読み込み実行する。主記憶装置120には、制御プログラム101だけでなく、OS(Operating System)も記憶されている。プロセッサ110は、OSを実行しながら、制御プログラム101を実行する。
 制御装置100は、プロセッサ110を代替する複数のプロセッサを備えていても良い。複数のプロセッサは、制御プログラム101の実行を分担する。それぞれのプロセッサは、プロセッサ110と同じように、制御プログラム101を実行する装置である。
 制御プログラム101により利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値及び変数値は、主記憶装置120、補助記憶装置130、または、プロセッサ110内のレジスタあるいはキャッシュメモリに記憶される。制御プログラム101は、ダンパー制御部111、仕切り板制御部112及び冷媒制御部113の各部の「部」を「処理」、「手順」あるいは「工程」に読み替えた各処理、各手順あるいは各工程をコンピュータに実行させるプログラムである。
 制御方法は、コンピュータである制御装置100が制御プログラム101を実行することにより行われる方法である。制御プログラム101は、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納されて提供されても良いし、プログラムプロダクトとして提供されても良い。
 なお、制御装置100の動作は制御方法に相当する。制御装置100の動作は制御プログラムの処理に相当する。
 上流ダンパー20は、還気と外気とが第1の静止型デシカント30と第2の静止型デシカント31とのうち異なる静止型除湿デシカントを通るように、還気流路と外気流路とを切り替える。図1では、還気流路RA(1)は第2の静止型デシカント31へ流入し、外気流路OA(1)は第1の静止型デシカント30へ流入する
 図1に示すように、加熱器10が冷却器11に対して上に設置されている。具体的には、加熱器10は、重力の方向を基準にして、冷却器11の上方に配置されている。
 なお、逆に、冷却器11が、重力の方向を基準にして、加熱器10の上方に配置されても構わない。
***動作の説明***
<第1のダンパー状態>
 図1を参照して第1のダンパー状態における、還気流路RA(1)及び外気流路OA(1)を説明する。図1及び図4に示すように、第1のダンパー状態のときには、外気及び還気は、それぞれ冷却器11、加熱器10の直後、上流ダンパー20の手前で一度曲がる。具体的には、白の矢印で示す外気は、加熱器10の直後、かつ、上流ダンパー20の手前の位置P(1)で一度曲がる。外気及び還気は、第1の静止型デシカント30または第2の静止型デシカント31のどちらかに流れる。つまり、第1のダンパー状態では、外気が第1の静止型デシカント30を通過する場合は、還気は第2の静止型デシカント31を通過する。第1の静止型デシカント30及び第2の静止型デシカント31を通過後は、外気及び還気は、そのまま直線上にある外気流出口222及び還気流出口221から、外気は給気として、還気は排気として流出する。
 第1のダンパー状態における還気の進路は以下のようである。
(1)還気は、流入装置210の還気流入口211から流入し、流入装置210の流出口212から流出して第1仕切り板801の上を流れる。
(2)還気は加熱器10へ流入後、上流ダンパー20へ流入する。
(3)上流ダンパー20では、図1に示すように、4つのサブダンパー20a,20b,20c,20dのうち、サブダンパー20a,20cが、第1仕切り板801の上側にある。サブダンパー20a,20cのうちサブダンパー20aが開いているので還気はサブダンパー20aを通り抜けて、第2の静止型デシカント31に向かい、第2の静止型デシカント31へ流入する。
(4)下流ダンパー21では、右側のサブダンパー21a、21bのうち、サブダンパー21bが開いている。よって、第2の静止型デシカント31へ流入した還気は、サブダンパー21bを通り抜けて、流出装置220へ流入し、流出装置220の還気流出口221から流出する。
 第1のダンパー状態における外気の進路は以下のようである。
(1)外気は、流入装置210の外気流入口213から流入し、流入装置210の流出口214から流出して第1仕切り板801の下を流れる。
(2)外気は冷却器11へ流入後、上流ダンパー20へ流入する。
