JP2003227626A - 調湿装置 - Google Patents
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Abstract
いて、加湿時に蒸発器の着霜により性能が低下するのを
防止する。 【解決手段】 第1空気が冷媒回路(100)の蒸発器(1
03,104)を通過することにより該蒸発器(103,104)が
着霜すると、例えば冷媒回路(100)の蒸発温度を上昇
させる運転を行って除霜を行う。
Description
行う調湿装置に関し、特に吸着素子と冷媒回路を備えた
調湿装置に関するものである。
公報に開示されているように、吸着素子を用いた調湿装
置が知られている。この調湿装置では、減湿された空気
を室内へ供給する除湿運転と、加湿された空気を室内へ
供給する加湿運転とが切り換えて行われる。吸着素子に
はロータ状のものが用いられており、該吸着素子はケー
シングに収納されると共にその中心軸周りに回転駆動さ
れるように構成されている。また、吸着素子は、その一
部を吸着側の空気が通過し、残りの部分を電気ヒータで
加熱された再生側の空気が通過する。
から脱離した水分を付与された再生側の空気が室内へ供
給され、吸着素子に水分を奪われた吸着側の空気が室外
へ排出される。一方、除湿運転時には、吸着素子の一部
で水分を奪われた吸着側の空気が室内へ供給され、吸着
素子の残りの部分は加熱された再生側の空気によって再
生され、吸着素子を通過した再生側の空気が室外へ排出
される。
るための熱源として電気ヒータを用いているが、これに
代えてヒートポンプを熱源に用いることも考えられる。
通常、ヒートポンプを構成する冷媒回路には、2つの熱
交換器が設けられ、その一方が蒸発器となって他方が凝
縮器となる。凝縮器となる熱交換器では、再生側の空気
が冷媒との熱交換によって加熱される。一方、蒸発器と
なる熱交換器では、吸着素子を通過後の吸着側の空気が
冷媒との熱交換を行う。
運転時には、凝縮器で加熱された再生側の空気が吸着素
子で加湿され、室内へ供給される一方、加湿に備えて吸
着素子に水分を与えた吸着側の空気が蒸発器を通過し、
室外へ排出される。また、除湿運転時には、吸着素子で
減湿された吸着側の空気が蒸発器で冷却され、室内へ供
給される一方、再生側の空気が凝縮器で加熱されて吸着
素子を再生し、室外へ排出される。
に室外温度が所定温度より低いと蒸発器に着霜し、蒸発
能力が低下する。そして、吸着側の風量が少なくなって
吸着素子への水分付与量が減少し、その結果、加湿運転
を行う際の加湿量が低減することとなって能力が低下す
る。また、装置の成績係数(COP)も低下する。
されたものであり、その目的とするところは、冷媒回路
を備えた調湿装置の加湿運転時に、蒸発器の着霜によっ
て性能が低下するのを防止できるようにすることであ
る。
1,82)と冷媒回路(100)とを併用した調湿装置におい
て、蒸発器(104)が着霜するとデフロスト運転を行っ
て性能の低下を抑えるようにしたものである。
解決手段は、吸着剤を有して該吸着剤を空気と接触させ
る吸着素子(81,82)と、冷媒を循環させて冷凍サイク
ルを行う冷媒回路(100)とを備え、第1空気中の水分
を上記吸着素子(81,82)の吸着剤に吸着させる吸着動
作と、上記冷媒回路(100)の冷媒により加熱された第
2空気で上記吸着素子(81,82)を再生する再生動作と
を行い、第2空気を室内へ供給して第1空気を排出する
加湿運転と第1空気を室内へ供給して第2空気を排出す
る除湿運転のうち少なくとも加湿運転が可能に構成され
た調湿装置を前提としている。
は、上記冷媒回路(100)が、該冷媒回路(100)の蒸発
器(104)の着霜時に、冷媒の蒸発温度を上昇させて該
蒸発器(104)の除霜を行うように構成されていること
を特徴としている。
上記第1の解決手段において除霜を行う際の具体的な内
容を特定したものであり、冷媒回路(100)の圧縮機構
が可変容量圧縮機(101)により構成され、該冷媒回路
(100)が蒸発器(104)の着霜時に上記圧縮機(101)
の運転容量を制御して蒸発温度を上昇させるように構成
されていることを特徴としている。
上記第1の解決手段において除霜を行う際の他の具体的
な内容を特定したものであり、冷媒回路(100)の膨張
機構が可変開度の膨張弁(110)により構成され、該冷
媒回路(100)が蒸発器(104)の着霜時に上記膨張弁
(110)の開度を制御して蒸発温度を上昇させるように
構成されていることを特徴としている。
加湿運転時に外気温度が低い場合などに蒸発器(104)
が着霜すると、例えば圧縮機(101)の運転容量を低下
させるか、膨張弁(110)の開度を通常運転時よりも開
き気味にするような制御を行うことにより、冷媒の蒸発
温度を上昇させる運転が行われる。このようにして冷媒
の蒸発温度が上昇すると、蒸発器(104)に付着した霜
を溶かして除去することができる。
上記冷媒回路(100)が、圧縮機構(101)から蒸発器
(104)へガス冷媒を供給可能なホットガスバイパス通
路(130)を備え、上記蒸発器(104)の着霜時に、圧縮
機構(101)の吐出ガス冷媒をホットガスバイパス通路
(130)を介して蒸発器(104)に供給することにより該
蒸発器(104)の除霜を行うように構成されていること
を特徴としている。
4)が着霜すると、圧縮機構(101)の吐出ガス冷媒がホ
ットガスバイパス通路(130)を介して蒸発器(104)に
供給され、該蒸発器(104)の温度が上昇する。したが
って、蒸発器(104)に付着した霜を溶かして除去でき
る。
上記冷媒回路(100)が、冷媒の循環方向が可逆に構成
されるとともに、蒸発器(104)の着霜時に、冷媒を逆
サイクルで循環させることにより該蒸発器(104)の除
霜を行うように構成されていることを特徴としている。
4)が着霜すると、冷媒回路(100)内を冷媒が逆サイク
ルで循環する。したがって、それまで蒸発器として用い
られていた着霜した熱交換器(104)が凝縮器となり、
該熱交換器の温度が上昇して霜が除去される。また、こ
の逆サイクルの運転時には、それまで凝縮器として用い
られていた熱交換器(103)は蒸発器として作用する。
上記冷媒回路(100)が、蒸発器(104)の着霜時に、圧
縮機構(101)を停止して第1空気を蒸発器(104)に送
風することにより蒸発器(104)の除霜を行うように構
成されていることを特徴としている。
4)が着霜すると、圧縮機構(101)が停止して蒸発器に
第1空気を送風する運転が行われる。この調湿装置の加
湿運転時には、通常、室外空気を第2空気として凝縮器
(102)で加熱した後に吸着素子(81,82)で加湿して室
内に取り込む一方、室内空気を第1空気として蒸発器
(104)に通して排出している。つまり、蒸発器(104)
には比較的高温の室内空気が流れている。したがって、
このときに圧縮機構(101)を停止して蒸発器(104)に
冷媒を流さずに室内空気の送風のみを行うと、室内空気
が比較的高温であるために該蒸発器(104)の霜が除去
される。
手段は、吸着剤を有して該吸着剤を空気と接触させる吸
着素子(81,82)と、冷媒を循環させて冷凍サイクルを
行う冷媒回路(100)とを備え、第1空気中の水分を上
記吸着素子(81,82)の吸着剤に吸着させる吸着動作
と、上記冷媒回路(100)の冷媒により加熱された第2
空気で上記吸着素子(81,82)を再生する再生動作とを
行い、第1空気を室内へ供給して第2空気を排出する除
湿運転と第2空気を室内へ供給して第1空気を排出する
加湿運転との両方が可能に構成された調湿装置を前提と
している。
(100)が、上記吸着素子(81,82)へ供給される第2空
気を冷媒と熱交換させて加熱する再生熱交換器(102)
と、除湿運転時に室内へ供給される空気を冷媒と熱交換
させて冷却する第1熱交換器(103)と、加湿運転時に
排出される空気を冷媒と熱交換させて冷却する第2熱交
換器(104)とを備え、上記第2熱交換器(104)の着霜
時に、再生熱交換器(102)を凝縮器に、第1熱交換器
(103)を蒸発器に、第2熱交換器(104)を停止するこ
とにより、第2熱交換器(104)の除霜を行うように構
成されていることを特徴としている。
には、第2空気が再生熱交換器(102)で加熱された後
に吸着素子(81,82)で加湿されて室内へ供給される一
方、第1空気は第2熱交換器(104)で冷媒と熱交換し
て冷却され、室外等へ排出される。そして、第2熱交換
器(104)が着霜すると、再生熱交換器(102)で加熱さ
れた空気を吸着素子(81,82)で加湿して室内へ供給し
ながら、着霜した第2熱交換器(104)への冷媒の供給
が一時的に停止することにより、該第2熱交換器(10
4)の温度が上昇し、霜が除去される。この場合、第2
熱交換器(104)を例えば加湿運転時間の8割程度は蒸
発器として作用させ、残りの2割程度の時間は蒸発器の