(3)上流ダンパー20では、サブダンパー20b,20dのうちサブダンパー20dが開いているので外気はサブダンパー20dを通り抜けて、第1の静止型デシカント30に向かい、第1の静止型デシカント30へ流入する。
(4)下流ダンパー21では、左側のサブダンパー21c、21dのうち、サブダンパー21cが開いている。よって、第1の静止型デシカント30へ流入した外気は、サブダンパー21cを通り抜けて、流出装置220へ流入し、流出装置220の外気流出口222から流出する。
<第2のダンパー状態>
 図2及び図6を参照して、第2のダンパー状態における、還気流路RA(2)及び外気流路OA(2)を説明する。図2及び図6に示すように、第2のダンパー状態のときには、外気及び還気はそれぞれ冷却器11、加熱器10を通過後、それぞれの直線上にある上流ダンパー20、第2の静止型デシカント31、第1の静止型デシカント30を流れる。その後、下流ダンパー21を流出の直後、還気流出口221及び外気流出口222の手前の位置P(2)で一度曲がり、還気流出口221及び外気流出口222が流出する。
 第2のダンパー状態における還気の進路は以下のようである。
(1)還気は、流入装置210の還気流入口211から流入し、流入装置210の流出口212から流出して第1仕切り板801の上を流れる。
(2)還気は加熱器10へ流入後、上流ダンパー20へ流入する。
(3)上流ダンパー20では、図2に示すように、サブダンパー20cが開いているので還気はサブダンパー20cを通り抜けて、第1の静止型デシカント30に向かい、第1の静止型デシカント30へ流入する。
(4)下流ダンパー21では、サブダンパー21dが開いている。よって、第1の静止型デシカント30へ流入した還気は、サブダンパー21dを通り抜けて、流出装置220へ流入し、流出装置220の還気流出口221から流出する。
 第2のダンパー状態における外気の進路は以下のようである。
(1)外気は、流入装置210の外気流入口213から流入し、流入装置210の流出口214から流出して第1仕切り板801の下を流れる。
(2)外気は冷却器11へ流入後、上流ダンパー20へ流入する。
(3)上流ダンパー20では、サブダンパー20b,20dのうちサブダンパー20bが開いているので外気はサブダンパー20bを通り抜けて、第2の静止型デシカント31に向かい、第2の静止型デシカント31へ流入する。
(4)下流ダンパー21では、左側のサブダンパー21a、21bのうち、サブダンパー21aが開いている。よって、第2の静止型デシカント31へ流入した外気は、サブダンパー21aを通り抜けて、流出装置220へ流入し、流出装置220の外気流出口222から流出する。
 以上のように、第1のダンパーである上流ダンパー20と、第2のダンパーである下流ダンパー21とは、連動することで、還気流路と外気流路とを切り替える。
 還気流路は、切り替えに従って、第1の静止型除湿デバイスである第1の静止型デシカント30と第2の静止型除湿デバイスである第2の静止型デシカント31とを交互に通過すると共に、還気の流れる方向の変化が対応する部分を切り替え前後で有する。
 外気流路は、切り替えに従って、還気流路が通過する静止型除湿デバイスと異なる静止型除湿デバイスを通過するように、第1の静止型デシカント30と第2の静止型デシカント31とを交互に通過すると共に、外気の流れる方向の変化が対応する部分を切り替え前後で有する。
 図1及び図2において、還気及び外気の流入する側を正面と呼び、還気及び外気の流出する側を背面と呼ぶ。
 図8は、空気処理装置500の模式的な正面図である。
 図9は、空気処理装置500の模式的な背面図である。図8では、還気の流入する加熱器10が、外気の流入する冷却器11の上に配置されている状態を示している。図9では、下流ダンパー21において、サブダンパー21a,21dが開いており、サブダンパー21b,21cが閉じている状態である。
 図1及び図2に示すように、上流ダンパー20と下流ダンパー21は、4つのサブダンパーが一組になっている。つまり、上流ダンパー20は、サブダンパー20a、20b、20c、20dを備えており、下流ダンパー21は、サブダンパー21a、21b、21c、21dを備えている。
 加熱器10は、温水が流れる水・空気熱交換器でも良いし、高温冷媒が流れる直膨式の冷媒・空気熱交換器でも良い。冷却器11は、冷水が流れる水・空気熱交換器でも良いし、低温冷媒が流れる直膨式の冷媒・空気熱交換器でも良い。
***実施の形態1の効果***
 空気処理装置500では、第1のダンパー状態あるいは第2のダンパー状態のいずれの状態でも、外気と還気は位置P(1)または位置(2)の部分でのみY方向に一度曲がる。このため、第1のダンパー状態と第2のダンパー状態とのどちらのダンパー状態にあるときでも、外気及び還気の圧力損失は同等であり、給気と排気の風量が変化しない。
 よって、空気処理装置500は、規定の換気量を安定的に維持でき、室内の空気質を安定させ、エネルギー効率の高い除湿運転ができるという効果がある。
 また、第1の静止型デシカント30、第2の静止型デシカント31が左右に分かれて配置されている。この構成により、第1の静止型デシカント30、第2の静止型デシカント31が上下に配置されている状態に比べて高さ方向に余裕があるので、デシカント材の面積が必要なときに高さ方向に長くデシカント材を作成する事ができる。また、空気処理装置500の筐体が天井裏などの狭小空間に収められた際に、側面からデシカント材を筐体へと抜き差ししやすく、メンテナンス性が向上する。
 空気処理装置500では、還気流路と外気流路の長さが変わらないため、圧力損失を低減することができる。
<変形例1>
 次に、実施の形態1における変形例1を説明する。変形例1は、空気処理装置500において、加熱器10と冷却器11からなる熱供給装置12と流入装置210との間に、給気流路と還気流路とをまたぐように、全熱交換器40が配置された構成である。
 全熱交換器40は、流入装置210を流出する還気が流入し、還気を加熱器10に流入させ、流入装置210を流出する外気が流入し、外気を冷却器11に流入させる。
 図10は、第1のダンパー状態における変形例1の空気処理装置500を示す。
 図11は、第2のダンパー状態における変形例1の空気処理装置500を示す。変形例1では、流入装置210の構成が異なる。
 図10に示すように、変形例1では、流入装置210において2還気の流出する流出口212は左下に形成されており、2外気の流出する流出口214は、右上に形成されている。
 還気は第1仕切り板801の下に流れ込み、外気は第1仕切り板801の上に流れ込む必要があるためである。これは、還気は全熱交換器40の下側から全熱交換器40に流れ込んで全熱交換器40の上側から流出し、外気は全熱交換器40の上側から全熱交換器40に流れ込んで全熱交換器40の下側から流出するからである。外気及び還気が全熱交換器40を流出したあとの流れは図1及び図2の空気処理装置500と同じである。
<熱交換モード>
 以下に熱交換モードを説明する。熱交換モードとは、還気と外気とが全熱交換器40において、全熱交換を行うことを意味する。
(1)図10及び図11に示すように、外気と、外気に比較して温度及び湿度が低い還気とが、全熱交換器40に流入する。全熱交換器40で、外気と外気とは、温度と湿度とを熱交換する。
(2)このとき、バイパス路50を形成するバイパス路仕切り板804は、閉じられており、還気は全熱交換器40をバイパスしない。つまり、バイパス路仕切り板804が閉じている場合、還気は、全熱交換器40に流入し、全熱交換器40から加熱器10に流入する。加熱器10へ流入した還気は、高温、かつ、相対湿度が低い。
(3)上述のように、上流ダンパー20の4つのサブダンパー20a,20b,20c,20dは開閉制御が可能であり、下流ダンパー21の4つのサブダンパー21a,21b,21c,21dも開閉制御が可能である。
(4)上述のように、下流ダンパー21のサブダンパー21a,21b,21c,21dは、上流ダンパー20のサブダンパー20a,20b,20c,20dの開閉状態と逆の開閉状態である。サブダンパー20a,20b,20c,20dには上流ダンパー開閉装置320が接続しており、サブダンパー21a,21b,21c,21dには下流ダンパー開閉装置321が接続している。上流ダンパー開閉装置320は、サブダンパー20a,20b,20c,20dを開閉する。下流ダンパー開閉装置321は、サブダンパー21a,21b,21c,21dを開閉する。制御装置100のダンパー制御部111は、上流ダンパー開閉装置320を制御することでサブダンパー20a,20b,20c,20dの開閉を制御し、下流ダンパー開閉装置321を制御することでサブダンパー21a,21b,21c,21dの開閉を制御する。