機能を停止させることにより、加湿運転中に第2熱交換
器(104)を除霜できる。
上記冷媒回路(100)が、上記吸着素子(81,82)へ供給
される第2空気を冷媒と熱交換させるための再生熱交換
器(102)と、室内へ供給される空気を冷媒と熱交換さ
せるための第1熱交換器(103)と、室外へ排出される
空気を冷媒と熱交換させるための第2熱交換器(104)
とを備え、上記第2熱交換器(104)の着霜時に、再生
熱交換器(102)及び第2熱交換器(104)を凝縮器に、
第1熱交換器(103)を蒸発器にすることにより、第2
熱交換器(104)の除霜を行うように構成されているこ
とを特徴としている。
の解決手段と同様の作用で加湿運転が行われる一方、第
2熱交換器(104)が着霜すると、再生熱交換器(102)
で加熱された空気を吸着素子(81,82)で加湿して室内
へ供給しながら、着霜した第2熱交換器(104)を一時
的に凝縮器とすることにより、該第2熱交換器(104)
の温度が上昇し、霜が除去される。この場合も、第2熱
交換器(104)を例えば加湿運転時間の8割程度は蒸発
器として作用させ、残りの2割程度の時間は凝縮器とし
て機能させることにより、加湿運転中に第2熱交換器
(104)を除霜できる。
上記第1から第8のいずれか1の解決手段において、第
1吸着素子(81)と第2吸着素子(82)とを備え、第1
吸着素子(81)で吸着動作を行うとともに第2吸着素子
(82)で再生動作を行う第1動作と、第2吸着素子(8
2)で吸着動作を行うとともに第1吸着素子(81)で再
生動作を行う第2動作とを交互に切り換え、少なくとも
第2空気を室内へ供給するように構成されていることを
特徴としている。
と第2空気とを交互に切り換えながら、吸着素子(81,8
2)での再生動作の際に加湿された第2空気を室内へ供
給すると加湿運転を、吸着素子(81,82)での吸着動作
の際に減湿された第1空気を室内へ供給すると除湿運転
を、それぞれ連続して行える。つまり、この第9の解決
手段では、2つの吸着素子(81,82)を吸着側と再生側
で交互に切り換えて用いる、いわゆるバッチ式の動作が
行われる。
は、上記第9の解決手段において、吸着素子(81,82)
が、第1空気または第2空気が交互に切り換えられて流
れる調湿側通路(85)と、冷却用流体が流れる冷却側通
路(86)とを備え、該吸着素子(81)が、第1空気と冷
却用流体とが熱交換を行って、吸着素子(81,82)にお
ける第1空気の吸着熱を冷却用流体で回収するように構
成されていることを特徴としている。冷却用流体は、例
えば、冷媒回路(100)の冷媒により加熱される前の第
2空気を用いることができる。
9の解決手段において吸着動作を行う際に発生した第1
空気の吸着熱が冷却用流体に回収されることで、該第1
空気が冷却される。
が低いときに加湿運転を行って蒸発器(第2熱交換器)
(104)が着霜すると、上述したそれぞれの運転操作に
よって該蒸発器(104)の霜が除去されるので、着霜に
より低下した蒸発能力が元の状態に回復する。したがっ
て、蒸発器(104)を流れる風量の低下により吸着素子
(81,82)における水分吸着量が低下するのが防止さ
れ、加湿時の加湿量も回復する。また、COPの低下も
防止できる。
構(101)の運転容量を減らすだけで除霜でき、上記第
3の解決手段によれば膨張弁(110)の開度を調節する
だけで除霜できるので、いずれも簡単な操作で除霜によ
る能力低下を防止できる。
トガスバイパス通路(130)から高温冷媒を蒸発器(10
4)に供給するようにしており、上記第5の解決手段に
よれば冷媒の循環方向を逆サイクルにすることで高温冷
媒を蒸発器(104)に供給するようにしているので、い
ずれも除霜を素早く確実に行うことができる。
的高温の第1空気が蒸発器(104)を流れている加湿運
転時の状態において、圧縮機構(101)を停止するだけ
で、除霜を簡単かつ確実に行うことができる。ここで、
一般的な蒸気圧縮式冷凍サイクルの空気調和装置など
は、暖房時の蒸発器には低温の室外空気が流れているた
め、圧縮機を停止して送風だけを行っても除霜はできな
いが、吸着素子(81,82)と冷媒回路(100)を併用した
本発明の調湿装置の場合は、加湿時には蒸発器(104)
に第1空気(室内空気)が流れているため、このように
圧縮機構(101)を停止するだけで除霜が可能となる。
ば、再生熱交換器(102)と第1熱交換器(103)と第2
熱交換器(104)の3台の熱交換器を備えたシステムに
おいて、加湿運転時に蒸発器となる第2熱交換器(10
4)が着霜したときに、一時的に該第2熱交換器(104)
を停止するか凝縮器とし、第1熱交換器(103)を蒸発
器とすることで、加湿運転を継続しながら第2熱交換器
(104)を除霜できる。
吸着素子(81)と第2吸着素子(82)を用いてバッチ式
の動作を行うことにより、加湿運転や除湿運転を連続し
て行える。
記第9の解決手段と同様の効果が得られるのに加えて、
第1空気を冷却用流体で冷却できるため、特に調湿装置
を除湿運転も可能に構成した場合に該除湿運転時の吹き
出し温度が上昇するのを防止できる。
に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明において、
「上」 「下」 「左」 「右」 「前」 「後」 「手前」 「奥」 は、何れ
も参照する図面におけるものを意味している。
第1空気が室内へ供給される除湿運転と、加湿された第
2空気が室内へ供給される加湿運転とを切り換えて行う
ように構成されている。また、この調湿装置は、冷媒回
路(100)と2つの吸着素子(81,82)とを備え、減湿側
での吸着動作に用いる吸着素子(81,82)と加湿側での
再生動作に用いる吸着素子(81,82)を交互に切り換え
る、いわゆるバッチ式の動作を行うように構成されてい
る。また、この調湿装置は、加湿運転時に蒸発器となっ
ている熱交換器(第2熱交換器)(104)が着霜する
と、その霜を除去するデフロスト運転を行うように構成
されている。
に係る調湿装置の構成について、図1,図5,図6,図
7を参照しながら説明する。
は、やや扁平な直方体状のケーシング(10)を備えてい
る。このケーシング(10)には、吸着剤を有して該吸着
剤を空気と接触させる2つの吸着素子(81,82)と、冷
媒を循環させて冷凍サイクルを行う冷媒回路(100)
(図7参照)とが収納されている。冷媒回路(100)に
は、圧縮機(101)、再生熱交換器(102)、第1熱交換
器(103)、及び第2熱交換器(104)などが設けられて
いる。この冷媒回路(100)の詳細については後述す
る。
2)は、平板状の平板部材(83)と波形状の波板部材(8
4)とを交互に積層して構成されている。平板部材(8
3)は、長方形状に形成されている。また、波板部材(8
4)は、平板部材(83)と同様の長方形状に形成され、
隣接する波板部材(84)の稜線方向が互いに90°の角
度で交差する姿勢で積層されている。そして、吸着素子
(81,82)は、全体として直方体状ないし四角柱状に形
成されている。
3)及び波板部材(84)の積層方向において、調湿側通
路(85)と冷却側通路(86)とが平板部材(83)を挟ん
で交互に区画形成されている。この吸着素子(81,82)
において、平板部材(83)の長辺側の側面に調湿側通路
(85)が開口し、平板部材(83)の短辺側の側面に冷却
側通路(86)が開口している。また、この吸着素子(8
1,82)において、同図の手前側と奥側の端面は、調湿側
通路(85)と冷却側通路(86)の何れも開口しない閉塞
面を構成している。
通路(85)に臨む平板部材(83)の表面や、調湿側通路
(85)に設けられた波板部材(84)の表面には、水蒸気
を吸着するための吸着剤が塗布されている。この種の吸
着剤としては、例えばシリカゲル、ゼオライト、イオン
交換樹脂等が挙げられる。
において、最も手前側には室外側パネル(11)が設けら
れ、最も奥側には室内側パネル(12)が設けられてい
る。室外側パネル(11)には、その左端寄りに室外側吸
込口(13)が形成され、その右端寄りに室外側吹出口
(16)が形成されている。一方、室内側パネル(12)に
は、その左端寄りに室内側吹出口(14)が形成され、そ
の右端寄りに室内側吸込口(15)が形成されている。
奥側へ向かって順に、第1仕切板(20)と、第2仕切板
(30)とが設けられている。ケーシング(10)の内部空
間は、これら第1,第2仕切板(20,30)によって、前
後に3つの空間に仕切られている。
間の空間は、上側の室外側上部流路(41)と下側の室外
側下部流路(42)とに区画されている。室外側上部流路
(41)は、室外側吹出口(16)によって室外空間と連通
している。室外側下部流路(42)は、室外側吸込口(1
3)によって室外空間と連通している。
間の空間には、その右端寄りに排気ファン(96)が設置
されている。また、室外側上部流路(41)には、第2熱
交換器(104)が設置されている。第2熱交換器(104)
は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チュー
ブ熱交換器であって、排気ファン(96)へ向けて室外側
上部流路(41)を流れる空気と冷媒回路(100)の冷媒
とを熱交換させるように構成されている。つまり、第2
熱交換器(104)は、室外へ排出される空気と冷媒とを
熱交換させるためのものである。
1)、第1左側開口(22)、第1右上開口(23)、第1
右下開口(24)、第1左上開口(25)、及び第1左下開
口(26)が形成されている。これらの開口(21,22,…)
は、それぞれが開閉シャッタを備えて開閉自在に構成さ
れている。
2)は、縦長の長方形状の開口である。第1右側開口(2
1)は、第1仕切板(20)の右端近傍に設けられてい
る。第1左側開口(22)は、第1仕切板(20)の左端近
傍に設けられている。第1右上開口(23)、第1右下開
口(24)、第1左上開口(25)、及び第1左下開口(2
6)は、横長の長方形状の開口である。第1右上開口(2
3)は、第1仕切板(20)の上部における第1右側開口
(21)の左隣に設けられている。第1右下開口(24)
は、第1仕切板(20)の下部における第1右側開口(2
1)の左隣に設けられている。第1左上開口(25)は、
第1仕切板(20)の上部における第1左側開口(22)の
右隣に設けられている。第1左下開口(26)は、第1仕
切板(20)の下部における第1左側開口(22)の右隣に
設けられている。
には、2つの吸着素子(81,82)が設置されている。こ
れら吸着素子(81,82)は、所定の間隔をおいて左右に
並んだ状態に配置されている。具体的には、右寄りに第
1吸着素子(81)が設けられ、左寄りに第2吸着素子
(82)が設けられている。
れにおける平板部材(83)及び波板部材(84)の積層方
向がケーシング(10)の長手方向(図1における手前か
ら奥へ向かう方向)と一致すると共に、それぞれにおけ
る平板部材(83)等の積層方向が互いに平行となる姿勢
で設置されている。更に、各吸着素子(81,82)は、左
右の側面がケーシング(10)の側板と、上下面がケーシ
ング(10)の天板及び底板と、前後の端面が室外側パネ
ル(11)及び室内側パネル(12)とそれぞれ略平行にな
る姿勢で配置されている。
吸着素子(81,82)には、その左右の側面に冷却側通路
(86)が開口している。そして、第1吸着素子(81)に
おいて冷却側通路(86)の開口する1つの側面と、第2
吸着素子(82)において冷却側通路(86)の開口する1
つの側面とは、互いに向かい合っている。
の空間は、数枚の仕切板により、右側流路(51)、左側
流路(52)、右上流路(53)、右下流路(54)、左上流
路(55)、左下流路(56)、及び中央流路(57)に区画
されている。
右側に形成され、第1吸着素子(81)の冷却側通路(8
6)に連通している。左側流路(52)は、第2吸着素子
(82)の左側に形成され、第2吸着素子(82)の冷却側
通路(86)に連通している。
上側に形成され、第1吸着素子(81)の調湿側通路(8
5)に連通している。右下流路(54)は、第1吸着素子
(81)の下側に形成され、第1吸着素子(81)の調湿側
通路(85)に連通している。左上流路(55)は、第2吸
着素子(82)の上側に形成され、第2吸着素子(82)の
調湿側通路(85)に連通している。左下流路(56)は、
第2吸着素子(82)の下側に形成され、第2吸着素子
(82)の調湿側通路(85)に連通している。
第2吸着素子(82)の間に形成され、両吸着素子(81,8
2)の冷却側通路(86)に連通している。この中央流路
(57)は、図1,図5に現れる流路断面の形状が四角形
状となっている。
フィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器であっ
て、中央流路(57)を流れる空気と冷媒回路(100)の
冷媒とを熱交換させるように構成されている。この再生
熱交換器(102)は、中央流路(57)に配置されてい
る。つまり、再生熱交換器(102)は、左右に並んだ第
1吸着素子(81)と第2吸着素子(82)の間に設置され
ている。更に、再生熱交換器(102)は、ほぼ水平に寝
かせられた状態で、中央流路(57)を上下に仕切るよう
に設けられている。また、再生熱交換器(102)は、そ
の上面が第1及び第2吸着素子(81,82)の下面よりも
僅かに下となるように配置されている。
2)の間には、右側シャッタ(61)が設けられている。
この右側シャッタ(61)は、中央流路(57)における再
生熱交換器(102)の下側部分と右下流路(54)との間
を仕切るものであって、開閉自在に構成されている。一
方、第2吸着素子(82)と再生熱交換器(102)の間に
は、左側シャッタ(62)が設けられている。この左側シ
ャッタ(62)は、中央流路(57)における再生熱交換器
(102)の下側部分と左下流路(56)との間を仕切るも
のであって、開閉自在に構成されている。
間の流路(41,42)と、第1仕切板(20)と第2仕切板
(30)の間の流路(51,52,…)とは、第1仕切板(20)
の開口(21,22,…)に設けられた開閉シャッタによっ
て、連通状態と遮断状態に切り換えられる。具体的に、
第1右側開口(21)を開口状態とすると、右側流路(5
1)と室外側下部流路(42)が連通する。第1左側開口
(22)を開口状態とすると、左側流路(52)と室外側下
部流路(42)が連通する。第1右上開口(23)を開口状
態とすると、右上流路(53)と室外側上部流路(41)が
連通する。第1右下開口(24)を開口状態とすると、右
下流路(54)と室外側下部流路(42)が連通する。第1
左上開口(25)を開口状態とすると、左上流路(55)と
室外側上部流路(41)が連通する。第1左下開口(26)
を開口状態とすると、左下流路(56)と室外側下部流路
(42)が連通する。
1)、第2左側開口(32)、第2右上開口(33)、第2
右下開口(34)、第2左上開口(35)、及び第2左下開
口(36)が形成されている。これらの開口(31,32,…)
は、それぞれが開閉シャッタを備えて開閉自在に構成さ
れている。
2)は、縦長の長方形状の開口である。第2右側開口(3
1)は、第2仕切板(30)の右端近傍に設けられてい
る。第2左側開口(32)は、第2仕切板(30)の左端近
傍に設けられている。第2右上開口(33)、第2右下開
口(34)、第2左上開口(35)、及び第2左下開口(3
6)は、横長の長方形状の開口である。第2右上開口(3
3)は、第2仕切板(30)の上部における第2右側開口
(31)の左隣に設けられている。第2右下開口(34)
は、第2仕切板(30)の下部における第2右側開口(3
1)の左隣に設けられている。第2左上開口(35)は、
第2仕切板(30)の上部における第2左側開口(32)の
右隣に設けられている。第2左下開口(36)は、第2仕
切板(30)の下部における第2左側開口(32)の右隣に
設けられている。
間の空間は、上側の室内側上部流路(46)と下側の室内
側下部流路(47)とに区画されている。室内側上部流路
(46)は、室内側吹出口(14)によって室内空間と連通
している。室内側下部流路(47)は、室内側吸込口(1
5)によって室内空間と連通している。
間の空間には、その左端寄りに給気ファン(95)が設置
されている。また、室内側上部流路(46)には、第1熱
交換器(103)が設置されている。第1熱交換器(103)
は、いわゆるクロスフィン型のフィン・アンド・チュー
ブ熱交換器であって、給気ファン(95)へ向けて室内側
上部流路(46)を流れる空気と冷媒回路(100)の冷媒
とを熱交換させるように構成されている。つまり、第1
熱交換器(103)は、室内へ供給される空気と冷媒とを
熱交換させるためのものである。
の流路と、第2仕切板(30)と室外側パネル(11)の間
の流路とは、第2仕切板(30)の開口に設けられた開閉
シャッタによって、連通状態と遮断状態に切り換えられ
る。具体的に、第2右側開口(31)を開口状態とする
と、右側流路(51)と室内側下部流路(47)が連通す
る。第2左側開口(32)を開口状態とすると、左側流路
(52)と室内側下部流路(47)が連通する。第2右上開
口(33)を開口状態とすると、右上流路(53)と室内側
上部流路(46)が連通する。第2右下開口(34)を開口
状態とすると、右下流路(54)と室内側下部流路(47)
が連通する。第2左上開口(35)を開口状態とすると、
左上流路(55)と室内側上部流路(46)が連通する。第
2左下開口(36)を開口状態とすると、左下流路(56)
と室内側下部流路(47)が連通する。