(5)図11の場合、上流ダンパー20のサブダンパー20bとサブダンパー20cが開いており、サブダンパー20aとサブダンパー20dが、閉じている。
(6)下流ダンパー21では、サブダンパー21aとサブダンパー21dが開いており、サブダンパー21bとサブダンパー21cが閉じている。
 還気は、上流ダンパー20を通り抜けた後、第1の静止型デシカント30または第2の静止型デシカント31のどちらかへ流入する。図11では、還気が流入する第1の静止型デシカント30では、吸着している水分が蒸発し、乾燥する。第1の静止型デシカント30へ流入した還気は、温度が下がり、相対湿度が増大する。第1の静止型デシカント30へ流入した還気は、下流ダンパー21を通って排気される。図11に示すように、サブダンパー21dが開いている場合、還気は、サブダンパー21dから、排気として排気される。
 図11において、外気は全熱交換器40へ流入後、冷却器11へ流入し、低温、かつ、相対湿度が高くなる。
 外気は、上流ダンパー20を通り抜けた後、サブダンパー20b,20dの開閉状態にしたがって、第1の静止型デシカント30または第2の静止型デシカント31へ流入する。
 図11ではサブダンパー20bが開いているので、外気は第2の静止型デシカント31へ流入する。外気が流入する第2の静止型デシカント31では、第2の静止型デシカント31が外気の水分を吸着し、外気を除湿する。第2の静止型デシカント31へ流入して通過した外気の温度は上がり、相対湿度が低下する。第2の静止型デシカント31を通過した外気は、下流ダンパー21を通って排気される。図11ではサブダンパー21aが開いているので、外気は、サブダンパー21aから、給気として供給される。
 上流ダンパー20では、サブダンパー20a、20dが閉状態であればサブダンパー20b、20cが開状態であり、このとき、下流ダンパー21では、サブダンパー21a、20dが開状態であり、サブダンパー21b、21cが閉状態である。この上流ダンパー20及び下流ダンパー21の状態を第2のダンパー状態(図11)と呼ぶ。また、サブダンパー20a、20dが開状態であればサブダンパー20b、20cは閉状態であり、このとき、下流ダンパー21では、サブダンパー21a、20dが閉状態であり、サブダンパー21b、21cが開状態である。この上流ダンパー20及び下流ダンパー21の状態を第1のダンパー状態(図10)と呼ぶ。
 つまり、第1のダンパー状態は、還気が第2の静止型デシカント31に流入し、外気が第1の静止型デシカント30に流入する状態である(図10)。
 第2のダンパー状態は、還気が第1の静止型デシカント30に流入し、外気が第2の静止型デシカント31に流入する状態である(図11)。
 このような第1のダンパー状態及び第2のダンパー状態は、予め定められた時間が経過した後に切り替わる方式でも良い。制御装置100のダンパー制御部111が、予め定められた時間が経過した後に、上流ダンパー開閉装置320及び下流ダンパー開閉装置321を介して、第1のダンパー状態のサブダンパーの開閉状態と第2のダンパー状態の開閉状態とを切り替える。あるいは、給気検知センサー83(図7)によって検知した給気温湿度または排気検知センサー84(図7)によって検知した排気温湿度に応じて、ダンパー制御部111が上流ダンパー開閉装置320及び下流ダンパー開閉装置321を介して、第1のダンパー状態と第2のダンパー状態とを切り替える方式でも良い。
 ダンパー制御部111が第1のダンパー状態と第2のダンパー状態とを切り替えることより、水分を吸着するデシカントと、再生されるデシカントが切り替わる。水分を吸着するデシカントは外気が通り抜けるデシカントであり、再生されるデシカントは加熱器10で加熱された還気が通り抜けるデシカントである。よって、空気処理装置500において、連続的に除湿運転が可能になる。
<バイパスモード>
 図10、図11、図12、図13、図14、図15を参照して、バイパスモードを説明する。図12から図15では、流入装置210は省略している。図12は、変形例1における第2のダンパー状態を示す模式的な上面図である。
 図13は、変形例1における第2のダンパー状態を示す模式的な下面図である。
 図14は、バイパス路50が形成されるときの空気処理装置500の模式的な側面図である。
 図15は、バイパス路50が形成されるときの空気処理装置500の模式的な斜視図である。バイパスモードとは、還気が全熱交換器40へ流入することなく加熱器10へ流入し、還気が全熱交換器40で外気と全熱交換しないモードである。