記冷媒回路(100)は、冷媒の充填された閉回路であ
る。冷媒回路(100)には、圧縮機(101)、再生熱交換
器(102)、第1熱交換器(103)、第2熱交換器(10
4)、レシーバ(105)、四方切換弁(120)、及び電動
膨張弁(110)が設けられている。この冷媒回路(100)
では、冷媒を循環させることで蒸気圧縮式の冷凍サイク
ルが行われる。
の吐出側は、再生熱交換器(102)の一端に接続されて
いる。再生熱交換器(102)の他端は、レシーバ(105)
を介して電動膨張弁(110)の一端に接続されている。
電動膨張弁(110)の他端は、四方切換弁(120)の第1
ポート(121)に接続されている。この四方切換弁(12
0)は、第2ポート(122)が第2熱交換器(104)の一
端に接続され、第4ポート(124)が第1熱交換器(10
3)の一端に接続されている。また、四方切換弁(120)
の第3ポート(123)は、封止されている。第1熱交換
器(103)の他端と第2熱交換器(104)の他端とは、そ
れぞれが圧縮機(101)の吸入側に接続されている。
と第2ポート(122)が互いに連通して第3ポート(12
3)と第4ポート(124)が互いに連通する状態と、第1
ポート(121)と第4ポート(124)が互いに連通して第
2ポート(122)と第3ポート(123)が互いに連通する
状態とに切り換わる。尚、上述のように、四方切換弁
(120)の第3ポート(123)は、閉塞されている。つま
り、本実施形態の冷媒回路(100)では、四方切換弁(1
20)が三方弁として用いられている。
作について説明する。この調湿装置は、上述したように
除湿運転と加湿運転とを切り換えて行う。また、この調
湿装置は、第1吸着素子(81)で吸着動作を行うととも
に第2吸着素子(82)で再生動作を行う第1動作と、第
2吸着素子(82)で吸着動作を行うとともに第1吸着素
子(81)で再生動作を行う第2動作とを交互に切り換
え、第1空気または第2空気を室内へ供給することによ
って除湿運転または加湿運転を行う。
湿運転時において、給気ファン(95)を駆動すると、室
外空気が室外側吸込口(13)を通じてケーシング(10)
内に取り込まれる。この室外空気は、第1空気として室
外側下部流路(42)へ流入する。一方、排気ファン(9
6)を駆動すると、室内空気が室内側吸込口(15)を通
じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室内空気
は、第2空気として室内側下部流路(47)へ流入する。
0)では、再生熱交換器(102)が凝縮器となり、第1熱
交換器(103)が蒸発器となる一方、第2熱交換器(10
4)が休止している。この冷媒回路(100)の動作につい
ては後述する。
を参照しながら説明する。この第1動作では、第1吸着
素子(81)についての吸着動作と、第2吸着素子(82)
についての再生動作とが行われる。つまり、第1動作で
は、第1吸着素子(81)で空気が減湿されると同時に、
第2吸着素子(82)の吸着剤が再生される。
は、第1右下開口(24)と第1左上開口(25)とが連通
状態となり、残りの開口(21,22,23,26)が遮断状態と
なっている。この状態では、第1右下開口(24)によっ
て室外側下部流路(42)と右下流路(54)とが連通し、
第1左上開口(25)によって左上流路(55)と室外側上
部流路(41)とが連通する。
1)と第2右上開口(33)とが連通状態となり、残りの
開口(32,34,35,36)が遮断状態となっている。この状
態では、第2右側開口(31)によって室内側下部流路
(47)と右側流路(51)とが連通し、第2右上開口(3
3)によって右上流路(53)と室内側上部流路(46)と
が連通する。
側シャッタ(62)は開口状態となっている。この状態で
は、中央流路(57)における再生熱交換器(102)の下
側部分と左下流路(56)とが、左側シャッタ(62)を介
して連通する。
は、室外側下部流路(42)から第1右下開口(24)を通
って右下流路(54)へ流入する。一方、ケーシング(1
0)に取り込まれた第2空気は、室内側下部流路(47)
から第2右側開口(31)を通って右側流路(51)へ流入
する。
の第1空気は、第1吸着素子(81)の調湿側通路(85)
へ流入する。この調湿側通路(85)を流れる間に、第1
空気に含まれる水蒸気が吸着剤に吸着される。第1吸着
素子(81)で減湿された第1空気は、右上流路(53)へ
流入する。
吸着素子(81)の冷却側通路(86)へ流入する。この冷
却側通路(86)を流れる間に、第2空気は、調湿側通路
(85)で第1空気の水蒸気が吸着剤に吸着される際に生
じた吸着熱を吸熱する。つまり、第2空気は、冷却用流
体として冷却側通路(86)を流れる。吸着熱を奪った第
2空気は、中央流路(57)へ流入して再生熱交換器(10
2)を通過する。その際、再生熱交換器(102)では、第
2空気が冷媒との熱交換によって加熱される。その後、
第2空気は、中央流路(57)から左下流路(56)へ流入
する。
2)で加熱された第2空気は、第2吸着素子(82)の調
湿側通路(85)へ導入される。この調湿側通路(85)で
は、第2空気によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水
蒸気が脱離する。つまり、第2吸着素子(82)の再生が
行われる。吸着剤から脱離した水蒸気は、第2空気と共
に左上流路(55)へ流入する。
した減湿後の第1空気は、第2右上開口(33)を通って
室内側上部流路(46)へ送り込まれる。この第1空気
は、室内側上部流路(46)を流れる間に第1熱交換器
(103)を通過し、冷媒との熱交換によって冷却され
る。減湿されて冷却された第1空気は、その後、室内側
吹出口(14)を通って室内へ供給される。
は、第1左上開口(25)を通って室外側上部流路(41)
へ流入する。この第2空気は、室外側上部流路(41)を
流れる間に第2熱交換器(104)を通過する。その際、
第2熱交換器(104)は休止しており、第2空気は加熱
も冷却もされない。そして、第1吸着素子(81)の冷却
と第2吸着素子(82)の再生に利用された第2空気は、
室外側吹出口(16)を通って室外へ排出される。
を参照しながら説明する。この第2動作では、第1動作
時とは逆に、第2吸着素子(82)についての吸着動作
と、第1吸着素子(81)についての再生動作とが行われ
る。つまり、第2動作では、第2吸着素子(82)で空気
が減湿されると同時に、第1吸着素子(81)の吸着剤が
再生される。
は、第1右上開口(23)と第1左下開口(26)とが連通
状態となり、残りの開口(21,22,24,25)が遮断状態と
なっている。この状態では、第1右上開口(23)によっ
て右上流路(53)と室外側上部流路(41)とが連通し、
第1左下開口(26)によって室外側下部流路(42)と左
下流路(56)とが連通する。
2)と第2左上開口(35)とが連通状態となり、残りの
開口(31,33,34,36)が遮断状態となっている。この状
態では、第2左側開口(32)によって室内側下部流路
(47)と左側流路(52)とが連通し、第2左上開口(3
5)によって左上流路(55)と室内側上部流路(46)と
が連通する。
側シャッタ(61)は開口状態となっている。この状態で
は、中央流路(57)における再生熱交換器(102)の下
側部分と右下流路(54)とが、右側シャッタ(61)を介
して連通する。
は、室外側下部流路(42)から第1左下開口(26)を通
って左下流路(56)へ流入する。一方、ケーシング(1
0)に取り込まれた第2空気は、室内側下部流路(47)
から第2左側開口(32)を通って左側流路(52)へ流入
する。
の第1空気は、第2吸着素子(82)の調湿側通路(85)
へ流入する。この調湿側通路(85)を流れる間に、第1
空気に含まれる水蒸気が吸着剤に吸着される。第2吸着
素子(82)で減湿された第1空気は、左上流路(55)へ
流入する。
吸着素子(82)の冷却側通路(86)へ流入する。この冷
却側通路(86)を流れる間に、第2空気は、調湿側通路
(85)で第1空気の水蒸気が吸着剤に吸着される際に生
じた吸着熱を吸熱する。つまり、第2空気は、冷却用流
体として冷却側通路(86)を流れる。吸着熱を奪った第
2空気は、中央流路(57)へ流入して再生熱交換器(10
2)を通過する。その際、再生熱交換器(102)では、第
2空気が冷媒との熱交換によって加熱される。その後、
第2空気は、中央流路(57)から右下流路(54)へ流入
する。
2)で加熱された第2空気は、第1吸着素子(81)の調
湿側通路(85)へ導入される。この調湿側通路(85)で
は、第2空気によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水
蒸気が脱離する。つまり、第1吸着素子(81)の再生が