 空気処理装置500は、還気が全熱交換器40をバイパスして加熱器10に向かうバイパス路50を有する。バイパス路50は、制御を受けることによって、還気をバイパスさせるオン状態と、還気をバイパスさせないオフ状態に切り替わる。バイパス路仕切り板804が開いている状態は、バイパス路50のオン状態である。バイパス路仕切り板804が閉じている状態は、バイパス路50のオフ状態である。
 仕切り板開閉装置350がバイパス路仕切り板804を開閉することで還気のバイパス路50がオン、オフする。後述のように制御装置100の仕切り板制御部112が仕切り板開閉装置350を制御することで、バイパス路仕切り板804が開閉する。
 制御装置100は、バイパス制御装置である。制御装置100の仕切り板制御部112は、外気の温度及び湿度と、還気の温度及び湿度とに基づいて、バイパス路50を、オン状態とオフ状態とのいずれかに切り替える。
 以下に、バイパス路仕切り板804、板805及び開口806を説明する。図10、図11では、これらを実線で示している。図10、図11に示すように、第1仕切り板801の一部には、m,n,o,pの四角形で示す開口806が形成されている。また、全熱交換器40に対してY軸の方向には、n,o,r,qで示す板805が配置されている。板805は、全熱交換器40のY軸の方向の位置に固定されており、回転しない。板805は、外気が全熱交換器40を通らずに加熱器10の配置されている側に流入することを防止する。
 第1仕切り板801の下側には、n,o,t,sで示すバイパス路仕切り板804が配置されている。図10、図11のバイパス路仕切り板804は、閉じた状態である。バイパス路仕切り板804は、閉じた状態、つまり、バイパス路50を形成しない状態では、第1仕切り板801に対して板805と対称に配置され、還気が全熱交換器40を通らずに冷却器11の配置されている側に流入することを防止する。図15では、バイパス路仕切り板804が開いた状態となり、バイパス路50が形成された状態を示す。バイパス路仕切り板804は、仕切り板開閉装置350によって、n,oが回転の軸となって回転する。回転によってバイパス路仕切り板804のt,sは板805のr,qに近づき、最後にはr,qに重なる。バイパス路仕切り板804が開いた状態では、全熱交換器40の下部から流入した還気は、全熱交換器40へ流入することなく、バイパス路仕切り板804の開状態によって現れた開口806(m、n、o、p)を通り抜けて、加熱器10へ流入する。この還気の流路がバイパス路50である。
 還気をバイパスさせるかどうかは、仕切り板制御部112が以下のように判断する。仕切り板制御部112は、外気検知センサー80と、還気検知センサー81とによって検知された値、及び設定情報記憶部82に設定された値に従って、還気をバイパスさせるかどうかを判断する。
 図16は、仕切り板制御部112が有するバイパス判定情報を示すバイパス判定テーブルである。バイパス判定テーブルは補助記憶装置130に格納されている。バイパス判定テーブルに示すv1からv12は、値の範囲を示す。仕切り板制御部112は、外気検知センサー80、還気検知センサー81及び設定情報記憶部82から値を取得し、取得した値がバイパス判定テーブルにおける1行目のv1、v2、v3、3行目のv7、v8、v9に該当する場合は、還気をバイパスさせる。この場合、仕切り板制御部112は、仕切り板開閉装置350を制御することで、バイパス路仕切り板804を開状態にする。
 バイパスモードでは、図10、図11及び図14に示すように、外気と、外気と比較して温度と湿度が低い還気とは、全熱交換器40で全熱交換を行わない。これにより、還気と外気とは、温度と湿度とを交換せずに、それぞれ加熱器10と冷却器11に流入する。それ以降の動作は、熱交換モードと同一である。
 バイパスモードと熱交換モードの切替えは、加熱器10と冷却器11とに必要なエネルギーが最小になるか否かで決められる。
 図17は、外気の空気線図上の動きを示す。図17において、記号は以下のとおりである。
Lo_OA:全熱交換器40の出口外気、
Lo_RA:全熱交換器40の出口還気、
HEXo:冷却器11の出口空気、
ET:冷媒の蒸発温度、
I:空気エンタルピー、
ΔI_Lo:全熱交換器40の通過時に冷却器11で必要なエンタルピー変化、