行われる。吸着剤から脱離した水蒸気は、第2空気と共
に右上流路(53)へ流入する。
した減湿後の第1空気は、第2左上開口(35)を通って
室内側上部流路(46)へ送り込まれる。この第1空気
は、室内側上部流路(46)を流れる間に第1熱交換器
(103)を通過し、冷媒との熱交換によって冷却され
る。減湿されて冷却された第1空気は、その後、室内側
吹出口(14)を通って室内へ供給される。
は、第1右上開口(23)を通って室外側上部流路(41)
へ流入する。この第2空気は、室外側上部流路(41)を
流れる間に第2熱交換器(104)を通過する。その際、
第2熱交換器(104)は休止しており、第2空気は加熱
も冷却もされない。そして、第2吸着素子(82)の冷却
と第1吸着素子(81)の再生に利用された第2空気は、
室外側吹出口(16)を通って室外へ排出される。
湿運転時において、給気ファン(95)を駆動すると、室
外空気が室外側吸込口(13)を通じてケーシング(10)
内に取り込まれる。この室外空気は、第2空気として室
外側下部流路(42)へ流入する。一方、排気ファン(9
6)を駆動すると、室内空気が室内側吸込口(15)を通
じてケーシング(10)内に取り込まれる。この室内空気
は、第1空気として室内側下部流路(47)へ流入する。
0)では、再生熱交換器(102)が凝縮器となり、第2熱
交換器(104)が蒸発器となる一方、第1熱交換器(10
3)が休止している。この冷媒回路(100)の動作につい
ては後述する。
を参照しながら説明する。この第1動作では、第1吸着
素子(81)についての吸着動作と、第2吸着素子(82)
についての再生動作とが行われる。つまり、第1動作で
は、第2吸着素子(82)で空気が加湿され、第1吸着素
子(81)の吸着剤が水蒸気を吸着する。
は、第1右側開口(21)と第1右上開口(23)とが連通
状態となり、残りの開口(22,24,25,26)が遮断状態と
なっている。この状態では、第1右側開口(21)によっ
て室外側下部流路(42)と右側流路(51)とが連通し、
第1右上開口(23)によって右上流路(53)と室外側上
部流路(41)とが連通する。
4)と第2左上開口(35)とが連通状態となり、残りの
開口(31,32,33,36)が遮断状態となっている。この状
態では、第2右下開口(34)によって室内側下部流路
(47)と右下流路(54)とが連通し、第2左上開口(3
5)によって左上流路(55)と室内側上部流路(46)と
が連通する。
側シャッタ(62)は開口状態となっている。この状態で
は、中央流路(57)における再生熱交換器(102)の下
側部分と左下流路(56)とが、左側シャッタ(62)を介
して連通する。
は、室内側下部流路(47)から第2右下開口(34)を通
って右下流路(54)へ流入する。一方、ケーシング(1
0)に取り込まれた第2空気は、室外側下部流路(42)
から第1右側開口(21)を通って右側流路(51)へ流入
する。
の第1空気は、第1吸着素子(81)の調湿側通路(85)
へ流入する。この調湿側通路(85)を流れる間に、第1
空気に含まれる水蒸気が吸着剤に吸着される。第1吸着
素子(81)で水分を奪われた第1空気は、右上流路(5
3)へ流入する。
吸着素子(81)の冷却側通路(86)へ流入する。この冷
却側通路(86)を流れる間に、第2空気は、調湿側通路
(85)で第1空気の水蒸気が吸着剤に吸着される際に生
じた吸着熱を吸熱する。つまり、第2空気は、冷却用流
体として冷却側通路(86)を流れる。吸着熱を奪った第
2空気は、中央流路(57)へ流入して再生熱交換器(10
2)を通過する。その際、再生熱交換器(102)では、第
2空気が冷媒との熱交換によって加熱される。その後、
第2空気は、中央流路(57)から左下流路(56)へ流入
する。
2)で加熱された第2空気は、第2吸着素子(82)の調
湿側通路(85)へ導入される。この調湿側通路(85)で
は、第2空気によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水
蒸気が脱離する。つまり、第2吸着素子(82)の再生が
行われる。そして、吸着剤から脱離した水蒸気が第2空
気に付与され、第2空気が加湿される。第2吸着素子
(82)で加湿された第2空気は、その後に左上流路(5
5)へ流入する。
した第2空気は、第2左上開口(35)を通って室内側上
部流路(46)へ流入する。この第2空気は、室内側上部
流路(46)を流れる間に第1熱交換器(103)を通過す
る。その際、第1熱交換器(103)は休止しており、第
2空気は加熱も冷却もされない。そして、第2吸着素子
(82)で加湿された第2空気は、室内側吹出口(14)を
通って室内へ供給される。
は、第1右上開口(23)を通って室外側上部流路(41)
へ送り込まれる。この第1空気は、室外側上部流路(4
1)を流れる間に第2熱交換器(104)を通過し、冷媒と
の熱交換によって冷却される。その後、水分と熱を奪わ
れた第1空気は、室外側吹出口(16)を通って室外へ排
出される。
を参照しながら説明する。この第2動作では、第1動作
時とは逆に、第2吸着素子(82)についての吸着動作
と、第1吸着素子(81)についての再生動作とが行われ
る。つまり、この第2動作では、第1吸着素子(81)で
空気が加湿され、第2吸着素子(82)の吸着剤が水蒸気
を吸着する。
は、第1左側開口(22)と第1左上開口(25)とが連通
状態となり、残りの開口(21,23,24,26)が遮断状態と
なっている。この状態では、第1左側開口(22)によっ
て室外側下部流路(42)と左側流路(52)とが連通し、
第1左上開口(25)によって左上流路(55)と室外側上
部流路(41)とが連通する。
3)と第2左下開口(36)とが連通状態となり、残りの
開口(31,32,34,35)が遮断状態となっている。この状
態では、第2右上開口(33)によって右上流路(53)と
室内側上部流路(46)とが連通し、第2左下開口(36)
によって室内側下部流路(47)と左下流路(56)とが連
通する。
側シャッタ(61)は開口状態となっている。この状態で
は、中央流路(57)における再生熱交換器(102)の下
側部分と右下流路(54)とが、右側シャッタ(61)を介
して連通する。
は、室内側下部流路(47)から第2左下開口(36)を通
って左下流路(56)へ流入する。一方、ケーシング(1
0)に取り込まれた第2空気は、室外側下部流路(42)
から第1左側開口(22)を通って左側流路(52)へ流入
する。
の第1空気は、第2吸着素子(82)の調湿側通路(85)
へ流入する。この調湿側通路(85)を流れる間に、第1
空気に含まれる水蒸気が吸着剤に吸着される。第2吸着
素子(82)で水分を奪われた第1空気は、左上流路(5
5)へ流入する。
吸着素子(82)の冷却側通路(86)へ流入する。この冷
却側通路(86)を流れる間に、第2空気は、調湿側通路
(85)で第1空気の水蒸気が吸着剤に吸着される際に生
じた吸着熱を吸熱する。つまり、第2空気は、冷却用流
体として冷却側通路(86)を流れる。吸着熱を奪った第
2空気は、中央流路(57)へ流入して再生熱交換器(10
2)を通過する。その際、再生熱交換器(102)では、第
2空気が冷媒との熱交換によって加熱される。その後、
第2空気は、中央流路(57)から右下流路(54)へ流入
する。
2)で加熱された第2空気は、第1吸着素子(81)の調
湿側通路(85)へ導入される。この調湿側通路(85)で
は、第2空気によって吸着剤が加熱され、吸着剤から水
蒸気が脱離する。つまり、第1吸着素子(81)の再生が
行われる。そして、吸着剤から脱離した水蒸気が第2空
気に付与され、第2空気が加湿される。第1吸着素子
(81)で加湿された第2空気は、その後に右上流路(5
3)へ流入する。
した第2空気は、第2右上開口(33)を通って室内側上
部流路(46)へ流入する。この第2空気は、室内側上部
流路(46)を流れる間に第1熱交換器(103)を通過す
る。その際、第1熱交換器(103)は休止しており、第
2空気は加熱も冷却もされない。そして、第1吸着素子
(81)で加湿された第2空気は、室内側吹出口(14)を
通って室内へ供給される。
は、第1左上開口(25)を通って室外側上部流路(41)
へ送り込まれる。この第1空気は、室外側上部流路(4
1)を流れる間に第2熱交換器(104)を通過し、冷媒と
の熱交換によって冷却される。その後、水分と熱を奪わ
れた第1空気は、室外側吹出口(16)を通って室外へ排
出される。
作について、図7,図8を参照しながら説明する。尚、
図8に示す第1空気及び第2空気の流れは、第2動作時
のものである。また、図8では電動膨張弁(110)は省
略している。
運転時において、四方切換弁(120)は、第1ポート(1
21)と第4ポート(124)が互いに連通して第2ポート
(122)と第3ポート(123)が互いに連通する状態とな