ΔI_bypass:全熱交換器40のバイパス時に冷却器11で必要なエンタルピー変化。
 図17に示すように、全熱交換器40を通過させることで、冷却器11で必要な比エンタルピー変化ΔI_bypassが、ΔI_Loに減少する。つまり、冷却器11で必要な冷却能力が減少する。
 一方で、全熱交換器40を通過した還気は室内空気(還気よりも高温多湿な空気(Lo_RA)となり、加熱器10に流入する。加熱器10では静止型デシカントを再生させるために流入空気が一定の相対湿度よりも低くなるように加熱能力が制御されるため、湿度が高い空気ほど加熱器10で必要な加熱能力が大きくなる。従って、還気を全熱交換器40に流入させることで、加熱器10において必要な加熱能力が増加する。
 外気の状態と、還気を全熱交換器40へ流入させるかとによって、必要な加熱能力と冷却能力、つまりは必要なエネルギーが変化する。このため、バイパスモードが熱交換モードよりも必要エネルギーが小さい状況が存在する。空気処理装置500では、上記で述べたように、外気検知センサー80、還気検知センサー81及び設定情報記憶部82から取得した値が、バイパス判定テーブルのバイパス路ONを満たすときに、仕切り板制御部112がバイパス路仕切り板804を開状態にしてバイパス路50を形成する。
***変形例1の効果***
 変形例1の空気処理装置500によれば、必要な除湿量を満足しながら、外気の状態に応じてバイパスモードと熱交換モードとを切り替える。よって、必要エネルギーが最小となるような、エネルギー効率の高い空気処理装置を提供できる。
 また、冷却器11が加熱器10よりも下側に配置する構成とすれば、冷却器11で発生する凝縮水が加熱器10にかからないため、凝縮水の回収が容易になる。
<変形例2>
 図18は、変形例2の構成を示す。図18では流入装置210を省略している。空気処理装置500は、さらに、圧縮機、第1の熱交換器である凝縮器、膨張弁及び第2の熱交換器である蒸発器を有し、冷媒が循環する冷凍サイクル装置を備えてもよい。具体的には図18に示すように、空気処理装置500は、圧縮機71、第1の熱交換器、膨張弁70、及び、第2の熱交換器を配管で接続して冷媒を循環させる冷凍サイクル装置450を備える。空気処理装置500は、第1の熱交換器を加熱器10、第2の熱交換器を冷却器11として用いる。
 制御装置100は冷媒制御装置である。制御装置100の冷媒制御部113は、凝縮器である第1の熱交換器及び第2の熱交換器である蒸発器に流入する冷媒の流量と温度とを制御する。制御装置100の冷媒制御部113は、圧縮機71の回転数と膨張弁70の開度とを調整することで、加熱器10である凝縮器の加熱能力と、冷却器11である蒸発器の冷却能力を制御する。加熱能力と冷却能力は、外気検知センサー80、還気検知センサー81、設定情報記憶部82よって検知された、あるいは設定情報記憶部82に設定された値によって、図7に示す冷媒制御部113が決定する。
 冷凍サイクル装置450を備えることで、単一の冷媒回路で加熱と冷却を行なえるため、空気処理装置500をコンパクトに構成できる。また、冷熱を生成する際に発生する排熱を加熱器10に利用するため、エネルギー効率を高めることができる。
 なお、図示はしてないが、加熱器10と圧縮機71の間に熱交換器と送風ファンを備えた室外機を設置し、加熱能力を調整できるようにしても良い。
<変形例3>
 図19は、変形例3を示す。図19では流入装置210を省略している。変形例3では、冷凍サイクル装置450は、第1の熱交換器である凝縮器を蒸発器として機能させ、第2の熱交換器である蒸発器を凝縮器として機能させる四方弁を備える。空気処理装置500は、さらに、外気流路において複合除湿デバイス32の下流に配置され、凝縮器が蒸発器として機能する場合に、外気が通過し、通過する外気を加湿する加湿装置90を備える。図19に示すように、変形例2の冷凍サイクル装置450に四方弁72を加え、さらに下流ダンパー21の下流に外気を加湿する加湿装置90を設置する。
 除湿時の動作は変形例2と同様である。四方弁72を切り替えることで第2の熱交換器を凝縮器(加熱器)として用いる。これにより、外気を第2の熱交換器で加熱してから加湿装置90に流入させることで加湿を行う。加湿時はデシカントを利用しなくても良い。デシカントを利用する場合は、除湿時とは反対に外気によってデシカントから放出される水分によって加湿し、さらに加湿装置90で加湿を行う。
 同一の空気処理装置500で加湿と除湿を行う事ができるので、空気処理装置500を通年利用できる効果がある。
<ハードウェア構成の補足>
 以下に、制御装置100のハードウェア構成の補足をしておく。図7の制御装置100では、制御装置100の機能がソフトウェアで実現されるが、制御装置100の機能がハードウェアで実現されても良い。
 図20は、制御装置100の変形例のハードウェア構成を示す。図20の電子回路600は、ダンパー制御部111、仕切り板制御部112及び冷媒制御部113、主記憶装置120、補助記憶装置130、入力IF140、出力IF150及び通信IF160の機能を実現する専用の電子回路である。電子回路600は、信号線601に接続している。電子回路600は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、ASIC、または、FPGAである。GAは、Gate Arrayの略語である。ASICは、Application Specific Integrated Circuitの略語である。FPGAは、Field-Programmable Gate Arrayの略語である。制御装置100の構成要素の機能は、1つの電子回路で実現されても良いし、複数の電子回路に分散して実現されても良い。別の変形例として、制御装置100の構成要素の一部の機能が電子回路で実現され、残りの機能がソフトウェアで実現されても良い。
 プロセッサ110と電子回路600の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。制御装置100において、ダンパー制御部111、仕切り板制御部112及び冷媒制御部113の機能がプロセッシングサーキットリにより実現されても良い。あるいは、ダンパー制御部111、仕切り板制御部112及び冷媒制御部113、主記憶装置120、補助記憶装置130、入力IF140、出力IF150及び通信IF160の機能が、プロセッシングサーキットリにより実現されても良い。
 以上、複数の変形例を含む実施の形態1を説明したが、複数の変形例を含む実施の形態1のうち、1つを部分的に実施しても構わない。あるいは、複数の変形例を含む実施の形態1のうち、2つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、実施の形態1に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
 10 加熱器、11 冷却器、12 熱供給装置、20 上流ダンパー、20a,20b,20c,20d サブダンパー、21 下流ダンパー、21a,21b,21c,21d サブダンパー、30 第1の静止型デシカント、31 第2の静止型デシカント、32 複合除湿デバイス、40 全熱交換器、50 バイパス路、60 冷媒配管、70 膨張弁、71 圧縮機、72 四方弁、80 外気検知センサー、81 還気検知センサー、82 設定情報記憶部、83 給気検知センサー、84 排気検知センサー、90 加湿装置、100 制御装置、101 制御プログラム、110 プロセッサ、111 ダンパー制御部、112 仕切り板制御部、113 冷媒制御部、120 主記憶装置、130 補助記憶装置、140 入力IF、150 出力IF、160 通信IF、170 信号線、210 流入装置、211 還気流入口、212 流出口、213 外気流入口、214 流出口、216,217,218 仕切り板、220 流出装置、221 還気流出口、222 外気流出口、320 上流ダンパー開閉装置、321 下流ダンパー開閉装置、350 仕切り板開閉装置、400 筐体、450 冷凍サイクル装置、500 空気処理装置、600 電子回路、601 信号線、801 第1仕切り板、802 第2仕切り板、803 第3仕切り板、804 バイパス路仕切り板、805 板、806 開口、801a 第1仕切り板、802a 第2仕切り板、803a 第3仕切り板、810 還気流路、811 外気流路。

Claims (11)

  1.  還気が流入する還気流入口と、外気が流入する外気流入口とを有する流入装置と、
     第1の熱交換器と第2の熱交換器とを有する熱供給装置と、
     第1のダンパーと、
     第1の静止型除湿デバイスと第2の静止型除湿デバイスとを有する複合除湿デバイスと、
     第2のダンパーと、