る。また、電動膨張弁(110)は、その開度が運転条件
に応じて適宜調節される。
冷媒回路(100)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行わ
れる。その際、冷媒回路(100)では、再生熱交換器(1
02)が凝縮器となり、第1熱交換器(103)が蒸発器と
なり、第2熱交換器(104)が休止状態となる(図8
(a)参照)。
生熱交換器(102)へ送られる。再生熱交換器(102)へ
流入した冷媒は、第2空気との熱交換を行い、第2空気
に放熱して凝縮する。再生熱交換器(102)で凝縮した
冷媒は、レシーバ(105)を通って電動膨張弁(110)へ
送られる。この冷媒は、電動膨張弁(110)を通過する
際に減圧される。電動膨張弁(110)で減圧された冷媒
は、四方切換弁(120)を通って第1熱交換器(103)へ
送られる。第1熱交換器(103)へ流入した冷媒は、第
1空気との熱交換を行い、第1空気から吸熱して蒸発す
る。第1熱交換器(103)で蒸発した冷媒は、圧縮機(1
01)へ吸入されて圧縮され、その後に圧縮機(101)か
ら吐出される。
運転時において、四方切換弁(120)は、第1ポート(1
21)と第2ポート(122)が互いに連通して第3ポート
(123)と第4ポート(124)が互いに連通する状態とな
る。また、電動膨張弁(110)は、その開度が運転条件
に応じて適宜調節される。
冷媒回路(100)で冷媒が循環して冷凍サイクルが行わ
れる。その際、冷媒回路(100)では、再生熱交換器(1
02)が凝縮器となり、第2熱交換器(104)が蒸発器と
なり、第1熱交換器(103)が休止状態となる(図8
(b)参照)。
生熱交換器(102)へ送られる。再生熱交換器(102)へ
流入した冷媒は、第2空気との熱交換を行い、第2空気
に放熱して凝縮する。再生熱交換器(102)で凝縮した
冷媒は、レシーバ(105)を通って電動膨張弁(110)へ
送られる。この冷媒は、電動膨張弁(110)を通過する
際に減圧される。電動膨張弁(110)で減圧された冷媒
は、四方切換弁(120)を通って第2熱交換器(104)へ
送られる。第2熱交換器(104)へ流入した冷媒は、第
1空気との熱交換を行い、第1空気から吸熱して蒸発す
る。第2熱交換器(104)で蒸発した冷媒は、圧縮機(1
01)へ吸入されて圧縮され、その後に圧縮機(101)か
ら吐出される。
0)で循環する冷媒は、第2熱交換器(104)で第1空気
から吸熱し、再生熱交換器(102)で第2空気へ放熱す
る。つまり、第2熱交換器(104)では室外へ排気され
る第1空気からの熱回収が行われ、第2熱交換器(10
4)で回収された熱が再生熱交換器(102)における第2
空気の加熱に利用される。
低い場合、蒸発器である第2熱交換器(104)に着霜す
ることがあるのに対して、霜を除去するデフロスト運転
を行うように構成されている。そこで、第2熱交換器
(104)の着霜時に行うデフロスト運転について説明す
る。
第2熱交換器(104)を通過することにより該第2熱交
換器(104)が着霜すると行うデフロスト運転の際に
は、冷媒回路(100)の蒸発温度を上昇させる運転を行
うように構成されている。
(100)の圧縮機として可変容量圧縮機(101)が用いら
れている。そして、デフロスト運転時には、該圧縮機
(101)の運転容量を低下させるように制御して、蒸発
温度を上昇させるようにしている。つまり、デフロスト
運転時には、冷媒回路(100)における冷媒循環量を少
なくし、かつ第1空気である室内空気が温かいことを利
用して、蒸発器である第2熱交換器(104)の温度を上
昇させることにより、第2熱交換器(104)の霜を除去
する。このとき、第2熱交換器(104)での冷媒の吸熱
量が少なくなり、第1熱交換器(103)での第2空気の
加熱量も少なくなるが、加湿運転は継続して行われる。
場合などに第2熱交換器(104)が着霜すると、圧縮機
(101)の容量を低下させることによって蒸発温度を上
昇させる運転を行うようにしているので、第2熱交換器
(104)に付着した霜を除去することができる。
より、第2熱交換器(104)の着霜によって低下した蒸
発能力が元の状態に回復する。したがって、第2熱交換
器(104)を流れる風量の低下を抑制でき、その風量低
下に伴う吸着素子(81,82)における水分吸着量の低下
も防止できるので、加湿時の加湿量も低下しない。ま
た、COPの低下も防止できる。
(101)の運転容量を減らすだけで第2熱交換器(104)
の霜を除去することができるため、簡単な操作で能力低
下を防止できる。
変容量圧縮機を用い、デフロスト運転時には運転容量を
低減して蒸発温度を上昇させるようにしているが、可変
容量圧縮機(101)を用いる代わりに、電動膨張弁(11
0)を制御してデフロスト運転を行ってもよい。つま
り、冷媒回路(100)の膨張機構として可変開度の電動
膨張弁(110)を用いていることを利用して、デフロス
ト運転時には該膨張弁(110)を通常運転時よりも所定
量開くように制御することにより、蒸発温度を上昇させ
る運転を行うようにしてもよい。
が着霜したときには、蒸発温度を上昇させることによ
り、霜を除去することができる。そして、霜を除去する
ことにより、着霜により低下した性能を回復することが
でき、そのための操作も簡単に行うことができる。
態1とは異なる構成の冷媒回路(100)を用いてデフロ
スト運転を行えるようにしたものである。この調湿装置
は、冷媒回路(100)の一部を除き、機器の配置などは
実施形態1と同じ構成である。そこで、実施形態1との
相違点についてのみ説明することとする。
9に示すように、圧縮機(101)から、加湿運転時に蒸
発器となる第2熱交換器(104)へ、高温のガス冷媒を
供給するホットガスバイパス通路(130)が設けられて
いる。このホットガスバイパス通路(130)は、圧縮機
(101)の吐出管と、四方切換弁(120)の第2ポート
(122)と第2熱交換器(104)の間とに接続されてい
る。
は、該通路(130)を開閉するための電磁弁(131)が設
けられている。この電磁弁(131)は、加湿運転時に第1
空気が第2熱交換器(104)を通過することにより該第2
熱交換器(104)が着霜し、デフロスト運転を行う場合
に、圧縮機構(101)の吐出ガス冷媒を第2熱交換器(1
04)へ供給するための開閉弁である。また、この電磁弁
(131)は、圧縮機の吐出冷媒圧力を減圧する減圧弁の
機能も有している。
されている。
熱交換器(104)が着霜し、デフロスト運転を行う場
合、電動膨張弁(110)を全閉にするとともに、ホット
ガスバイパス通路(130)の電磁弁(131)を開放するこ
とにより、圧縮機(101)の吐出ガス冷媒が蒸発器(10
3,104)に供給される。これにより、第2熱交換器(10
4)の温度が上昇し、付着していた霜が除去される。ま
た、このとき、第2熱交換器(104)のファン(図示せ
ず)は停止し、冷媒は凝縮せずに圧縮機(101)に吸引
され、再度圧縮機(101)から吐出されて冷媒回路(10
0)内を循環する。なお、デフロスト運転中は加湿動作
は停止する。
バイパス通路(130)を設けて圧縮機(101)からの高温
の吐出ガス冷媒を第2熱交換器(104)に供給するよう
にしているので、除霜を素早く確実に行うことができ
る。
7の冷媒回路において四方切換弁(120)を設けずに、
再生熱交換器(102)に対して第1熱交換器(103)及び
第2熱交換器(104)を並列に接続して、第1熱交換器
(103)の上流側に第1電動膨張弁(111)を、第2熱交
換器(104)の上流側に第2電動膨張弁(112)を設けた
構成としている。
は、圧縮機(101)の吐出側と、第2電動膨張弁(112)
と第2熱交換器(104)の間とに接続されている。第1
熱交換器(103)及び第2熱交換器(104)は圧縮機(10
1)に対して並列に接続されており、第1熱交換器(10
3)側には電磁弁(150)が設けられている。
電動膨張弁(111)を開き、第2電動膨張弁(112)、電
磁弁(131)及び電磁弁(150)を閉鎖して、冷媒を圧縮
機(101)、再生熱交換器(102)、第1電動膨張弁(11
1)及び第1熱交換器(103)の順に流して冷凍サイクル
を行う。
(112)を開き、第1電動膨張弁(11)、電磁弁(131)
及び電磁弁(150)を閉鎖して、冷媒を圧縮機(101)、
再生熱交換器(102)、第2電動膨張弁(112)及び第2
熱交換器(104)の順に流して冷凍サイクルを行う。
が着霜してデフロスト運転をするときには、第1電動膨
張弁(111)、第2電動膨張弁(112)、電磁弁(150)
を閉鎖し、電磁弁(131)を開くことにより、圧縮機(1
01)の吐出ガスを第2熱交換器(104)に供給する。こ
うすることにより、図9の例と同様にして、第2圧縮機
(104)の霜を素早く確実に除去することができる。
路(100)内で冷媒を逆サイクルで循環させることによ
り、加湿運転時に第1熱交換器(103)と第2熱交換器
(104)における凝縮器と蒸発器の機能を入れ替えてデ
フロスト運転を行えるようにしたものである。
11に示すように、実施形態1の冷媒回路に、冷媒の循
環方向を切り換えるための第2四方切換弁(140)と電
磁弁(150)とを追加したものである。
ト(141)が圧縮機(101)の吐出側に接続され、第2ポ
ート(142)が再生熱交換器(102)の一端に接続されて
いる。また、第2四方切換弁(140)の第3ポート(14
3)は圧縮機(101)の吸入側に接続され、第4ポート
(144)には第1熱交換器(102)及び第2熱交換器(10
3)が並列に接続され、この配管の第1熱交換器(102)
側には上記電磁弁(150)が設けられている。
点を除いては実施形態1と同様に構成されている。
湿運転時及び除湿運転時には、第1ポート(141)と第
2ポート(142)が連通し、第3ポート(143)と第4ポ
ート(144)が連通する状態に設定される。この状態で
は、圧縮機(102)から吐出された冷媒が再生熱交換器
(102)へ流れ、第1熱交換器(103)または第2熱交換
器(104)からの冷媒が圧縮機(101)に吸入される。こ
れにより、再生側の空気が再生熱交換器(102)で加熱
され、吸着側の空気が第1熱交換器(103)または第2
熱交換器(104)で冷却される。
に第2熱交換器(104)が着霜してデフロスト運転を行
うときには、第2四方切換弁(140)を切り換えて、第
1ポート(141)と第4ポート(144)とが連通し、第2
ポート(142)と第3ポート(143)とが連通する状態に
設定するとともに、電磁弁(150)を閉鎖し、冷媒が第
1熱交換器へは流れない設定とする。このことにより、
冷媒が冷媒回路(100)内を圧縮機(101)、第2熱交換
器(104)、電動膨張弁(110)、及び再生熱交換器(10
2)の順に逆サイクルで循環し、加湿運転時にそれまで
蒸発器として用いられていた第2熱交換器(104)が凝
縮器となる。このため、第2熱交換器(104)が加熱さ
れ、その霜が除去される。また、第2熱交換器(104)
の除霜完了後は、冷媒の循環方向を正サイクルに戻し、
第2空気を加熱後に加湿して室内に供給する運転を再開
する。
転時に冷媒の循環方向を逆サイクルにすることで高温冷
媒を第2熱交換器(104)に供給するようにしているの
で、除霜を素早く確実に行うことができる。
1の冷媒回路において四方切換弁(120)を設けずに、
再生熱交換器(102)に対して第1熱交換器(103)及び
第2熱交換器(104)を並列に接続して、第1熱交換器
(103)の上流側に第1電動膨張弁(111)を、第2熱交
換器(104)の上流側に第2電動膨張弁(112)を設けた
構成としている。そして、第1熱交換器(103)及び第
2熱交換器(104)を、第2四方切換弁(140)の第4ポ
ート(144)に並列に接続している。
び除湿運転時には、第1ポート(141)と第2ポート(1
42)が連通し、第3ポート(143)と第4ポート(144)
が連通する状態に設定される。この状態では、圧縮機
(102)から吐出された冷媒が再生熱交換器(102)へ流
れ、第1熱交換器(103)または第2熱交換器(104)か
らの冷媒が圧縮機(101)に吸入される。これにより、
再生側の空気が再生熱交換器(102)で加熱され、吸着
側の空気が第1熱交換器(103)または第2熱交換器(1
04)で冷却される。なお、加湿運転時には、第1電動膨
張弁(111)が閉鎖され、第2電動膨張弁(112)が所定
開度に制御されている。
に第2熱交換器(104)が着霜してデフロスト運転を行
うときには、第2四方切換弁(140)を切り換えて、第
1ポート(141)と第4ポート(144)とが連通し、第2
ポート(142)と第3ポート(143)とが連通する状態に
設定する。このことにより、冷媒が冷媒回路(100)内
を圧縮機(101)、第2熱交換器(104)、第2電動膨張
弁(112)、及び再生熱交換器(102)の順に逆サイクル
で循環し、加湿運転時にそれまで蒸発器として用いられ
ていた第2熱交換器(104)が凝縮器となる。このた
め、第2熱交換器(104)が加熱され、その霜が除去さ
れる。また、第2熱交換器(104)の除霜完了後は、冷
媒の循環方向を正サイクルに戻し、第2空気を加熱後に
加湿して室内に供給する運転を再開する。
に構成しても、デフロスト運転時に冷媒の循環方向を逆
サイクルにすることで高温冷媒を第2熱交換器(104)
に供給することができるため、除霜を素早く確実に行う
ことができる。
は、実施形態1の調湿装置と冷媒回路も含めて同じであ
り、運転制御のみが異なるようにしたものである。
転時に第2熱交換器(104)を除霜するデフロスト運転
を行うときは、圧縮機(101)の運転容量を落として冷
媒を循環させるようにしているが、この実施形態4で
は、図13に示すように、デフロスト運転時には圧縮機
(101)を停止して、第1空気(室内空気)を第2熱交
換器(104)に流すようにしている。この場合、第1熱
交換器には室内空気が送風されるだけで、冷媒が流通し
ない状態となる。また、加湿動作も停止する。
に、加湿運転時には第2空気(室外空気)を再生熱交換
器(102)で加熱した後に吸着素子(81,82)で加湿して
室内に供給する一方、第1空気(室内空気)を蒸発器で
ある第2熱交換器(104)で冷媒と熱交換させて室外に
排出している。つまり、加湿運転時には、蒸発器である
第2熱交換器(104)には比較的高温の室内空気が流れ
ている。したがって、このときに圧縮機構(101)を止
めることにより第2熱交換器(104)における蒸発器の
機能を停止し、その状態で室内空気の送風のみを行う
と、該室内空気が比較的高温であるために蒸発器(10
4)を除霜できる。
イクルの空気調和装置の場合、暖房時の蒸発器である室
外熱交換器には低温の室外空気が流れているため、圧縮
機を停止して送風だけを行っても殆ど除霜はできない
が、本実施形態4のように吸着素子(81,82)と冷媒回
路(100)を用いた調湿装置の場合は、加湿運転時に第
2熱交換器(104)に室内空気が流せることを利用し
て、このように圧縮機構(101)を停止するだけで除霜
を行うことが可能となる。つまり、極めて簡単な操作で
デフロスト運転を行うことができる。
態1の調湿装置において、デフロスト運転時の冷媒の流
れを変更した例である。
したように、上記吸着素子(81,82)へ供給される第2
空気を冷媒と熱交換させて加熱する再生熱交換器(10
2)と、除湿運転時に室内へ供給される空気を冷媒と熱
交換させて冷却する第1熱交換器(103)と、加湿運転
時に室外へ排出される空気を冷媒と熱交換させて冷却す
る第2熱交換器(104)とを備えている。
転時に第2熱交換器(104)が着霜してデフロスト運転
を行うときに、再生熱交換器(102)を凝縮器にし、第
1熱交換器(103)を蒸発器にし、第2熱交換器(104)
を停止することにより、第2熱交換器(104)の除霜を
行うように構成されている。つまり、四方切換弁(12
0)を切り換えて、冷媒が図14に示す方向に循環する
ように設定することで、デフロスト運転が行われる。
(102)で加熱された空気は、吸着素子(81,82)での加
湿後に第1熱交換器(103)を通過し、その際に若干冷
却されて室内へ供給される。また、加湿運転中に着霜し
た第2熱交換器(104)への冷媒の供給が一時的に停止
するため、該第2熱交換器(104)の温度が上昇し、霜
が除去される。このとき、第2熱交換器(104)に室内
空気を送風しておくことにより、除霜を確実にすること
ができる。
間の8割程度は蒸発器として使用しながら、残りの2割
程度は停止させることにより、加湿運転中のデフロスト
による吹き出し温度の低下を抑えながら、第2熱交換器
(104)を除霜できる。このように、加湿運転中に一時
的に第1熱交換器(103)を蒸発器として第2熱交換器
(104)を使用しない運転をすることで、加湿を継続し
ながら第2熱交換器(104)の着霜を防止できる。
態1の調湿装置において、デフロスト運転時に第2熱交
換器を凝縮器にするようにした例である。つまり、この
実施形態では、加湿運転時に第1空気が第2熱交換器
(104)を通過することにより該第2熱交換器(104)が
着霜すると行うデフロスト運転時には、再生熱交換器
(102)及び第2熱交換器(104)を凝縮器にし、第1熱
交換器(103)を蒸発器にして運転を行う。
が着霜して行うデフロスト運転時には、例えば図15に
示すように、再生熱交換器(102)で加熱された空気を
吸着素子(81,82)で加湿した後に第1熱交換器(103)
で若干冷却して室内へ供給しながら、第2熱交換器(10
4)を一時的に凝縮器とすることにより、該第2熱交換
器(104)の温度を上昇させて霜を除去する。例えば、