     前記還気が流出する還気流出口と、前記外気が流出する外気流出口とを有する流出装置と
    を備え、
     前記還気は、
     前記流入装置、前記第1の熱交換器、前記第1のダンパー、前記複合除湿デバイス、第2のダンパー及び流出装置を通過する還気流路に沿って流れ、
     前記外気は、
     前記流入装置、前記第2の熱交換器、前記第1のダンパー、前記複合除湿デバイス、第2のダンパー及び流出装置を通過する外気流路に沿って流れ、
     前記第1のダンパーと、前記第2のダンパーとは、
     連動することで、前記還気流路と前記外気流路とを切り替え、
     前記還気流路は、
     切り替えに従って、前記第1の静止型除湿デバイスと前記第2の静止型除湿デバイスとを交互に通過すると共に、前記還気の流れる方向の変化が対応する部分を切り替え前後で有し、
     前記外気流路は、
     切り替えに従って、前記還気流路が通過する静止型除湿デバイスと異なる静止型除湿デバイスを通過するように、前記第1の静止型除湿デバイスと前記第2の静止型除湿デバイスとを交互に通過すると共に、前記外気の流れる方向の変化が対応する部分を切り替え前後で有する空気処理装置。
  2.  前記還気流路と前記外気流路とは、
     前記還気の流れる方向の変化と前記外気の流れる方向の変化とが対応する部分を有する請求項1に記載の空気処理装置。
  3.  前記第1のダンパーと前記第2のダンパーとは、
     制御によって開閉する複数のサブダンパーを有し、
     前記空気処理装置は、さらに、
     前記第1のダンパーの前記複数のサブダンパーの開閉状態と、前記第2のダンパーの前記複数のサブダンパーの開閉とを、連動して切り替えるダンパー制御装置を備える請求項1または請求項2に記載の空気処理装置。
  4.  前記空気処理装置は、
     前記流入装置を流出する前記還気が流入し、前記還気を前記第1の熱交換器に流入させ、
     前記流入装置を流出する前記外気が流入し、前記外気を前記第2の熱交換器に流入させる全熱交換器を備える請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の空気処理装置。
  5.  前記第1の熱交換器は、前記還気を加熱する加熱器であり、
     前記第2の熱交換器は、前記外気を冷却する冷却器である、
    請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の空気処理装置。
  6.  前記空気処理装置は、
     前記還気が前記全熱交換器をバイパスして前記第1の熱交換器に向かうバイパス路を有する請求項4に記載の空気処理装置。
  7.  前記加熱器は、
     重力の方向を基準にして、前記冷却器の上方に配置された請求項5に記載の空気処理装置。
  8.  前記第1の静止型除湿デバイスと、前記第2の静止型除湿デバイスとは、
     水平に設置された状態において水平方向で隣接する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の空気処理装置。
  9.  前記空気処理装置は、さらに、
     圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を有し冷媒が循環する冷凍サイクル装置を備え、
     前記第1の熱交換器として前記凝縮器を使用し、前記第2の熱交換器として前記蒸発器を使用する請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の空気処理装置。
  10.  前記空気処理装置は、さらに、
     前記凝縮器及び前記蒸発器に流入する前記冷媒の流量と温度とを制御する冷媒制御装置を備える請求項9に記載の空気処理装置。
  11.  前記冷凍サイクル装置は、さらに、
     前記凝縮器を前記蒸発器として機能させ、前記蒸発器を前記凝縮器として機能させる四方弁を備え、
     前記空気処理装置は、さらに、
     前記外気流路において前記複合除湿デバイスの下流に配置され、前記凝縮器が前記蒸発器として機能する場合に、前記外気が通過し、通過する前記外気を加湿する加湿装置を備える請求項10に記載の空気処理装置。
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