第2熱交換器(104)は加湿運転時の8割程度の時間で
蒸発器として使用しながら、残りの2割程度の時間は凝
縮器として使用することにより、加湿運転中に第2熱交
換器(104)を除霜できる。
0)の具体的な構成については説明を省略するが、電磁
弁や逆止弁、あるいは流路切換弁などを適宜組み合わせ
て回路を構成するとよい。
第2熱交換器(104)に送風のみを行っているのに対し
て、該第2熱交換器(104)を凝縮器として用いている
ため、該第2熱交換器(104)の除霜を素早く確実に行
うことが可能となる。
について、以下のような構成としてもよい。
湿運転の両方が可能な調湿装置について説明したが、実
施形態1〜4に関しては、加湿運転のみを行う装置とし
てもよい。
(102)での加熱前の第2空気を第1空気の吸着熱を回
収する冷却用流体とするタイプの吸着素子(81,82)を
用いた例について説明したが、冷却用流体を流さずに吸
着、再生のみを行うタイプの吸着素子(81,82)を用い
た装置でも本発明は適用可能である。
では、バッチ式の動作を行って加湿を継続しながらデフ
ロストを実施するようにしているが、デフロスト運転中
はバッチ運転を一時停止して換気装置として運転するこ
とも可能である。つまり、蒸発器の除霜動作は行いなが
ら、吸着素子(81,82)による空気の湿度操作は行わず
に、換気のみを行ってもよい。
中の第1動作を示す分解斜視図である。
2動作を示す分解斜視図である。
1動作を示す分解斜視図である。
2動作を示す分解斜視図である。
成図である。
略斜視図である。
管系統図である。
に示す説明図である。
管系統図である。
る。
配管系統図である。
る。
的に示す説明図である。
的に示す説明図である。
的に示す説明図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 吸着剤を有して該吸着剤を空気と接触さ
せる吸着素子(81,82)と、冷媒を循環させて冷凍サイ
クルを行う冷媒回路(100)とを備え、 第1空気中の水分を上記吸着素子(81,82)の吸着剤に
吸着させる吸着動作と、上記冷媒回路(100)の冷媒に
より加熱された第2空気で上記吸着素子(81,82)を再
生する再生動作とを行い、第2空気を室内へ供給して第
1空気を排出する加湿運転が可能に構成された調湿装置
であって、 上記冷媒回路(100)は、該冷媒回路(100)の蒸発器
(104)の着霜時に、冷媒の蒸発温度を上昇させて該蒸
発器(104)の除霜を行うように構成されていることを
特徴とする調湿装置。 - 【請求項2】 冷媒回路(100)は、圧縮機構が可変容
量圧縮機(101)により構成され、 蒸発器(104)の着霜時に、上記圧縮機(101)の運転容
量を制御して蒸発温度を上昇させるように構成されてい
ることを特徴とする請求項1記載の調湿装置。 - 【請求項3】 冷媒回路(100)は、膨張機構が可変開
度の膨張弁(110)により構成され、 蒸発器(104)の着霜時に、上記膨張弁(110)の開度を
制御して蒸発温度を上昇させるように構成されているこ
とを特徴とする請求項1記載の調湿装置。 - 【請求項4】 吸着剤を有して該吸着剤を空気と接触さ
せる吸着素子(81,82)と、冷媒を循環させて冷凍サイ
クルを行う冷媒回路(100)とを備え、 第1空気中の水分を上記吸着素子(81,82)の吸着剤に
吸着させる吸着動作と、上記冷媒回路(100)の冷媒に
より加熱された第2空気で上記吸着素子(81,82)を再
生する再生動作とを行い、第2空気を室内へ供給して第
1空気を排出する加湿運転が可能に構成された調湿装置
であって、 上記冷媒回路(100)は、圧縮機構(101)から蒸発器
(104)へガス冷媒を供給可能なホットガスバイパス通
路(130)を備え、 上記蒸発器(104)の着霜時に、圧縮機構(101)の吐出
ガス冷媒をホットガスバイパス通路(130)を介して蒸
発器(104)に供給することにより該蒸発器(104)の除
霜を行うように構成されていることを特徴とする調湿装
置。 - 【請求項5】 吸着剤を有して該吸着剤を空気と接触さ
せる吸着素子(81,82)と、冷媒を循環させて冷凍サイ
クルを行う冷媒回路(100)とを備え、 第1空気中の水分を上記吸着素子(81,82)の吸着剤に
吸着させる吸着動作と、上記冷媒回路(100)の冷媒に
より加熱された第2空気で上記吸着素子(81,82)を再
生する再生動作とを行い、第2空気を室内へ供給して第
1空気を排出する加湿運転が可能に構成された調湿装置
であって、 上記冷媒回路(100)は、冷媒の循環方向が可逆に構成
されるとともに、蒸発器(104)の着霜時に、冷媒を逆
サイクルで循環させることにより該蒸発器(104)の除
霜を行うように構成されていることを特徴とする調湿装
置。 - 【請求項6】 吸着剤を有して該吸着剤を空気と接触さ
せる吸着素子(81,82)と、冷媒を循環させて冷凍サイ
クルを行う冷媒回路(100)とを備え、 第1空気中の水分を上記吸着素子(81,82)の吸着剤に
吸着させる吸着動作と、上記冷媒回路(100)の冷媒に
より加熱された第2空気で上記吸着素子(81,82)を再
生する再生動作とを行い、第2空気を室内へ供給して第
1空気を排出する加湿運転が可能に構成された調湿装置
であって、 上記冷媒回路(100)は、蒸発器(104)の着霜時に、圧
縮機構(101)を停止して第1空気を蒸発器(104)に送
風することにより蒸発器(104)の除霜を行うように構
成されていることを特徴とする調湿装置。 - 【請求項7】 吸着剤を有して該吸着剤を空気と接触さ
せる吸着素子(81,82)と、冷媒を循環させて冷凍サイ
クルを行う冷媒回路(100)とを備え、 第1空気中の水分を上記吸着素子(81,82)の吸着剤に
吸着させる吸着動作と、上記冷媒回路(100)の冷媒に
より加熱された第2空気で上記吸着素子(81,82)を再
生する再生動作とを行い、第1空気を室内へ供給して第
2空気を排出する除湿運転と第2空気を室内へ供給して
第1空気を排出する加湿運転とが可能に構成された調湿
装置であって、 上記冷媒回路(100)は、上記吸着素子(81,82)へ供給
される第2空気を冷媒と熱交換させて加熱する再生熱交
換器(102)と、除湿運転時に室内へ供給される空気を
冷媒と熱交換させて冷却する第1熱交換器(103)と、
加湿運転時に排出される空気を冷媒と熱交換させて冷却
する第2熱交換器(104)とを備え、 上記第2熱交換器(104)の着霜時に、再生熱交換器(1
02)を凝縮器にし、第1熱交換器(103)を蒸発器に
し、第2熱交換器(104)を停止することにより、第2
熱交換器(104)の除霜を行うように構成されているこ
とを特徴とする調湿装置。 - 【請求項8】 吸着剤を有して該吸着剤を空気と接触さ
せる吸着素子(81,82)と、冷媒を循環させて冷凍サイ
クルを行う冷媒回路(100)とを備え、 第1空気中の水分を上記吸着素子(81,82)の吸着剤に
吸着させる吸着動作と、上記冷媒回路(100)の冷媒に
より加熱された第2空気で上記吸着素子(81,82)を再
生する再生動作とを行い、第1空気を室内へ供給して第
2空気を排出する除湿運転と第2空気を室内へ供給して
第1空気を排出する加湿運転とが可能に構成された調湿
装置であって、 上記冷媒回路(100)は、上記吸着素子(81,82)へ供給
される第2空気を冷媒と熱交換させて加熱する再生熱交
換器(102)と、除湿運転時に室内へ供給される空気を
冷媒と熱交換させて冷却する第1熱交換器(103)と、
加湿運転時に排出される空気を冷媒と熱交換させて冷却
する第2熱交換器(104)とを備え、 上記第2熱交換器(104)の着霜時に、再生熱交換器(1
02)及び第2熱交換器(104)を凝縮器にし、第1熱交
換器(103)を蒸発器にすることにより、第2熱交換器
(104)の除霜を行うように構成されていることを特徴
とする調湿装置。 - 【請求項9】 第1吸着素子(81)と第2吸着素子(8
2)とを備え、 第1吸着素子(81)で吸着動作を行うとともに第2吸着
素子(82)で再生動作を行う第1動作と、第2吸着素子
(82)で吸着動作を行うとともに第1吸着素子(81)で
再生動作を行う第2動作とを交互に切り換え、少なくと
も第2空気を室内へ供給するように構成されていること
を特徴とする請求項1から8のいずれか1記載の調湿装
置。 - 【請求項10】 吸着素子(81,82)は、第1空気また
は第2空気が交互に切り換えられて流れる調湿側通路
(85)と、冷却用流体が流れる冷却側通路(86)とを備
え、 該吸着素子(81)は、第1空気と冷却用流体とが熱交換
を行って、吸着素子(81,82)における第1空気の吸着
熱を冷却用流体で回収するように構成されていることを
特徴とする請求項9記載の調湿装置。
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